CN101463628B - 半蝶型连接卡及建筑钢框架节点结构 - Google Patents

半蝶型连接卡及建筑钢框架节点结构 Download PDF

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Abstract

一种半蝶型连接卡及建筑钢框架节点结构，主要用于建筑钢框架连接，连接卡包括承载板、L形自锁块、螺栓及弹簧，承载板左右两侧设有L形卡翼，卡翼由预紧板和自锁紧固板一体构成，自锁紧固板具有至少两个通孔，预紧板具有至少一个通孔，自锁紧固板靠近承载板端具有凹槽，自锁紧固板上表面靠近凹槽处设有楔形块，楔形块上表面为斜面，楔形块上设有锁固螺孔，自锁块上部的横向杆设有通孔，横向杆下的纵向杆插入并贴合于凹槽内，凹槽对着槽口面与楔形块上表面垂直，螺栓穿过通孔与锁固螺孔固定，弹簧设于螺栓杆上。本发明连接卡便于调整与横梁的连接、可根据夹持竖柱的大小方便调其夹持距离且当外力作用于连接卡时能消弱外力对建筑钢框架的破坏作用。

Description

半蝶型连接卡及建筑钢框架节点结构
技术领域
本发明涉及一种建筑结构连接件，具体说涉及一种半蝶型连接卡及建筑钢框架节点结构。
背景技术
建筑钢框架中，竖柱与横粱之间的连接质量是结构承载能力及抗震能力的关键。传统的钢结构节点连接一般采取对接方式焊接或焊接和螺栓结合连接方式，其缺点是应力的传递差、应力集中，局部破坏性大，力学特性依赖于柱的材质与壁厚，且经济性差。
中国专利200510103007.7公开了一种“配有摩擦抗剪板的蝶型自锁连接卡及建筑钢框架节点结构”，如图1A及图1B所示为现有蝶型自锁连接卡结构示意图及建筑钢框架节点结构的立体图，所述建筑钢框架节点结构包括竖柱1’、横梁2’、四个连接卡3’及四个摩擦抗剪板11’，结合图1A所示，连接卡3’包括卡主体4’，在卡主体4’的两端分别设置有卡翼5’，卡翼5’包括与卡主体4’连接的承载板7’，与其相对的预紧板6’，和连接承载板7’、预紧板6’的自锁紧固板9’，预紧板6’与自锁紧固板9’为一体，在自锁紧固板9’上具有两个通孔，在预紧板6’上具有一个通孔，自锁紧固板9’靠近卡主体4’的一端具有凸出的自锁肩8’，该自锁肩8’与卡主体4’的连接处具有朝向自锁紧固板9’方向的圆弧凹槽，其另一端与预紧板6’的连接面为斜面，结合图1B所示，所述卡主体4’位于竖柱1’的侧面上，预紧板6’相对放置，横梁2’的腹板插入相对设置的两个预紧板6’之间，横梁2’上、下翼板分别放置在自锁紧固板9’上方及下方，用螺丝先将两个预紧板6’与横梁2’的腹板固定连接，然后用螺丝连接自锁紧固板9’与横梁2’的上、下翼板，所述四个摩擦抗剪板11’均布于竖柱1’与横梁2’之间，所述摩擦抗剪板11’由V型摩擦板111’及抗剪板112’构成，所述摩擦抗剪板11’的摩擦板111’贴合于竖柱1’外表面，各相邻摩擦抗剪板的抗剪板112’与其之间的横梁2’腹板通过螺栓螺接在一起，且各抗剪板112’设于横梁2’下端，连接卡3’的上下两平行自锁紧固板9’的外表面之间的距离根据所要安装的横梁2’的高度来确定，卡主体4’一端的自锁肩8’与同一平面上的另一端的自锁肩8’之间的距离根据所要安装的竖柱1’的宽度来确定。