一種榫卯與螺栓組合連接的易拆裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利說(shuō)明】-種椎卯與螺栓組合連接的易拆裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn) -、技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)，特別是一種禪卯與螺栓組合連接的易 拆裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)。 二、【背景技術(shù)】：
[0002] 非永久性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，過(guò)去一般采用管卡或穿孔的螺栓連接，也有采用焊接節(jié)點(diǎn)的 輕型鋼結(jié)構(gòu)。管卡與桿件靠摩擦連接，過(guò)緊會(huì)造成桿件特別是薄壁桿件連接端局部損壞；過(guò) 松存在移位和滑脫的問(wèn)題，安裝時(shí)還需要預(yù)留一定的富余長(zhǎng)度，多根桿件集中在一個(gè)節(jié)點(diǎn) 也有難度；穿孔的螺栓連接，栓孔部位局部受力過(guò)大或多次重復(fù)拆裝均會(huì)導(dǎo)致桿件孔眼局 部損壞，竹、木桿件出現(xiàn)栓孔腐爛，薄壁鋼管出現(xiàn)局部翅曲和誘蝕，侶管出現(xiàn)局部翅曲、孔徑 擴(kuò)大、孔邊薇裂。非永久性結(jié)構(gòu)如果采用焊接連接的輕型鋼結(jié)構(gòu)，材料不能無(wú)損重復(fù)利用， 焊接安裝和切割拆除作業(yè)工作量大、耗能高、排放有害氣體，造成材料的浪費(fèi)、人力成本增 加且不利于環(huán)保。
[0003] 本實(shí)用新型連接節(jié)點(diǎn)，為全新的禪卯與螺栓組合連接，專口為結(jié)構(gòu)多次拆裝并重 復(fù)使用而設(shè)計(jì)，安裝過(guò)程主要是構(gòu)件組裝，操作簡(jiǎn)單、耗能低、不排放有害氣體、桿件與扣件 連接副均無(wú)損重復(fù)利用，特別適合非永久性結(jié)構(gòu)。非方形截面的受力桿件可W在構(gòu)件端部 轉(zhuǎn)換為方形截面后采用本實(shí)用新型連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接。 Ξ、【實(shí)用新型內(nèi)容】：
[0004] 1、所要解決的技術(shù)問(wèn)題：
[0005] 本實(shí)用新型"一種禪卯與螺栓組合連接的易拆裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)"，所要解決的 技術(shù)問(wèn)題是：非永久性結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)，如何便捷地、多次地安裝和拆除并重復(fù)利用而 不損壞節(jié)點(diǎn)扣件連接副或桿件及連接接頭？
[0006] 2、解決此問(wèn)題的技術(shù)方案：
[0007] 兩根或多根連接端為方形的桿件⑧通過(guò)扣件連接副連接形成節(jié)點(diǎn)，桿件⑧與扣件 ①為禪卯連接，扣件連接副由一對(duì)扣件①、一枚主螺栓②、主螺栓螺母及墊片③、若干次螺 栓絲桿④和次螺栓螺母及墊片⑥組成，桿件⑧和扣件連接副均便于結(jié)構(gòu)多次拆裝并重復(fù)使 用。該節(jié)點(diǎn)扣件為多向空間體，較薄材料即可獲得較大剛度，傳力可靠、加工簡(jiǎn)單、扣件和桿 件材質(zhì)多選，拆裝儲(chǔ)運(yùn)方便，尤其是利用禪卯連接易拆裝的特性，方便、多次、反復(fù)地安裝與 拆卸而不對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成損壞，特別適合多次拆裝并重復(fù)使用的非永久性結(jié)構(gòu)。W下將該 技術(shù)方案進(jìn)行分解表述：
[0008] 桿件⑧連接端為方形截面，每一連接端有至少一對(duì)禪件⑦，安裝后禪件⑦與扣件 ①形成禪卯連接，傳遞軸力、剪力、扭矩和彎矩。根據(jù)方形具有普遍性通用性而設(shè)計(jì)的桿件 連接端截面為方形，方形截面即使不依賴禪件也可傳遞扭矩。桿件、禪件和扣件的規(guī)格與材 質(zhì)、禪件及對(duì)應(yīng)卯孔的數(shù)量與截面尺寸都取決于桿件的內(nèi)力。優(yōu)化設(shè)計(jì)后相同或不同的材 質(zhì)均可構(gòu)成一個(gè)完整的、禪卯與螺栓細(xì)合連接的、易拆裝的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)。桿件⑧在軸 線方向受到拉力或壓力時(shí)，禪件⑦與卯孔⑩共同約束桿件⑧沿軸線方向的位移，傳遞軸力； 節(jié)點(diǎn)安裝完成后的扣件①約束著桿件⑧在垂直于桿件⑧軸線任何方向的位移，傳遞剪力； 桿件⑧受到繞軸線方向的扭轉(zhuǎn)時(shí)，除方形截面本身的約束外，禪件⑦與卯孔⑩的禪卯作用 也約束桿件⑧繞軸線方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞扭矩；在外力作用下，桿件⑧的橫截面出現(xiàn)受壓區(qū)或 受拉區(qū)而發(fā)生形變時(shí)，桿件⑧與扣件①相互約束而阻礙運(yùn)種形變，從而傳遞彎矩。
