[发明专利]一种铸钢节点的连接构造及其连接方法

说明书

本发明公开了一种铸钢节点的连接构造及其连接方法，连接构件上的弹簧螺纹钢柱穿过钢管上的开口孔进行卡口连接，结构简单连接强度高；连接构件本体在钢管嵌合部对应位置处的表面为波形设计，热化粘合材料设置在波形结构中的波谷处，钢管内壁的对应位置为齿形设计，啮合结构结合化学粘合作用，进一步加强了铸钢节点和钢管的连接，使得其受力点不易受外力影响断裂变形，改善结构受力性能，提高结构安全性，解决了铸钢节点与钢管连接后在工程结构使用中容易产生应力集中的问题；卡口连接后通过螺帽再次加固，并且冷却后，考虑螺帽和螺纹钢柱材料热膨胀系数，不同在热胀冷缩的作用下，螺帽对弹簧螺纹钢柱进行一定可靠程度的挤压，进一步加强了卡口部位的连接结构。

技术领域

本发明涉及铸钢节点等预制钢构件与其连接构件之间的连接技术领域，具体的是一种铸钢节点的连接构造及其连接方法。

背景技术

铸钢节点由于具有结构多样化、外形美观、施工工期短等特点及良好的适用性，在我国大型钢结构建筑、桥梁等工程中逐步推广使用，特别是在处理复杂的交汇节点上，铸钢节点有着得天独厚的优势。如今，在火车站、高铁站、飞机场、体育场、大型建筑的建设中都离不开铸钢节点。节点为管状直接铸造，钢结构应力更为合理，整体结构更加稳定，克服了大量集中焊接造成的应力对整体结构带来的不利影响。

目前工程应用中铸钢节点常与钢管相接形成整个受力框架，由于铸造工艺的限制，铸钢节点通常壁厚较大，出于美观上的考虑，节点分肢与连接钢管通常以外径相同的方式连接，保持外表平整光滑，这样保证了联结点的美观，但也增加了连接的难度。目前铸钢节点的连接方式主要为螺栓连接和焊缝连接，螺栓连接在其连接缝隙处容易有腐蚀的发生，从而造成连接失效，而且普通螺栓连接在长期动载作用下的螺栓松动，高强螺栓连接预应力松弛引起的滑移变形等都限制了螺栓连接的应用推广。焊缝连接以施工方便，施工成本低、速度快等优点正广泛应用于钢结构领域，但是焊接方式依然有其不足：由于高温作用在焊缝附近形成热影响区，钢材的金相组织和机械性能发生变化，材质易变脆；焊接残余应力使结构发生脆性破坏的可能性增大，并降低压杆稳定承载力，同时残余变形还会使构件尺寸和形状发生变化等。

发明内容

本发明主要提供了一种铸钢节点的连接构造及其连接方法用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种铸钢节点的连接构造，包括连接构件、铸钢节点和钢管，所述连接构件包括连接构件本体，其中连接构件本体顺序为节点嵌合部、钢管嵌合部以及钢管嵌合限位部；所述节点嵌合部与所述铸钢节点的内径相匹配，所述节点嵌合部插入所述铸钢节点的内孔中，同时再轴向通过所述节点嵌合部、钢管嵌合部之间的台阶面限位；所述钢管嵌合部能够嵌合在所述钢管连接端的内孔中，并与所述钢管连接端的内孔形成啮合结构而固定，同时再轴向通过所述钢管嵌合限位部限位；另外，所述钢管嵌合部沿周向设置有两根以上的弹簧螺纹钢柱；所述钢管嵌合限位部与所述钢管的内孔相匹配，所述钢管嵌合限位部插入所述钢管的内孔中；所述钢管在与各所述弹簧螺纹钢柱对应的位置处一一设置有与所述弹簧螺纹钢柱尺寸相适配的开孔口，所述弹簧螺纹钢柱穿出开孔口后，通过紧固件与所述钢管的外壁锁紧。

进一步地，所述连接构件本体在钢管嵌合部对应位置处的表面设置为波形结构，并且波形结构的每一个波谷处均设有热化粘合材料；所述钢管的内壁与所述钢管嵌合部的对应位置处设置为齿形结构；在所述波形结构的任意两个相邻波峰之间的区域内，所述齿形结构具有两个以上的齿牙嵌合在所述热化粘合材料中；所述波形结构、齿形结构以及两者之间的热化粘合材料构成所述啮合结构。

进一步地，所述热化粘合材料为胶带状，多层缠绕在所述连接构件本体的表面波形口处。

进一步地，所述连接构件本体为圆柱状，所述节点嵌合部为圆柱端部，能够插入所述铸钢节点的管孔内，并通过焊接的方式实现铸钢节点与钢管嵌合部之间的接触端面固定；所述钢管嵌合限位部为定位部。