该建筑钢框架节点的连接结构不足之处在于：由于连接卡为整体设计，其上下两平行自锁紧固板9’之间的距离需要与所连接的横梁2’的腹板高度相匹配，否则不能连接，因此在设计时需要对其位置精准测量好，且设计好的连接卡3’只能匹配一种腹板高度的横梁2’，因此其不便于调整该建筑钢框架节点的连接结构，连接卡的两个自锁肩8’在夹持建筑钢框架的竖柱1’时，由于自锁肩8’的设计为固定式，因此其夹持竖柱1’外表面的摩擦抗剪板11’距离不能调整，因此在制作连接卡自锁肩8’时，必须精准算好其夹持宽度，否则不能与竖柱1’外表面的摩擦抗剪板11’连接；另外当有强外力作用于该建筑钢框架结构时，例如地震等，现有的连接卡3’与竖柱外的摩擦抗剪板11’之间产生作用为刚性作用，这样产生的能量再全部施加到竖柱1’上，容易破坏该建筑钢框架节点结构，针对上述问题，申请人对其作为多处改进，并先后提出了一系列专利申请，本申请是上述申请的继续申请。
发明内容
本发明的目的是提供一种半蝶型连接卡及建筑钢框架节点结构，其连接卡便于调整与横梁的连接、可以根据所夹持竖柱外的摩擦抗剪板的大小方便调整连接卡的夹持距离且当外力作用于连接卡上时能消弱外力对该建筑钢框架节点结构的破坏作用。
为了实现上述方案，本发明的技术解决方案为：一种半蝶型连接卡，其中该连接卡包括承载板，在承载板的左右两侧设置有两个截面为L形的卡翼，卡翼与承载板形成两个截面为门形的卡槽，该卡翼由与承载板相对的预紧板和连接承载板及预紧板的自锁紧固板一体构成，自锁紧固板上具有至少两个通孔，所述预紧板上具有至少一个通孔，所述自锁紧固板靠近承载板的一端具有凹槽，所述自锁紧固板上表面靠近凹槽处设有楔形块，所述楔形块上表面为向连接卡中间倾斜的斜面，所述楔形块上面设有与其上表面垂直的锁固螺孔，所述凹槽正对着其槽口的面与楔形块上表面垂直，该连接卡还包括L形自锁块、螺栓及弹簧，所述自锁块上部的横向杆上设有通孔，所述横向杆下面的纵向杆下端插入所述的凹槽内并与所述凹槽表面贴合，所述螺栓穿过所述通孔、弹簧与锁固螺孔固定在一起，所述弹簧置于自锁块的上部或下部。
本发明半蝶型连接卡，其中所述预紧板平行或倾斜于承载板。
本发明半蝶型连接卡，其中所述凹槽与承载板的连接处具有朝向自锁紧固板方向的圆弧凹槽，其另一端与预紧板的连接面为弧面或斜面。
本发明半蝶型连接卡，其中所述楔形块上表面为向连接卡中间下部倾斜的斜面时，弹簧设置于自锁块与楔形块之间，所述楔形块上表面为向连接卡中间上部倾斜的斜面时，弹簧设置于自锁块上部。
一种建筑钢框架节点结构，其包括竖柱、横粱及四个摩擦抗剪板，所述四个摩擦抗剪板均布于竖柱四角的外表面，其位于所述竖柱与横梁之间，所述摩擦抗剪板由横截面为V型或C型的摩擦板及与摩擦板两侧中部连接的抗剪板构成，各相邻摩擦抗剪板的抗剪板与该两个抗剪板之间的横梁腹板用螺栓相互紧固在一起，其中该建筑钢框架节点结构还包括至少四个连接卡，所述连接卡包括承载板、L形自锁块、螺栓及弹簧，在承载板的左右两侧设置有一个截面为L形的卡翼，卡翼与承载板形成一个截面为门形的卡槽，该卡翼由与承载板相对的预紧板和连接承载板及预紧板的自锁紧固板一体构成，自锁紧固板上具有至少两个通孔，所述自锁紧固板靠近承载板的一端具有凹槽，所述自锁紧固板上表面靠近凹槽处设有楔形块，所述楔形块上表面为向连接卡中间倾斜的斜面，所述凹槽正对着其槽口面与楔形块上表面垂直，所述楔形块上面设有与其上表面垂直的锁固螺孔，所述自锁块上部的横向杆上设有通孔，所述横向杆下面的纵向杆下端插入所述的凹槽内并与所述凹槽表面贴合，所述螺栓穿过所述通孔与锁固螺孔固定在一起，所述弹簧设置于螺栓杆上，所述每两个连接卡组成一对，每对连接卡分别位于竖柱的两相对侧面上，每对连接卡的预紧板相对放置，横粱的翼板放置在自锁紧固板上面或下面，自锁紧固板与横梁的上、下翼板螺接，所述预紧板上具有至少一个通孔，每对连接卡的预紧板两两相对的用螺栓固定在一起。
