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1、(10)申请公布号 CN 103104033 A (43)申请公布日 2013.05.15 CN 103104033 A *CN103104033A* (21)申请号 201110353383.7 (22)申请日 2011.11.10 E04B 1/58(2006.01) (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨浦区四平路 1239 号 (72)发明人 李国强 陆烨 刘康 刘玉姝 许炎彬 (74)专利代理机构 上海光华专利事务所 31219 代理人 王玮 (54) 发明名称 钢管拼接无凸出转换式连接节点 (57) 摘要 本发明公开了一种钢管拼接无凸出转换式连 接节点， 包括第一钢。
2、管 （1） 和第二钢管 （4） ， 还包 括第一转换件 （2）和第二转换件 （3） ， 所述第一 转换件 （2） 的一端与第一钢管 （1） 的一端焊接连 接， 第二转换件 （3） 的一端与第二钢管 （4） 的一端 焊接连接， 第一转换件 （2） 的另一端与第二转换 件 （3） 的另一端螺栓连接。该钢管拼接无凸出转 换式连接节点的节点构造不凸出于被连接构件， 解决了一般连接节点由于耳板、 盖板、 螺栓等构造 凸出被连接构件影响相邻附属构件设计施工等问 题， 且该连接节点易于施工、 现场无焊接、 施工速 度快、 安装精度高， 因此简化了施工工序、 缩短了 施工时间、 节省了人力成本。 (51)In。
3、t.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103104033 A CN 103104033 A *CN103104033A* 1/1 页 2 1.一种钢管拼接无凸出转换式连接节点， 包括第一钢管(1)和第二钢管(4)， 其特征在 于 ： 还包括第一转换件 (2) 和第二转换件 (3)， 所述第一转换件 (2) 的一端与第一钢管 (1) 的一端焊接连接， 第二转换件 (3) 的一端与第二钢管 (4) 的一端焊接连接， 第一转换件 (2) 的另一端与第二转。
4、换件 (3) 的另一端螺栓连接。 2. 根据权利要求 1 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第一转 换件 (2) 包括第一端板 (21)、 第二端板 (22) 以及第一连接钢板 (23)， 所述第一连接钢板 (23) 的一端与第一端板 (21) 的一端面连接， 第一连接钢板 (23) 的另一端与第二端板 (22) 的一端面连接， 所述第一端板 (21) 的外周尺寸与第一钢管 (1) 的外周尺寸相同 ； 所述第二 转换件 (3) 包括第三端板 (31)、 第四端板 (32) 以及第二连接钢板 (33)， 所述第二连接钢板 (33) 的一端与第三端板 (31) 的一端面连接。
5、， 第二连接钢板 (33) 的另一端与第四端板 (32) 的一端面连接， 所述第四端板 (32) 的外周尺寸与第二钢管 (4) 的外周尺寸相同 ； 所述第一 端板 (21) 的另一端面与第一钢管 (1) 连接， 第四端板 (32) 的另一端面与第二钢管 (4) 连 接， 第二端板 (22) 的另一端面与第三端板 (31) 的另一端面连接。 3. 根据权利要求 2 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第二端 板 (22) 与第三端板 (31) 螺接。 4. 根据权利要求 2 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第一连 接钢板 (23) 的形状为 # 字。
6、形， 第二连接钢板 (33) 的形状为 # 字形。 5. 根据权利要求 2 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第一连 接钢板 (23) 的一端与第一端板 (21) 的一端面焊接连接， 第一连接钢板 (23) 的另一端与第 二端板 (22) 的一端面焊接连接。 6. 根据权利要求 2 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第二连 接钢板 (33) 的一端与第三端板 (31) 的一端面焊接连接， 第二连接钢板 (33) 的另一端与第 四端板 (32) 的一端面焊接连接。 7. 根据权利要求 2 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第。
