專利名稱：一種箱型截面梁柱節點結構及其焊接方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑鋼結構節點構造及其加工方法。
背景技術：
近年來國內高層鋼結構建筑不斷增多，其柱子也越來越多地采用箱型截面，較大的箱型鋼柱一般多用四塊鋼板焊接而成，并且梁與柱之間也多采用剛性連接。為了保證與柱相連的鋼梁間內力連續傳遞，一般在與梁上下翼緣平面對應的位置的箱型鋼柱內設置內隔板。并要求內隔板與梁翼緣板等厚且和柱內壁四邊全熔透焊接。制作時，內隔板可以和箱型柱的兩塊壁板先焊起來，內隔板與另外兩塊壁板的連接為隱蔽焊縫，通常采用電渣焊來實現。
對于橫隔板比較薄(小于40mm)的節點來說，采用電渣焊很容易實現。但近來在高層、大跨和重負荷的結構中，厚板鋼材的應用日益廣泛，與鋼柱連接的大梁或巨型轉換桁架等的翼緣板厚度常常超過40mm，某些結構甚至達到80mm以上，這就要求與之相連的箱型柱的內隔板的厚度也要達到40mm甚至80mm以上。
對于這種內隔板比較厚(大于等于40mm)的結點來說，因熔池寬大，一般的電渣焊易產生未熔合或熱裂紋(雙絲)等質量問題，工藝實施難度大、成功率低，且焊接速度慢、焊縫力學性能差，焊縫質量難以保證。本發明就是從結構構造角度采取適當措施，很好地解決了超厚隔板電渣焊在箱型鋼構件連接節點中的應用難題。
發明內容
本發明的目的是提出一種箱型截面梁柱節點結構及其焊接方法，解決箱型鋼柱內橫隔板較厚情況下節點內隔板電渣焊不易實現和質量難以保證的難題，同時本發明因采用兩塊中厚隔板代替一塊特厚隔板，還降低材料成本和生產成本。
本發明的目的是這樣實現的這種箱型截面梁柱節點結構，由箱型鋼柱與鋼梁交叉焊接而成，在箱型鋼柱內焊接橫置的加勁內隔板，其特征在于上述加勁內隔板由兩塊至三塊形狀尺寸與箱型柱內截面相同的橫鋼板和三至四塊夾在橫鋼板之間、并位于橫鋼板兩端部的鋼墊條間隔交錯疊置點焊而成，每塊橫鋼板的兩側端頭距離箱型鋼柱壁板之間預留電渣焊焊接間隙，通過電渣焊使加勁內隔板與箱型鋼柱焊接成一體。
上述兩塊或三塊橫鋼板的總厚度要求與外接鋼梁翼緣厚度相匹配，通常取大于或等于外接鋼梁翼緣厚度。
上述加勁內隔板與箱型鋼柱的焊接位置在加勁內隔板的一側、兩側、三側或四側。
上述箱型截面梁柱節點可以是十字形中柱節點、丁字形中柱節點或角柱節點。
上述鋼梁和鋼柱可以是桁架中弦桿或腹桿。
上述鋼梁可以為箱形、H型、T型或空心圓管截面。
上述箱型截面梁柱節點結構的一種焊接方法，其特征在于步驟1將兩塊形狀尺寸與箱型鋼柱內截面相同的橫鋼板與三塊鋼墊條間隔交錯疊置點焊成加勁內隔板，每兩鋼墊條之間和橫鋼板的兩側端頭距離箱型鋼柱壁板之間形成條狀的預留電渣焊焊接間隙；步驟2把組好的加勁內隔板按預定的位置點焊于箱型鋼柱下翼緣板上；步驟3把箱型鋼柱兩側腹板與下翼緣板焊接形成一面暫時敞開的箱型柱，然后將加勁內隔板的不含鋼墊條兩側與柱腹板全熔透焊接；步驟4蓋上箱型鋼柱的上翼緣板，并完成箱型柱的箱體焊接；步驟5相對于電渣焊焊接間隙從箱型鋼柱兩腹板外側鉆電渣焊孔，使電渣焊孔與電渣焊焊接間隙相通；步驟6把電渣焊所用的焊料送進電渣焊孔和電渣焊焊接間隙中，進行電渣焊焊接；步驟7最后在預定位置焊接鋼梁。