本发明建筑钢框架节点结构，其中所述横梁为二根或三根或四根，且分别呈一字形、V形交叉、T形交叉、十字交叉于竖柱内。
采用上述方案后，本发明半蝶型连接卡在原有连接卡的设计基础上设计为半式的连接卡，其可以方便调整与横梁连接；连接卡上设置自锁肩，当压缩或弹起弹簧时可以使自锁块沿着弹簧的运动方向而运动，由于螺栓杆插入通孔及锁固螺孔的方向与竖直向成一定夹角，因此自锁块会在水平面的左右方向运动，这样可调整自锁块夹持竖柱外的摩擦抗剪板间的距离，这样降低了连接卡的加工精度，该连接卡在受外力作用时，其上的自锁块会压缩弹簧，连接卡与竖柱外的摩擦抗剪板之间产生的刚性作用通过弹簧伸缩耗能逐渐消弱，当摩擦抗剪板再将力施加到竖柱上时，产生的破坏力大大减小，保护了整个建筑钢框架节点结构。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1A是现有蝶型自锁连接卡的立体图；
图1B是现有建筑钢框架节点结构的立体图；
图2A是本发明半蝶型连接卡的立体分解图；
图2B是本发明半蝶型连接卡的立体组合图；
图2C是本发明半蝶型连接卡的局部剖视立体图；
图3是本发明半蝶型连接卡的另一实施例立体分解图；
图4是本发明建筑钢框架节点结构示意图；
图4A是本发明建筑钢框架节点结构的局部结构示意图。
具体实施方式
如图2A及图2B所示为本发明半蝶型连接卡的立体分解图及立体组合图，该连接卡包括承载板1、L形自锁块5、螺栓6及弹簧7，承载板1的左右两侧分别设置有一个截面为L形的卡翼2，卡翼2与承载板1形成两个截面为门形的卡槽，卡翼2由与承载板1相对的预紧板3和连接承载板1及预紧板3的自锁紧固板4一体构成，自锁紧固板4上具有两个通孔，自锁紧固板4靠近承载板1的一端具有凹槽41，自锁紧固板4上表面靠近凹槽41处设有楔形块42，楔形块42上表面为向连接卡中间下方倾斜的斜面，该斜面与连接卡上表面的夹角β为73度(结合图4A所示)，楔形块42上面设有与其上表面垂直的锁固螺孔421，凹槽41正对着其槽口的面与楔形块42上表面垂直，自锁块5上部为横向杆51，下部为纵向杆52，横向杆51中部设有通孔511，纵向杆52下端插入的凹槽41内并与凹槽41内表面相贴合，结合图2C所示，螺栓6穿过通孔511、弹簧7与锁固螺孔421固定在一起。预紧板3平行于承载板1，凹槽41与承载板1的连接处具有朝向自锁紧固板4方向的圆弧凹槽，其另一端与预紧板3的连接面为弧面，预紧板3上具有两个通孔。
请参阅图3所示的半蝶型连接卡的另一实施例立体分解图，该连接卡与图2A中有相同的结构：承载板1、卡翼2，卡翼2由与承载板1相对的预紧板3和连接承载板1及预紧板3的自锁紧固板4一体构成，自锁紧固板4上具有两个通孔，自锁紧固板4靠近承载板1的一端具有凹槽41，所不同的是，靠近凹槽41处的楔形块13上表面为向连接卡中间上方倾斜的斜面，楔形块13上面设有与其上表面垂直的锁固螺孔(图中未示出)，凹槽41正对着其槽口的面与楔形块13上表面垂直，自锁块14上部为横向杆141，下部为纵向杆142，横向杆141中部设有通孔1411，纵向杆142下端插入的凹槽41内并与凹槽41内表面相贴合，螺栓15穿过弹簧7、通孔1411后与锁固螺孔固定在一起。