7、一端 板 (21) 的另一端面与第一钢管 (1) 焊接连接， 第四端板 (32) 的另一端面与第二钢管 (4) 焊接连接。 8. 根据权利要求 1 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第一钢 管 (1) 和第二钢管 (4) 的截面形状均为方形。 9. 根据权利要求 1 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第一钢 管 (1) 和第二钢管 (4) 的截面形状均为矩形。 10. 根据权利要求 1 所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点， 其特征在于 ： 所述第一钢 管 (1) 和第二钢管 (4) 的截面形状均为圆形。 权 利 要 求 书 CN 10310403。
8、3 A 2 1/4 页 3 钢管拼接无凸出转换式连接节点 技术领域 0001 本发明属于建筑钢结构节点连接技术领域， 具体是涉及一种钢管拼接无凸出转换 式连接节点。 背景技术 0002 钢结构建筑具有强度高、 自重轻、 施工速度快、 抗震性能好及工业化程度高等特 点。钢结构构件通过连接节点组成结构体系， 节点形式的选择对于结构整体性、 可靠度、 建 设周期以及附属构件设计施工有着直接的影响。 0003 钢结构节点主要实现梁、 柱、 支撑等构件的拼接及连接。 已有的钢结构节点形式多 样， 根据节点传力特性可分为刚接节点、 铰接节点和半刚性节点。连接方式有焊缝连接、 螺 栓连接、 铆钉连接等， 铆。
9、钉连接现在已很少使用。 0004 现有钢结构节点存在一些缺点， 例如 ： 0005 1、 焊缝连接施工工艺高、 高空作业难度大以及产生电火花等问题不利于钢结构建 筑的现场施工。 0006 2、 焊缝连接耗时多不利于实现钢结构建筑的快速安装。 0007 3、 一般的钢结构节点由于存在盖板、 耳板等构造， 需凸出被连接构件， 对相邻构件 设计施工产生不利影响。 如 ： 为了实现上下两根等截面钢管柱的拼接， 在两根钢管柱拼接的 连接节点处设有盖板或者耳板之类的连接件， 该类连接件的两端分别通过螺栓与上、 下两 根钢管柱连接， 进而实现上、 下两根钢管柱的拼接。 该类连接节点中的盖板、 耳板、 螺栓等。
10、一 些部件会突出与上、 下两根拼接的钢管柱的外周， 这样墙体的布置会受到影响， 需加厚墙体 以掩盖柱及柱连接节点构造， 或者让柱及柱连接节点凸出于墙体外， 影响美观及空间利用。 发明内容 0008 本发明所要解决是技术问题是提供一种节点构造不凸出于被连接构件的钢管拼 接无凸出转换式连接节点。 0009 为解决上述技术问题， 本发明采用以下技术方案 ： 0010 一种钢管拼接无凸出转换式连接节点， 包括第一钢管和第二钢管， 还包括第一转 换件和第二转换件， 所述第一转换件的一端与第一钢管的一端焊接连接， 第二转换件的一 端与第二钢管的一端焊接连接， 第一转换件的另一端与第二转换件的另一端螺栓连接。
11、。 0011 进一步地， 所述第一转换件包括第一端板、 第二端板以及第一连接钢板， 所述第一 连接钢板的一端与第一端板的一端面连接， 第一连接钢板的另一端与第二端板的一端面连 接， 所述第一端板的外周尺寸与第一钢管的外周尺寸相同 ； 所述第二转换件包括第三端板、 第四端板以及第二连接钢板， 所述第二连接钢板的一端与第三端板的一端面连接， 第二连 接钢板的另一端与第四端板的一端面连接， 所述第四端板的外周尺寸与第二钢管的外周尺 寸相同 ； 所述第一端板的另一端面与第一钢管连接， 第四端板的另一端面与第二钢管连接， 第二端板的另一端面与第三端板的另一端面连接。 说 明 书 CN 103104033。
12、 A 3 2/4 页 4 0012 优选地， 所述第二端板与第三端板螺接。 0013 优选地， 所述第一连接钢板的形状为 # 字形， 第二连接钢板的形状为 # 字形。 0014 进一步地， 所述第一连接钢板的一端与第一端板的一端面焊接连接， 第一连接钢 板的另一端与第二端板的一端面焊接连接。 0015 优选地， 所述第二连接钢板的一端与第三端板的一端面焊接连接， 第二连接钢板 的另一端与第四端板的一端面焊接连接。 0016 进一步地， 所述第一端板的另一端面与第一钢管焊接连接， 第四端板的另一端面 与第二钢管焊接连接。 0017 进一步地， 所述第一钢管和第二钢管的截面形状均为方形。 0018。