[0009] 每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的兩個(gè)扣件①折角凹面相對(duì)，正好包住桿件⑧的端部連接部位，桿件 ⑧連接端外表面與扣件①內(nèi)表面貼合一致?？奂僖粋?cè)為凹面，另一側(cè)為凸面，凹面相對(duì)且 螺栓孔對(duì)齊時(shí)所形成的空間正好卡住桿件⑧的端部連接部位，桿件⑧連接端外表面與扣件 ①的內(nèi)表面緊密貼合，實(shí)際應(yīng)用時(shí)如果需要在扣件與桿件連接端之間增加墊片，螺栓絲桿 的長(zhǎng)度和禪件突出扣件的長(zhǎng)度相應(yīng)增加，不影響禪卯連接和螺栓的緊固、不影響內(nèi)力的傳 遞。
[0010] 桿件⑧連接端的禪件⑦對(duì)應(yīng)扣件①上的卯孔⑩。禪件⑦與卯孔⑩是一一對(duì)應(yīng)的， 每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，有多少個(gè)禪件就有多少個(gè)卯孔，禪件套入卯孔即形成禪卯連接，該禪卯連接發(fā) 揮作用的前提是該節(jié)點(diǎn)正反兩個(gè)扣件通過(guò)螺栓連接在一起，形成禪卯與螺栓組合連接。
[0011] 每個(gè)節(jié)點(diǎn)可連接桿件⑧的肢數(shù)不低于兩個(gè)，相鄰兩肢飛邊連接過(guò)渡處有安裝支撐 或拉索的腰眼◎，各肢截面形屯、線交會(huì)于主螺栓套管⑨圓屯、，但各肢截面形屯、線不僅限于 在同一平面?？奂淖饔檬菍筛騼筛鵚上的桿件連接在一起，扣件的肢數(shù)等于該節(jié)點(diǎn) 需要連接桿件的數(shù)量，不低于兩個(gè)。次螺栓孔⑩所在的折邊稱為飛邊，在腰眼◎附近通過(guò)加 寬飛邊來(lái)減少轉(zhuǎn)折部位（即飛邊連接過(guò)渡處）的應(yīng)力集中。各肢截面形屯、交匯于主螺栓套 管圓屯、，避免各肢桿件內(nèi)力偏屯、而產(chǎn)生附加彎矩。當(dāng)各肢形屯、線在同一平面時(shí)，該節(jié)點(diǎn)為平 面節(jié)點(diǎn)；當(dāng)各肢形屯、線不盡在同一平面時(shí)，該節(jié)點(diǎn)為空間節(jié)點(diǎn)。腰眼?用于安裝結(jié)構(gòu)支撐或 拉索，腰眼的大小、形狀和位置在正反扣件對(duì)扣時(shí)是一致的，支撐連接件或拉索能順利穿過(guò) 正反扣件的腰眼。
[0012] 扣件各肢均有折彎狀飛邊，兩個(gè)扣件①折角凹面對(duì)扣時(shí)飛邊貼合，飛邊貼合面不 僅限于在同一平面，飛邊上的螺栓孔數(shù)量、位置和大小一致。主螺栓連接處正反兩個(gè)扣件的 主螺栓限位套筒⑨緊密貼合，次螺栓④連接處次螺栓孔⑩所在的飛邊面也緊密貼合，從而 保證所有螺栓的緊固。平面節(jié)點(diǎn)的飛邊在同一平面，空間節(jié)點(diǎn)的飛邊不盡在同一平面，但無(wú) 論哪種節(jié)點(diǎn)，正反兩個(gè)扣件上的飛邊均為緊密貼合的，且貼合后螺栓孔的數(shù)量、位置和大小 一致。
[0013]當(dāng)桿端連接部位為空屯、管且管壁較薄時(shí)，在端部增加套筒?或內(nèi)襯加勁肋Θ來(lái)增 加局部強(qiáng)度和局部剛度，必要時(shí)通過(guò)封端板也能增加局部剛度。當(dāng)桿端連接部位為空屯、管 且管壁較薄時(shí)，管壁在禪件連接區(qū)域有可能發(fā)生翅曲而導(dǎo)致禪卯失效，通過(guò)外部增加套管、 內(nèi)部增加加勁肋或端部增加封端板幾種措施之一種或幾種來(lái)增加桿端連接部位的強(qiáng)度和 剛度，滿足連接部位使用要求。并不排除實(shí)屯、桿件增加套筒和封端板的可能。
[0014] 當(dāng)各肢截面形屯、線位于同一平面時(shí)，可W組成L型、T型、X型、Y型、V型、十字型、 木字型或米字型平面節(jié)點(diǎn)；當(dāng)各肢截面形屯、線不全在同一平面時(shí)，可W組成俯視圖為L(zhǎng)型、 T型、X型、Y型、十字型、木字型或米字型空間節(jié)點(diǎn)?？奂闹珨?shù)即為被連接構(gòu)件的肢數(shù)，無(wú) 論各肢形屯、線是否在同一平面，兩根或兩根W上桿件正交、斜交或部分正交部分斜交的連 接，可W組成平面或俯視圖為L(zhǎng)型、T型、X型、Y型、V型、十字型、木字型或米字型的節(jié)點(diǎn)。