请参阅图4所示本发明建筑钢框架节点结构示意图，其包括竖柱8、四个呈十字交叉的工字型横粱9、八个半蝶型连接卡及四个摩擦抗剪板11，摩擦抗剪板11由横截面为V型的摩擦板111及与摩擦板111两侧中部连接的抗剪板112构成，四个摩擦抗剪板11的摩擦板111均匀贴合于竖柱8四角的外表面，摩擦抗剪板11设置于竖柱8与连接卡之间，各相邻摩擦抗剪板11的抗剪板112与该两个抗剪板112之间的横梁9的腹板用螺栓相互紧固在一起，每两个连接卡组成一对，每对连接卡分别位于竖柱8的两相对侧面上，每两对连接卡组成一组固定在同一直线上的两根横梁9，其中一组连接卡中的一对设置于呈十字交叉的四个横梁中的纵向两根横梁9上翼板的上面，另外一对连接卡设置于该纵向两根横梁9下翼板的下面，并通过螺栓将该组连接卡的自锁紧固板4与纵向两根横梁9的上翼板及下翼板螺接固定在一起，另外一组连接卡固定呈十字交叉的四个横梁中的横向两根横梁9，该组连接卡中的一对连接卡设置于横向两根横梁9上翼板的下面，另外一对连接卡设置于该横向两根横梁9下翼板的上面，并通过螺栓将该组中的连接卡的自锁紧固板4与该横向两根横梁9的上翼板及下翼板螺接固定在一起，该组中的连接卡的预紧板3与该横向两根横梁9的腹板螺接固定在一起，每对连接卡的预紧板3两两相对的用螺栓固定在一起。
本发明半蝶型连接卡及建筑钢框架节点结构在原有连接卡的设计基础上设计为半式的连接卡，这样连接卡在与横梁连接时，不需要提前设计好连接卡的精密尺寸，可以不同的方式方便调整与横梁连接，而不会有不能配合的问题；在连接卡上设置的自锁块代替了现有的自锁肩，当压缩或弹起弹簧时可以使自锁块沿着弹簧的运动方向而运动，由于螺栓杆插入通孔及锁固螺孔的方向与竖直向成一定夹角，因此自锁块会在水平面的左右方向运动，这样就可以调整连接卡上的两个自锁块之间的距离，即调整了自锁块夹持竖柱外的摩擦抗剪板的距离，这样对连接卡的加工精度要求降低，其不会产生当加工失误时造成废品的隐忧，其次当半蝶型连接卡在受外力作用时，例如在地震发生时，强外力首先作用在自锁块上，而自锁块受力势必先作用于弹簧，这样使半蝶型连接卡与竖柱外表面的摩擦抗剪板之间产生的刚性作用通过其两者之间的弹簧压缩耗能将该刚性作用力产生的能量耗去大部分，这样当自锁块再将力通过摩擦抗剪板施加到竖柱上时，产生的破坏力大大减小，保护了整个建筑钢框架节点结构。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种半蝶型连接卡，其特征在于：该连接卡包括承载板(1)，在承载板(1)的左右两侧设置有两个截面为L形的卡翼(2)，卡翼(2)与承载板(1)形成两个截面为门形的卡槽，该卡翼(2)由与承载板(1)相对的预紧板(3)和连接承载板(1)及预紧板(3)的自锁紧固板(4)一体构成，自锁紧固板(4)上具有至少两个通孔，所述预紧板(3)上具有至少一个通孔，所述自锁紧固板(4)靠近承载板(1)的一端具有凹槽(41)，所述自锁紧固板(4)上表面靠近凹槽(41)处设有楔形块(42)，所述楔形块(42)上表面为向连接卡中间倾斜的斜面，所述楔形块(42)