[发明专利]一种用于连接建筑钢柱与钢管桁架的大抗推力销轴结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑行业中的连接机构，具体是指一种用于连接建筑钢柱与钢管桁架的大抗推力销轴结构，用于钢柱与钢管桁架节点之间的摆动连接。

背景技术

目前，建筑结构领域通常在钢柱与钢管桁架节点之间通常采用销轴连接作为摆动连接，销轴连接是通过耳板和圆柱面销轴进行传力的连接部件，其特点是能绕销轴自由转动，消除钢管桁架与钢柱之间由于固定连接而造成应力集中的不良影响。

在建筑结构上使用的常规销轴连接结构如图1、图2所示，该销轴连接结构包括锻钢棒103、上耳板104、下耳板105和销轴106，其中，锻钢棒103与建筑钢管桁架102焊接成一体，上耳板104轴向焊接在锻钢棒103上，上耳板104开有耳孔，下耳板105焊接在钢柱101上，下耳板105也开耳孔，销轴106穿入上下耳板，从而将上下耳板连接在一起。该销轴连接中的上、下耳板均采用钢板，由于受钢胚大小和钢板轧制设备轧制能力的限制，钢厂生产的最大钢板厚度只有150mm左右，钢结构常用钢板厚度规格为30mm左右，由于40mm以上的厚钢板在焊接时容易产生层状撕裂缺陷，即钢板过厚时，大量的焊接容易产生过大的残余应力和焊接变形，影响结构受力和使用。因此，耳板的厚度受钢板规格及焊接构造的限制不能太厚，一般厚度范围为12~40mm，导致耳板侧向刚度较差，尽管可以采用加劲肋对外侧耳板进行加强，但无法对内侧耳板设置加劲肋，效果并不理想。

建筑行业一般认为，当轴向抗推承载力/销轴径向承载力≤15%，工程上称之为轴向推力较小；当轴向抗推承载力/销轴径向承载力>15%，工程上称之为大抗推力。销轴连接中的轴向推力产生的原因是：高大钢结构在较大的风和地震侧向作用下，超长钢结构在温度作用下，或倾斜结构在重力作用下，均在支座处产生较大的轴向推力，因此销轴连接需要具备一定的抗轴向推力能力。现有技术中常规销轴连接采用焊接耳板技术，由于耳板厚度较薄，又难以沿轴向加强的原因，导致销轴连接的轴向抗推承载力较小，只能适用于没有沿销轴轴向的轴向推力、或轴向推力较小的连接，整体性较差，不能用于轴向推力较大的连接，因而其使用受限并且具有一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于连接建筑钢柱与钢管桁架的大抗推力销轴结构，该销轴结构不但能够满足建筑钢管桁架与建筑钢柱之间的摆动连接，而且具有很大的抗推力刚度和很好的整体性，连接传力更加稳定、可靠。

本发明的这一目的通过如下的技术方案来实现的：一种用于连接建筑钢柱与钢管桁架的大抗推力销轴结构，包括销轴，其特征在于：所述销轴结构还包括桁架节点和销轴连接座，所述的桁架节点一体铸造成型，桁架节点与建筑钢管桁架相焊接，销轴连接座用于与建筑钢柱固定连接，所述桁架节点和销轴连接座具有相互对合的耳板对接的结构，并且桁架节点和销轴连接座均具有供销轴穿插的销孔，所述销轴连接座与桁架节点对合后插入销轴，将销轴连接座与桁架节点铰接成一体，以提高销轴结构的整体性和抗推力刚度，建筑钢管桁架通过该销轴结构实现与建筑钢柱之间的摆动连接。

本发明的大抗推力销轴结构，桁架节点与销轴连接座通过销轴相铰接，建筑钢管桁架通过该销轴结构实现与建筑钢柱之间的摆动铰接，保持了销轴结构的基本链接功能，销轴结构与建筑钢柱之间的摆动铰接能够消除钢管桁架与钢柱之间固定连接造成应力集中的不良影响。同时，本发明的销轴结构中，桁架节点一体铸造后再与建筑钢管桁架相焊接，避免了钢管桁架多管连接、节点复杂造成焊接上的困难，使得连接结构的整体性能得以提高。

本发明中，所述的桁架节点包括一体铸造成型的主桁架连接头、次桁架连接头、副桁架连接头、下横销管以及跨接次桁架连接头和下横销管的竖向设置的垂直耳板，次桁架连接头与下横销管横向平行设置，所述主桁架连接头、次桁架连接头、副桁架连接头分别与对应的建筑钢管桁架相焊接，所述下横销管为左右两端连续、中部断开的断管，所述垂直耳板的下耳部位于断管的中部区域，垂直耳板的下耳部设有供销轴穿过的耳孔，该耳孔与下横销管的管孔相对中；所述销轴连接座包括一体铸造成型的铰接耳板、盖板以及倾斜向下设置的连接段，所述铰接耳板竖直向上设置，铰接耳板也设有供销轴穿过的耳孔，所述销轴连接座的铰接耳板与桁架节点的垂直耳板为桁架节点和销轴连接座相互对合的结构，下横销管的管孔、垂直耳板的耳孔以及铰接耳板的耳孔构成供销轴穿插的销孔，所述销轴连接座的铰接耳板与桁架节点的垂直耳板对合后，垂直耳板的耳孔与铰接耳板的耳孔相对中，然后将销轴插入销孔中，所述连接段的下端与建筑钢柱固定连接。