[0015] 非方形截面的受力構(gòu)件可W在構(gòu)件端部轉(zhuǎn)換為方形截面后進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接。被連接 桿件的截面形式不受制約，非方形截面的桿件將端部連接部位設(shè)計(jì)為帶禪件⑦的、與扣件 匹配的方形截面即可套入扣件，進(jìn)行禪卯與螺栓的組合連接。
[0016] 次螺栓絲桿④不僅限于兩個(gè)聯(lián)排的U型，單個(gè)的直螺絲桿、Ξ個(gè)聯(lián)排的E型絲桿及 Ξ個(gè)W上聯(lián)排的絲桿均可用于兩個(gè)扣件①的連接與緊固。U型（直彎）、E型及Ξ根W上絲 桿聯(lián)排可W提高螺栓安裝的效率，說(shuō)明書(shū)附圖WU型（直彎）為例，不排除單個(gè)的直螺絲 桿、Ξ個(gè)聯(lián)排的E型絲桿及Ξ個(gè)W上聯(lián)排的絲桿用于兩個(gè)扣件①的連接與緊固。
[0017] 主螺栓②一端設(shè)小帽，用于篷布、繩、網(wǎng)的鉤掛或屋蓋系統(tǒng)（標(biāo)條、小型梁、圍護(hù)結(jié) 構(gòu)）的安裝、避雷裝置的連接；主螺栓②另一端設(shè)保險(xiǎn)栓孔?，避免主螺栓螺母松動(dòng)造成危 險(xiǎn)，同時(shí)方便懸掛重物或其它需要的設(shè)施。
[0018] 3、對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)闡明本實(shí)用新型禪卯與螺栓組合連接的易拆裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié) 點(diǎn)的有益效果：
[0019] 采用禪卯與螺栓組合連接的易拆裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)，可W避免過(guò)去管卡連接過(guò) 緊造成桿件損壞、過(guò)松造成管卡移位甚至滑脫的問(wèn)題，桿件不必在節(jié)點(diǎn)處預(yù)留一定的長(zhǎng)度， 可W解決多根桿件交會(huì)于在同一節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題；可W避免桿件穿孔連接造成的局部翅曲、變 形、誘蝕、腐爛、孔徑擴(kuò)大或孔邊薇裂等問(wèn)題；可W避免非永久性結(jié)構(gòu)盲目濫用輕鋼結(jié)構(gòu)造 成的材料浪費(fèi)、避免非永久性結(jié)構(gòu)采用輕鋼結(jié)構(gòu)時(shí)耗能較高的焊接安裝與切割拆除、避免 排放有害氣體對(duì)環(huán)境造成的污染；扣件、桿件和零配件均采用標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn)，拆裝式 結(jié)構(gòu)還節(jié)約物流配送與轉(zhuǎn)運(yùn)成本，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作量較少，還可W減少現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施建設(shè)、降 低人力和建設(shè)成本。禪卯與螺栓組合連接的易拆裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)，廣泛適用于篷房、營(yíng) 地建筑、展覽或觀演棚、臨時(shí)構(gòu)架、物流貨框、廣場(chǎng)花架、體育游樂(lè)設(shè)施、可移動(dòng)房屋、工棚、 應(yīng)急蔽護(hù)所等需要多次拆裝并重復(fù)使用的非永久性結(jié)構(gòu)，也適用于缺乏電力供應(yīng)的濕地、 島蝸、草原和沙漠地區(qū)搭建臨時(shí)建筑。 四、
【附圖說(shuō)明】：
[0020] 說(shuō)明書(shū)附圖是W方形桿件（帶方形套筒、帶加勁肋）、Ξ肢扣件和次螺栓為U型 (直彎）為代表來(lái)繪制的連接節(jié)點(diǎn)分解圖，用W表述節(jié)點(diǎn)中扣件、桿件、禪件、卯孔和其它零 部件的構(gòu)成。附圖中的編號(hào)僅表示構(gòu)件或構(gòu)件的部位名稱，編號(hào)相同并非一定具有相同的 規(guī)格或材質(zhì)；附圖中禪件和卯孔的樣式及數(shù)量、次螺栓的樣式和數(shù)量W及腰眼的數(shù)量均系 示意，具體設(shè)計(jì)還要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況或本實(shí)用新型連接節(jié)點(diǎn)定型標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行具體分析。 ①是正反一對(duì)的兩個(gè)