上述步驟6所述焊料為焊絲或焊管。
另一種箱型截面梁柱節點結構的焊接方法，其特征在于步驟1將三塊與箱型鋼柱內截面相同的橫鋼板與四塊鋼墊條間隔交錯疊置點焊成加勁內隔板，每兩鋼墊條之間和橫鋼板的兩側端頭距離箱型柱鋼壁板之間形成條狀的預留電渣焊焊接間隙；步驟2把組好的加勁內隔板按預定的位置點焊于箱型鋼柱下翼緣板上；步驟3把箱型鋼柱兩側腹板與下翼緣板焊接形成一面暫時敞開的箱型柱，然后將加勁內隔板的不含鋼墊條兩側與柱腹板全熔透焊接；步驟4蓋上箱型鋼柱的上翼緣板，并完成箱型柱的箱體焊接；步驟5相對于電渣焊焊接間隙從箱型鋼柱兩腹板外側鉆電渣焊孔，使電渣焊孔與電渣焊焊接間隙相通；步驟6把電渣焊所用的焊料送進電渣焊孔隙和電渣焊焊接間隙中，進行電渣焊焊接；步驟7；最后在預定位置焊接梁。
上述步驟6所述焊料為焊絲或焊管。
本發明的梁柱節點由箱型柱、鋼梁和多塊加勁內隔板組成，加勁內隔板設置在梁翼緣平面對應位置處，由兩塊或多塊橫鋼板疊放組成，橫鋼板厚度一般小于外接鋼梁的翼緣板厚。本發明在不削弱承載力的前提下，保證了電渣焊的焊接質量，整體性強、可靠度高，很好地解決了超厚板(板厚大于40mm)電渣焊因熔池過大，造成的工藝難度高、成功率低，焊接速度慢、焊縫力學性能差等缺點；同時采用兩塊或多塊中厚隔板代替一塊特厚隔板，也降低了材料成本和生產成本。本發明適用于箱型柱貫通的梁柱剛性節點，尤其是與箱型柱相連的鋼梁翼緣厚度在40mm以上的梁柱節點結構。
圖1是本發明的三維剖視圖；圖2是圖1中加勁內隔板示意圖；圖3是本發明實施實例一的內部結構示意圖；圖4是本發明實施實例二的內部結構示意圖。
圖5是本發明步驟2的示意圖；圖6是本發明步驟3的示意圖；圖7是本發明步驟4和步驟5的示意圖。
圖中1-箱型鋼柱，2-鋼梁，3-加勁內隔板，4-鋼墊條，5-電渣焊焊接間隙，6-橫鋼板，7-電渣焊孔，8-箱型鋼柱下翼緣板，9-箱型鋼柱腹板，10-箱型鋼柱上翼緣板，11-焊料熔化區域。
具體實施例方式實施例一見圖1～3中，這種箱型截面梁柱節點結構，由箱型鋼柱1與箱型鋼梁2交叉焊接而成，在箱型鋼柱內焊接橫置的加勁內隔板3，上述加勁內隔板3由兩塊形狀尺寸與箱型柱內截面相同的橫鋼板6和三夾在橫鋼板之間、并位于橫鋼板兩端部的鋼墊條4間隔交錯疊置點焊而成，每塊橫鋼板的兩側端頭距離箱型柱鋼壁板之間電渣焊焊接間隙5，焊接間隙采用電渣焊熔透焊接，使加勁內隔板3與箱型鋼柱1焊接成一體。上述兩塊橫鋼板的總厚度大于或等于外接鋼梁翼緣厚度。