上面设有与其上表面垂直的锁固螺孔(421)，所述凹槽(41)正对着其槽口的面与楔形块(42)上表面垂直，该连接卡还包括L形自锁块(5)、螺栓(6)及弹簧(7)，所述自锁块(5)上部的横向杆(51)上设有通孔(511)，所述横向杆(51)下面的纵向杆(52)下端插入所述的凹槽(41)内并与所述凹槽(41)表面贴合，所述螺栓(6)穿过所述横向杆(51)上的通孔(511)、弹簧(7)与锁固螺孔(421)固定在一起，所述弹簧(7)置于自锁块(5)的上部或下部。
2.如权利要求1所述的半蝶型连接卡，其特征在于：所述预紧板(3)平行或倾斜于承载板(1)。
3.如权利要求2所述的半蝶型连接卡，其特征在于：所述凹槽(41)与承载板(1)的连接处具有朝向自锁紧固板(4)方向的圆弧凹槽，自锁紧固板(4)靠近预紧板(3)的一端为弧面或斜面。
4.如权利要求3所述的半蝶型连接卡，其特征在于：所述楔形块(42)上表面为向连接卡中间下部倾斜的斜面时，弹簧(7)设置于自锁块(5)与楔形块(42)之间，所述楔形块上表面为向连接卡中间上部倾斜的斜面时，弹簧(7)设置于自锁块上部。
5.一种建筑钢框架节点结构，其包括竖柱(8)、横梁(9)及四个摩擦抗剪板(11)，所述四个摩擦抗剪板(11)均布于竖柱(8)四角的外表面，并位于所述竖柱(8)与横梁(9)之间，所述摩擦抗剪板(11)由横截面为V型或C型的摩擦板(111)及与摩擦板(111)两侧中部连接的抗剪板(112)构成，各相邻摩擦抗剪板(11)的抗剪板(112)与该两个抗剪板(112)之间的横梁(9)腹板用螺栓相互紧固在一起，其特征在于：该建筑钢框架节点结构还包括至少四个连接卡，所述连接卡包括承载板(1)、L形自锁块(5)、螺栓(6)及弹簧(7)，在承载板(1)的左右两侧设置有一个截面为L形的卡翼(2)，卡翼(2)与承载板(1)形成一个截面为门形的卡槽，该卡翼(2)由与承载板(1)相对的预紧板(3)和连接承载板(1)及预紧板(3)的自锁紧固板(4)一体构成，自锁紧固板(4)上具有至少两个通孔，所述自锁紧固板(4)靠近承载板(1)的一端具有凹槽(41)，所述自锁紧固板(4)上表面靠近凹槽(41)处设有楔形块(42)，所述楔形块(42)上表面为向连接卡中间倾斜的斜面，所述凹槽(41)正对着其槽口面与楔形块(42)上表面垂直，所述楔形块(42)上面设有与其上表面垂直的锁固螺孔(421)，所述自锁块(5)上部的横向杆(51)上设有通孔(511)，所述横向杆(51)下面的纵向杆(52)下端插入所述的凹槽(41)内并与所述凹槽(41)表面贴合，所述螺栓(6)穿过所述横向杆(51)上的通孔(511)与锁固螺孔(421)固定在一起，所述弹簧(7)设置于螺栓杆上，所述每两个连接卡组成一对，每对连接卡分别位于竖柱(8)的两相对侧面上，每对连接卡的预紧板(3)相对放置，横梁(9)的翼板放置在自锁紧固板(4)上面或下面，自锁紧固板(4)与横梁(9)的上、下翼板螺接，所述预紧板(3)上具有至少一个通孔，每对连接卡的预紧板(3)两两相对的用螺栓固定在一起。
6.如权利要求5所述的建筑钢框架节点结构，其特征在于：所述横梁(9)为二根或三根或四根，且分别呈一字形、V形交叉、T形交叉、十字交叉于竖柱(8)内。
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