應(yīng)用于焊接熱影響顯著金屬受壓構(gòu)件的套筒接頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬受壓構(gòu)件領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用于焊接熱影響顯著金屬受壓構(gòu)件的套筒接頭。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金等新興金屬材料因其優(yōu)良的耐腐蝕性和耐久性、循環(huán)利用率高、全壽命周期成本低、可加工性能好、以及外表美觀等優(yōu)點(diǎn)在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域具有極為廣泛的應(yīng)用前景。然而，鋁合金材料受焊接熱影響顯著，當(dāng)采用普通焊接方式進(jìn)行連接時(shí)，焊縫附近區(qū)域的材料強(qiáng)度將大幅降低，嚴(yán)重影響鋁合金構(gòu)件的力學(xué)性能。因此，鋁合金構(gòu)件的焊接連接必須采用特殊的焊接工藝，加工工藝復(fù)雜，費(fèi)用昂貴。對(duì)于此類金屬構(gòu)件的受壓試驗(yàn)，尤其是構(gòu)件兩端為鉸支邊界條件或需要施加偏心荷載時(shí)，構(gòu)件端部不可避免的需要進(jìn)行端板的連接；而對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的受壓構(gòu)件，為防止其在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生較大的整體滑移，構(gòu)件端部也必須采用端板連接。
[0003]【實(shí)用新型內(nèi)容】本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于焊接熱影響顯著金屬受壓構(gòu)件的套筒接頭，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0005]應(yīng)用于焊接熱影響顯著金屬受壓構(gòu)件的套筒接頭，其特征在于:包括水平放置的正方形鋼板，正方形鋼板上連接有中心軸線豎向設(shè)置的正八邊形鋼管，且正方形鋼板的中心位于正八邊形鋼管的中心軸線上，正八邊形鋼管每個(gè)面位于該面豎向中心線上分別設(shè)置有上、下兩個(gè)螺紋孔，且八個(gè)面的上層的螺紋孔處于同一高度，八個(gè)面的下層的螺紋孔處于同一高度，正八邊形鋼管第一個(gè)面、第三個(gè)面、第五個(gè)面、第七個(gè)面上位于四角位置分別設(shè)置有螺紋孔，或者正八邊形鋼管第二個(gè)面、第四個(gè)面、第六個(gè)面、第八個(gè)面上位于四角位置分別設(shè)置有螺紋孔，位于四角的螺紋孔在所在面上呈中心對(duì)稱分布，且位于四角的螺紋孔中上層兩個(gè)螺紋孔高度與該面豎向中心線上的上層螺紋孔處于同一高度，位于四角的螺紋孔中下層兩個(gè)螺紋孔高度與該面豎向中心線上的下層螺紋孔處于同一高度。
[0006]所述的應(yīng)用于焊接熱影響顯著金屬受壓構(gòu)件的套筒接頭，其特征在于:每個(gè)螺栓伸入正八邊形鋼管內(nèi)的端部上分別套有橡膠套頭。
[0007]所述的應(yīng)用于焊接熱影響顯著金屬受壓構(gòu)件的套筒接頭，其特征在于:所述正方形鋼板上位于四角位置分別設(shè)置有螺栓孔，且四個(gè)螺栓孔在正方形鋼板上呈中心對(duì)稱分布。
[0008]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一套方便固定于鋁合金受壓構(gòu)件兩端的套筒接頭，可以有效的對(duì)不同尺寸的圓形、方形和多邊形截面受壓構(gòu)件的端部進(jìn)行固定，再通過(guò)螺栓連接于萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，從而避免了焊接連接，且操作方便，既適用于固支邊界條件，也適用于鉸支邊界條件。