實施實例一的焊接具體步驟如下步驟1將兩塊形狀尺寸與箱型鋼柱1內截面相同的橫鋼板6與三塊鋼墊條4間隔交錯疊置點焊成加勁內隔板3，每兩鋼墊條4之間和橫鋼板6的兩側端頭距離箱型鋼柱壁板之間形成條狀的預留電渣焊焊接間隙5。
步驟2參見圖5，把組好的加勁內隔板3按預定的位置點焊于箱型鋼柱下翼緣板8上。
步驟3參見圖6，把箱型鋼柱兩側箱型鋼柱腹板9與箱型鋼柱下翼緣板8焊接形成一面暫時敞開的箱型柱，然后將加勁內隔板3的不含鋼墊條兩側與箱型鋼柱腹板9全熔透焊接。
步驟4參見圖7，蓋上箱型鋼柱上翼緣板10，并完成箱型柱的箱體焊接。
步驟5參見圖7，相對于電渣焊焊接間隙5從箱型鋼柱兩腹板9外側鉆電渣焊孔7，使電渣焊孔7與電渣焊焊接間隙5相通。
步驟6把電渣焊所用的焊料送進電渣焊孔7和電渣焊焊接間隙5中，進行電渣焊焊接，形成焊料熔化區域11(參見圖3)。
步驟7最后在預定位置焊接鋼梁2。
上述步驟6所述焊料為焊絲或焊管。
實施實例二見圖4，加勁內隔板3分成三塊橫鋼板6，采用了四塊鋼墊條4。
實施實例二的焊接具體步驟如下步驟1將三塊與箱型鋼柱1內截面相同的橫鋼板6與四塊鋼墊條4間隔交錯疊置點焊成加勁內隔板3，每兩鋼墊條4之間和橫鋼板6的兩側端頭距離箱型柱鋼壁板之間形成條狀的預留的電渣焊焊接間隙5。
步驟2把組好的加勁內隔板3按預定的位置點焊于箱型鋼柱下翼緣板8上。
步驟3把箱型鋼柱兩側箱型鋼柱腹板9與箱型鋼柱下翼緣8板焊接形成一面暫時敞開的箱型柱，然后將加勁內隔板3的不含鋼墊條兩側與柱腹板9全熔透焊接。
步驟4蓋上箱型鋼柱上翼緣板10，并完成箱型柱的箱體焊接。
步驟5相對于電渣焊焊接間隙5從箱型鋼柱兩腹板9外側鉆電渣焊孔7，使電渣焊孔7與預留的電渣焊焊接間隙5相通。
步驟6把電渣焊所用的焊料送進電渣焊孔7和電渣焊焊接間隙5中，進行電渣焊焊接。
步驟7最后在預定位置焊接鋼梁2。
上述步驟6所述焊料為焊絲或焊管。
鋼結構的梁柱節點有十字形中柱節點、丁字形中柱節點和角柱節點等，巨型桁架結構中也有一些箱型截面構件貫通型節點，這些箱型截面構件的內橫隔板均可采用本發明所提及的構造，以提高電渣焊的焊縫質量，方便制作。
權利要求
1.一種箱型截面梁柱節點結構，由箱型鋼柱與鋼梁交叉焊接而成，在箱型鋼柱內焊接橫置的加勁內隔板，其特征在于上述加勁內隔板由兩塊至三塊外形尺寸與箱型柱內截面相同的橫鋼板和三至四塊夾在橫鋼板之間、并位于橫鋼板端部的鋼墊條間隔交錯疊置點焊而成，每塊橫鋼板的兩側端頭距離箱型柱鋼壁板之間預留電渣焊焊接間隙，通過電渣焊使加勁內隔板與箱型鋼柱焊接成一體。
2.根據權利要求1所述的箱型截面梁柱節點結構，其特征在于上述兩塊或三塊橫鋼板的總厚度與外接鋼梁翼緣厚度相匹配，通常取大于或等于外接鋼梁翼緣厚度。
3.根據權利要求1所述的箱型截面梁柱節點結構，其特征在于上述加勁內隔板與箱型鋼柱的焊接位置在加勁內隔板的一側、兩側、三側或四側。
4.根據權利要求1或2或3所述的箱型截面梁柱節點結構，其特征在于上述箱型截面梁柱節點可以是十字形中柱節點、丁字形中柱節點或角柱節點。