13、 进一步地， 所述第一钢管和第二钢管的截面形状均为矩形。 0019 进一步地， 所述第一钢管和第二钢管的截面形状均为圆形。 0020 该钢管拼接无凸出转换式连接节点的节点构造不凸出于被连接构件， 解决了一般 连接节点由于耳板、 盖板、 螺栓等构造凸出被连接构件影响相邻附属构件设计施工等问题， 且该连接节点易于施工、 现场无焊接、 施工速度快， 安装精度高， 因此简化了施工工序、 缩短 了施工时间、 节省了人力成本。 附图说明 0021 图 1 为本发明钢管拼接无凸出转换式连接节点的正立面图。 0022 图 2 为本发明一实施例中第一转换件的结构示意图。 0023 图 3 为图 2 中 C-C 。
14、向剖视图。 0024 图 4 为本发明一实施例中第二转换件的结构示意图。 0025 图 5 为图 4 中 D-D 向剖视图。 0026 图 6 为图 1 中 A-A 向的方形截面钢管的剖视图。 0027 图 7 为图 1 中 A-A 向的矩形截面钢管的剖视图。 0028 图 8 为图 1 中 A-A 向的圆形截面钢管的剖视图。 0029 图 9 为本发明一实施例的正立面图。 0030 图 10 为图 9 中 B-B 向剖视图。 具体实施方式 0031 图 1 为本发明钢管拼接无凸出转换式连接节点的正立面图， 从图中可知， 该钢管 拼接无凸出转换式连接节点包括第一钢管1和第二钢管4， 还包括第一。
15、转换件2和第二转换 件 3， 所述第一转换件 2 的一端与第一钢管 1 的一端焊接连接， 第二转换件 3 的一端与第二 钢管 4 的一端焊接连接， 第一转换件 2 的另一端与第二转换件 3 的另一端螺栓连接。 0032 所述第一转换件 2 和第二转换件 3 的构成及制作均相同。进一步地， 所述第一转 换件 2 包括第一端板 21、 第二端板 22 以及第一连接钢板 23， 见图 2， 所述第一连接钢板 23 的一端与第一端板 21 的一端面连接， 第一连接钢板 23 的另一端与第二端板 22 的一端面连 接， 优选地， 所述第一连接钢板23的一端与第一端板21的一端面采用熔透坡口焊接连接或 角。
16、焊缝连接， 第一连接钢板 23 的另一端与第二端板 22 的一端面采用熔透坡口焊接连接或 角焊缝连接。进一步地， 所述第一连接钢板 23 的形状为为 # 字形， 见图 3， 从图 3 可知， 第一 说 明 书 CN 103104033 A 4 3/4 页 5 连接钢板 23 为由两块长钢板和六块短钢板焊接而成的呈 “#” 字形构件， 优选地， 两块长钢 板和六块短钢板之间采用熔透坡口焊接连接或角焊缝连接。 0033 所述第二转换件3包括第三端板31、 第四端板32以及第二连接钢板33， 见图4， 所 述第二连接钢板 33 的一端与第三端板 31 的一端面连接， 第二连接钢板 33 的另一端与第。
17、四 端板 32 的一端面连接， 优选地， 所述第二连接钢板 33 的一端与第三端板 31 的一端面采用 熔透坡口焊接连接或角焊缝连接， 第二连接钢板 33 的另一端与第四端板 32 的一端面采用 熔透坡口焊接连接或角焊缝连接。进一步地， 所述第二连接钢板 33 的形状为为 # 字形， 见 图 5， 从图 5 可知， 第二连接钢板 33 为由两块长钢板和六块短钢板焊接而成的呈 “#” 字形构 件， 优选地， 两块长钢板和六块短钢板之间采用熔透坡口焊接连接或角焊缝连接， 第二连接 钢板 33 的构成和第一连接钢板 23 的构成一致。 0034 所述第一端板 21 的另一端面与第一钢管 1 连接， 。
18、第四端板 32 的另一端面与第二 钢管 4 连接， 优选地， 所述第一端板 21 的另一端面与第一钢管 1 采用熔透坡口焊接连接， 第 四端板 32 的另一端面与第二钢管 4 采用熔透坡口焊接连接。第二端板 22 的另一端面与第 三端板 31 的另一端面连接， 优选地， 所述第二端板 22 与第三端板 31 螺接。即所述第二端 板 22 和第三端板 31 上均设有多个螺栓孔， 且第二端板 22 和第三端板 31 上螺栓孔的数量 和位置均相同。 0035 进一步地， 所述第一转换件 2 中的第一端板 21 和第二端板 22 的外周尺寸相同， 第 一端板 21 的外周尺寸与第一钢管 1 的外周尺寸。