[0009]本實(shí)用新型采用正方形鋼板、正八邊形鋼管和全螺紋螺栓共同工作的原理，形成一個(gè)有效的整體，使得整套裝置具有良好的對(duì)稱性和整體性，從而保證了套筒接頭在試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生影響試驗(yàn)結(jié)果的變形。此外，沿鋼管高度方向雙層螺栓的布置，更能有效限制受壓構(gòu)件端部在試驗(yàn)過(guò)程中的滑移?？傮w而言，對(duì)于焊接熱影響顯著的金屬受壓構(gòu)件以及長(zhǎng)細(xì)比較大的受壓構(gòu)件，特別設(shè)計(jì)的套筒接頭能有效防止受壓構(gòu)件在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生較大的整體滑移，避免了焊接連接，完全起到了替代端板連接的作用；且可以適用于不同尺寸的圓形、方形和多邊形截面受壓構(gòu)件，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，并能反復(fù)循環(huán)使用，因而造價(jià)低廉，易于大范圍推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)正視圖。
[0012]圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參見(jiàn)圖1-圖3所示，應(yīng)用于焊接熱影響顯著金屬受壓構(gòu)件的套筒接頭，包括水平放置的正方形鋼板1，正方形鋼板1上連接有中心軸線豎向設(shè)置的正八邊形鋼管2，且正方形鋼板1的中心位于正八邊形鋼管2的中心軸線上，正八邊形鋼管2每個(gè)面位于該面豎向中心線上分別設(shè)置有上、下兩個(gè)螺紋孔31、32，且八個(gè)面的上層的螺紋孔31處于同一高度，八個(gè)面的下層的螺紋孔32處于同一高度，正八邊形鋼管2第一個(gè)面、第三個(gè)面、第五個(gè)面、第七個(gè)面上位于四角位置分別設(shè)置有螺紋孔4，或者正八邊形鋼管2第二個(gè)面、第四個(gè)面、第六個(gè)面、第八個(gè)面上位于四角位置分別設(shè)置有螺紋孔4，位于四角的螺紋孔4在所在面上呈中心對(duì)稱分布，且位于四角的螺紋孔4中上層兩個(gè)螺紋孔高度與該面豎向中心線上的上層螺紋孔31處于同一高度，位于四角的螺紋孔中下層兩個(gè)螺紋孔高度與該面豎向中心線上的下層螺紋孔32處于同一高度。每個(gè)螺栓5伸入正八邊形鋼管2內(nèi)的端部上分別套有橡膠套頭6。正方形鋼板1上位于四角位置分別設(shè)置有螺栓孔7，且四個(gè)螺栓孔7在正方形鋼板1上呈中心對(duì)稱分布。
[0014]工作原理:
[0015]本實(shí)用新型主要由1個(gè)截面尺寸較大的正方形鋼板、1個(gè)有一定高度和厚度的正八邊形鋼管和若干個(gè)相同尺寸且直徑適中的全螺紋螺栓組成。將正八邊形鋼管的八個(gè)面依次命名為面1、面2……面8，每個(gè)面沿鋼管高度方向都對(duì)稱布置有上下兩層與全螺紋螺栓配對(duì)的螺紋孔，且每個(gè)面沿鋼管高度方向的中心軸線上都布置有一列(2個(gè))螺紋孔，除此以夕卜，面1，面3，面5和面7 (或面2，面4，面6和面8)沿鋼管高度方向的中心軸線還對(duì)稱布置有兩列(4個(gè))螺紋孔，螺紋孔的位置與該面中心軸線上的螺紋孔等高。正八邊形鋼管焊接于截面尺寸較大的正方形鋼板上，并確保正八邊形鋼管的截面中心和正方形鋼板的截面中心重合，從而避免初始偏心的不利影響。正方形鋼板的四周沿正八邊形鋼管的外圍對(duì)稱布置有4個(gè)相同尺寸的螺栓孔，用來(lái)連接萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。此外，所有全螺紋螺栓的端部都套有一定厚度的橡膠套頭(圖中藍(lán)色區(qū)域)，用來(lái)降低試驗(yàn)過(guò)程中全螺紋螺栓直接擠壓試驗(yàn)構(gòu)件帶來(lái)的構(gòu)件接觸面周邊應(yīng)力集中的不利影響。
[0016]對(duì)于圓形截面受壓構(gòu)件，是通過(guò)將16個(gè)全螺紋螺栓分別螺入正八邊形鋼管每個(gè)面上沿鋼管高度方向的中心軸線上布置的一列(2個(gè))螺紋孔，從而固定構(gòu)件端部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。首先，將試驗(yàn)構(gòu)件底端放入套筒接頭的正八邊形鋼管內(nèi)，試驗(yàn)構(gòu)件由于自身重量，底端截面能夠和正方形鋼板完全接觸；然后，緩慢擰緊正八邊形鋼管上層的8個(gè)螺栓，直至螺栓端部的橡膠套頭和受壓構(gòu)件的外表面完全接觸，在此過(guò)程中要注意觀察全螺紋螺栓位于正八邊形鋼管外側(cè)的螺紋數(shù)目(或測(cè)量全螺紋螺栓在正八邊形鋼管外側(cè)的長(zhǎng)度)，保證每個(gè)全螺紋螺栓位于正八邊形鋼管外側(cè)的螺紋數(shù)目