[发明专利]一种高承载力钢管节点的制作方法

权利要求书

1.一种高承载力钢管塔节点的制作方法，其特征在于：所述节点用于连接钢管铁塔的主管和多个支管，所述主管(2)上沿母线方向在支管(4)与主管(2)形成的平面上焊接有作为传力和防止环板面外失稳构件的节点板(3)，在节点板(3)区域内布置有多个作为主要承力构件的承力圆形环板(1)，各个圆形环板(1)与主管(2)及节点板(3)垂直并焊接，所述的支管(4)和节点板(3)之间通过焊接、U型插板或十字插板形式连接；所述的节点板(3)保持为连续的板，而圆形环板(1)则在节点板(3)处通过先切割再焊接的方式固定于节点板(3)上，所述的圆形环板(1)位置位于支管(4)轴线和主管(2)外壁相交点的附近，并且圆形环板(1)自由分布于节点板(3)各个部位；

在钢管塔中，制作一个将多个钢管连接的节点时，首先需确定将一根管径较大的主要承力构件作为主管(2)，而将其它待连接的钢管作为支管(4)；考虑主管(2)和数个支管(4)形成的平面，在该平面内，沿主管(2)外壁的母线方向焊接节点板(3)，该节点板(3)的大小应使得能够容纳需连接的各个支管(4)，且支管(4)之间相互并不重叠；支管(4)和主管(2)轴线的交汇点，需在节点板(3)范围内；

所述支管(4)和节点板(3)之间的连接形式包括：直接焊接、十字或U型插板连接、或压扁支管端部并配合螺栓连接；连接时要求支管(4)的轴线需和节点板(3)在同一平面；

根据节点的承载力计算公式确定圆形环板(1)尺寸参数、位置和数量，将各个圆形环板(1)按照与主管(2)轴线和节点板(3)平面垂直的原则焊接于主管(2)和节点板(3)上，具体的焊接加工过程为：先将圆形环板(1)切割成两个半圆形的环板，再根据设计的位置要求，将两个半环对称地焊接在主管和节点板(3)上，以重新形成一个圆环，即圆形环板(1)；

应用承载力计算公式确定圆形环板(1)尺寸的具体步骤为：

第1步：首先确定环板(1)的内径，即为主管(2)的外径；根据设计承载力要求，初步确定环板(1)高度、环板(1)数量和环板(1)位置，根据节点的承载力计算公式，进行节点承载力计算；

第2步：根据节点承载力计算结果和设计承载力需求的差异，调整环板(1)高度、环板(1)数量；

第3步：将调整后的环板(1)尺寸代入承载力计算公式，重新计算承载力；

第4步：重复上面的第2步和第3步，直至实际设计的节点承载力满足设计需求。

2.根据权利要求1所述高承载力钢管塔节点的制作方法，其特征在于：

节点的承载力计算方法为：

1)节点的承载力P_u为对各个环板承载力P_i并乘以相应折减系数ξ_i后的值进行求和，即P_u＝∑ξ_iP_i；

2)P_i的计算方法为：P_i＝min(P_i′，P_i″)，而且

这里的f_y为材料设计强度；具有厚度t_r的环板(1)和中心线半径为R_z的主管(2)的一部分组成了一个具有T型截面的圆环形梁，T型梁的梁肋为环板(1)的矩形截面，T型截面的翼缘厚度与主管(2)厚度T相同，翼缘宽度为

前述计算公式中的I_T为T型截面的惯性矩，而R_T为圆形环梁中心线对应的半径，Y_W为T型截面中性轴离梁肋顶的距离，Y_N为T型截面中性轴离翼缘底的距离。

3.根据权利要求2所述高承载力钢管塔节点的制作方法，其特征在于：

所述的折减系数ξ_i的计算方法为：将支管(4)的荷载看成为均布荷载，均布荷载中心和支管(4)合力中心重合；

当环板(1)落在均布荷载以内时，则ξ_i取1.0；

当环板(1)落在均布荷载以外时，定义θ_i为支管(4)轴线和传力线之间的夹角，夹角取锐角，传力线为将该环板外边缘与节点板交接处的点与均布荷载外边缘点相连的线，则有折减系数