5.根據權利要求1或2或3所述的箱型截面梁柱節點結構，其特征在于上述鋼梁和鋼柱可以是桁架中弦桿或腹桿。
6.根據權利要求4或5所述的的箱型截面梁柱節點結構，其特征在于上述鋼梁可以為箱型、H型、T型或空心圓管截面。
7.一種權利要求1所述的箱型截面梁柱節點結構的焊接方法，其特征在于步驟1將兩塊形狀尺寸與箱型鋼柱內截面相同的橫鋼板與三塊鋼墊條間隔交錯疊置點焊成加勁內隔板，每兩鋼墊條之間和橫鋼板的兩側端頭距離箱型鋼柱壁板之間形成條狀的預留電渣焊焊接間隙；步驟2把組好的加勁內隔板按預定的位置點焊于箱型鋼柱下翼緣板上；步驟3把箱型鋼柱兩側箱型鋼柱腹板與箱型鋼柱下翼緣板焊接形成一面暫時敞開的箱型柱，然后將加勁內隔板的不含鋼墊條兩側與柱腹板全熔透焊接；步驟4蓋上箱型鋼柱上翼緣板，并完成箱型柱的箱體焊接；步驟5相對于電渣焊焊接間隙從箱型鋼柱兩腹板外側鉆電渣焊孔，使電渣焊孔與電渣焊焊接間隙相通；步驟6把電渣焊所用的焊料送進電渣焊孔和電渣焊焊接間隙中，進行電渣焊焊接；步驟7最后在預定位置焊接鋼梁。
8.一種權利要求1所述的箱型截面梁柱節點結構的焊接方法，其特征在于步驟1將三塊與箱型鋼柱內截面相同的橫鋼板與四塊鋼墊條間隔交錯疊置點焊成加勁內隔板，每兩鋼墊條之間和橫鋼板的兩側端頭距離箱型柱鋼壁板之間形成條狀的預留電渣焊焊接間隙；步驟2把組好的加勁內隔板按預定的位置點焊于箱型鋼柱下翼緣板上；步驟3把箱型鋼柱兩側箱型鋼柱腹板與箱型鋼柱下翼緣板焊接形成一面暫時敞開的箱型柱，然后將加勁內隔板的不含鋼墊條兩側與柱腹板全熔透焊接；步驟4蓋上箱型鋼柱上翼緣板，并完成箱型柱的箱體焊接；步驟5相對于電渣焊焊接間隙從箱型鋼柱兩腹板外側鉆電渣焊孔，使電渣焊孔與電渣焊焊接間隙相通；步驟6把電渣焊所用的焊料送進電渣焊孔和電渣焊焊接間隙中，進行電渣焊焊接；步驟7最后在預定位置焊接鋼梁。
全文摘要
一種箱型截面梁柱節點結構及其焊接方法，由箱型鋼柱與鋼梁交叉焊接而成，在箱型鋼柱內焊接橫置的加勁內隔板，上述加勁內隔板由兩塊至三塊形狀尺寸與箱型鋼柱內截面相同的橫鋼板與三至四塊夾在橫鋼板之間、并位于橫鋼板端部的鋼墊條間隔交錯疊置點焊而成，每塊橫鋼板的兩側端頭距離箱型鋼柱壁板之間電渣焊焊接間隙，使加勁內隔板與箱型鋼柱焊接成一體。兩塊或三塊橫鋼板的總厚度需與外接鋼梁翼緣厚度相匹配，通常應大于或等于外接鋼梁翼緣厚度。本發明在不削弱承載力的前提下，保證了電渣焊的焊接質量，解決了超厚板(板厚大于40mm)電渣焊因熔池過大，工藝難度高、焊接速度慢、焊縫力學性能差等缺點；同時節約了生產成本。
文檔編號E04B1/24GK1936207SQ20061020104
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月30日 優先權日2006年10月30日
發明者郭海山, 束偉農, 李黎明 申請人:北京三杰國際鋼結構有限公司