19、相同 ； 所述第二转换件 3 中的第三端板 31 和第四端板32的外周尺寸相同， 第四端板32的外周尺寸与第二钢管4的外周尺寸相同 ； 同 时， 第二端板 22 的外周尺寸和第三端板 31 的外周尺寸相同， 这样就保证了第一转换件 2 和 第二转换件 3 均未突出于钢管的外周， 进而保证美观度且节省了空间利用。 0036 进一步地， 所述第一钢管 1 和第二钢管 4 的截面形状均为方形， 其剖视图见图 6 ； 或者， 所述第一钢管 1 和第二钢管 4 的截面形状均为矩形， 其剖视图见图 7 ； 又或者， 所述第 一钢管 1 和第二钢管 4 的截面形状均为圆形， 其剖视图见图 8。 0037 第。
20、一端板 21、 第二端板 22、 第三端板 31 以及第四端板 32 的尺寸根据待连接钢管 的尺寸确定， 其厚度由结构承载力要求和变形要求确定。第一连接钢板 23 以及第二连接钢 板 33 中各钢板的厚度根据结构承载力要求确定， 相平行两钢板之间的距离根据转换件中 端板尺寸和节点构造要求确定， 一般为保证节点的抗弯能力应尽量拉大两块钢板之间的间 距， 两平行钢板沿节点中轴对称布置。 第二端板22和第三端板31上螺栓孔的数量及直径根 据节点极限承载力及节点强度确定， 螺栓孔一般对称布置。 开孔位置根据构造要求确定， 且 尽量靠近端板外沿。转换件的高度根据施工要求确定。本实施例中， 钢管的截面为方。
21、形截 面， 即第一钢管1和第四钢管4均为方钢管。 该方钢管柱的截面尺寸为250mm250mm8mm， 方钢管截面积为 7744mm2， 抵抗矩 7566.9cm2。该方钢管柱以承受轴力为主， 为简化设计不 考虑弯矩影响。根据柱与柱连接节点相关要求， 第一转换件 2 和第二转换件 3 的高度为 200mm， 见图 9。选用第一转换件 2 和第二转换件 3 中各端板的厚度均为 16mm， 第一连接钢 板 23 和第二连接钢板 33 中各钢板的厚度均为 16mm， 两平行钢板间距为 90mm， 钢板离端板 边缘的距离为80mm， 第二端板22和第三端板31上的螺栓孔均为8个， 螺栓孔中心离端板边 缘。
22、的距离为 35mm， 螺栓孔中心距为 90mm， 见图 10。螺栓选用高强螺栓 M20， 以满足钢管柱拼 接连接节点的性能要求。高强度螺栓是用高强度钢制造的， 其多用于桥梁、 钢轨、 高压及超 说 明 书 CN 103104033 A 5 4/4 页 6 高压设备的连接。建筑结构的主构件的螺栓连接， 一般均采用高强螺栓连接。 0038 钢管拼接无凸出转换式连接节点的实施步骤为 ： 0039 1、 制作第一转换件 2 和第二转换件 3 ； 0040 2、 将第一端板 21 与第一钢管 1 焊接连接， 第四端板 32 与第二钢管 4 焊接连接 ； 0041 3、 将第二端板 22 与第三端板 31。
23、 螺接。 0042 上述步骤中， 步骤 1、 2 在工厂预制预制阶段完成， 步骤 3 在现场完成。 0043 本发明涉及的钢管拼接无凸出转换式连接节点施工方便， 且现场不需要焊接， 简 化了施工工序、 缩短了施工时间、 节省了人力成本。同时也减少了高空作业量、 避免焊接电 火花产生等安全隐患， 现场螺栓连接无焊缝的连接方式较有焊缝的连接方式具有更高的施 工质量保证， 且本发明通过转换件连接， 螺栓内置于拼接构件内部， 整个节点无耳板、 无端 板， 实现连接节点的无构造凸出被连接钢管四周尺寸， 方便相邻构件的设计安装。 说 明 书 CN 103104033 A 6 1/4 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103104033 A 7 2/4 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103104033 A 8 3/4 页 9 图 5 图 6 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103104033 A 9 4/4 页 10 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 103104033 A 10 。