CN102277908A - 建筑框架结构的插接件 - Google Patents

Abstract

建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体、两个以上的插接头，一个或一个以上的插接头包括垂直插接件本体的一个面延伸而成的两个关于其中心位置对称的、开口相背的U形凸部；在在U形块的U形槽的底部平面上均设有圆台，在圆台之间连接有加强筋，在每个圆台内设有螺纹通孔；优点是不需要立柱的支撑、也不需要焊接等就能很方便、快速地将梁与梁连接在一起、安装在一起的梁、连接件再与其它梁、立柱或横梁立柱连接件等连接时可不需要先固定、梁和连接件也不会分离并且梁与连接件为容易调整相对位置的活动连接、且应力不会过度集中于梁和梁之间。

Description

建筑框架结构的插接件

技术领域

本发明涉及一种建筑用的建筑框架结构的插接件及建筑框架结构，特别是涉及一种房屋建筑框架钢结构的插接件及建筑框架结构。

背景技术

现有的水泥砖混、钢筋混凝土的房屋建筑及其建造方法，由于需要在施工现场用钢筋拉框架、浇注混凝土等，存在下面的缺点：一是其立柱先灌建好，再在立柱上灌建水泥楼板，水泥楼板与立柱的连接关系主要靠立柱上和水泥楼板上的钢筋，立柱和水泥楼板由于是分两次灌建而成，建筑周期长，劳动强度大，污染大，噪声大，建筑原材料浪费大；二是两个水泥固体之间的关系只有力学负荷的承载关系，没法建立真正一体化的内部关系，其安全性差，抗震功能差、使用寿命短；三是需要使用水泥、木材等建筑材料，破坏生态；四是房屋拆迁时，建筑原材料无法重复使用，造成资源浪费，产生大量的建筑垃圾难以处理；四是由于传统的水泥建筑(高楼大厦)框架结构的自重很重，地基的力学负荷很大，一旦发生地震摇晃，整个建筑变得非常脆弱，非常危险，非常不利于抗震。针对现有的水泥砖混、钢筋混凝土的房屋建筑的上述不足，现已有钢结构建筑。

现有的钢结构建筑及其建造方法，虽然相对水泥砖混、钢筋混凝土的房屋建筑及其建造方法，有很多优点，但还是存在不足，主要表现为以下几点：一是由于现有建筑钢结构框架的梁和柱或梁和梁之间直接通过螺栓等紧固件连接或通过焊接等的连接方式，受力差、连接脆弱，梁、柱、楼板等的重力最后均传递到连接节点上由连接紧固件或焊接部来承受，这样会造成应力过度集中于梁和柱或梁和梁之间的连接节点而使连接节点受力更差、连接更脆弱，这会大大降低现有建筑框架结构的安全性，缩短使用寿命。这是现有的传统建筑钢结构框架存在的最大的技术难题。二是现场的螺栓等紧固连接或焊接的连接环节多，这会提高安装难度，降低安装效率，造成现场施工的人力成本和时间成本高。三是传统建筑钢结构框架梁和柱或梁和梁之间由于采用螺栓紧固连接或焊接的连接方式，必须对各自的连接端部进行配合连接的设计、加工，当梁或柱要使用标准型材时，其连接端部就必须进行另外设计和加工，当梁或柱不使用标准型材则需专门制造，两种方式都无法实现大批量标准化生产，成本高，也容易出现梁或柱尺寸加工误差产生连接误差，使本来就脆弱的连接位置很难很好的承受建筑重量负荷以及负荷力的传递。

针对现有的钢结构建筑框架的不足，现有技术主要又有以下几种改进：申请号为03134271.X的发明专利中，公开了一种环保型可拆装式梁柱承重结构的设计方法，该发明涉及一种房屋梁或柱，特别是一种可拆房屋的梁或柱。其特征是：房屋梁或柱由房屋承重柱、承重梁、连接件、柱帽连接构成，承重梁与承重柱插接，承重柱与柱帽插接，承重柱间用螺栓固定接，承重柱顶部有柱帽卡榫，顶部中心有上下柱连接螺栓，承重柱底部中心有螺孔，柱与柱间用连接件连接，承重梁的燕尾榫与柱帽上的燕尾槽插接，柱帽底部的卡槽与柱顶柱帽燕尾榫插接，柱帽上部为燕尾槽与承重梁燕尾榫插接。不同于传统的现场浇灌，工厂化制作配件，现场组装，将各种尺寸的构件在现场任意组装成为各种式样的房屋，拆下后还可重复使用，减少建筑垃圾。实现主要结构件的标准化，通用化建筑构件各部件间加橡胶垫，对地震波起缓冲作用，增强抗震性能。建筑构件安装后可拆卸，可重复使用，减少大量建筑垃圾，并且施工简便，减轻施工人员的劳动强度，解决了现有的工程施工对周围环境污染大、噪音高、周期长、工程质量优良率低的问题。但该技术方案的承重柱不是采用现有的工字形钢、H形钢、方钢管、圆钢管等标准建筑型材，而是采用带有较复杂的柱脚和柱头的非标准件，这种承重柱需一次成型专门制造，一方面由于承重柱长达几米，一次成型承重柱，模具成本和制作成本相当高，另一方面，由于楼层的高度、承重柱的受力大小不断变化，对不同的楼高需要不同的模具成型不同长度的承重柱，对不同的建筑需要成型不同尺寸大小的承重柱，进一步增加模具成本，还有，承重柱这么大，要一次成型制作起来是非常困难的，有点不现实。悬臂梁与柱头采用燕尾槽和燕尾榫配合，如果悬臂梁采用标准的工字形钢、H形钢、方钢管、圆钢管、槽钢等，由于其横截面不是实心的，因此加工成燕尾榫，其受力差。

申请号为99109701.7的发明专利中，公开了一种钢结构房屋建筑构件，包括浇注混凝土的钢管柱、钢梁梁或柱和U字型钢梁，钢梁梁或柱由至少一个绕钢管柱焊接的梁或柱构成，每一梁或柱由平行设置的上下抱柱板、沿径向垂直设置在上下抱柱板之间的至少一对连接板组成，上下抱柱板具有一个圆弧面、一个本体部分和沿每对连接板走向延伸的伸出部，在钢梁梁或柱上形成至少两对连接板，各对连接板及上抱柱板和下抱柱板的相应伸出部与U字型钢梁的一端固接在一起。由于该技术方案的钢梁梁或柱由至少一个绕钢管柱焊接的梁或柱构成，梁、柱、楼板等的重力最后均传递到连接节点上由钢管与梁或柱的焊接处来承受，这样会造成应力过度集中于梁和柱或梁和梁之间的连接节点而使连接节点受力差、连接脆弱，这会大大降低建筑框架结构的安全性，缩短使用寿命。

申请号为200810229754.9的发明专利中，公开了一种轻型钢结构房屋建筑连接对接件，包括凸端结合体、凹端结合体、上方管、下方管、横梁、斜楔板；上方管套装在凸端结合体上端外部；凸端结合体中部有台阶，下端插入凹端结合体的上端；下方管套装在凹端结合体下端的外部；凹端结合体上端的外部设置有耳板，在横梁上通过螺栓、螺母和垫圈连接有斜楔板，将斜楔板与横梁组合的斜楔体的斜楔端对应插入到凹端结合体的耳板上的斜槽处并通过横销锁紧件锁紧。由于本技术连接方管与横梁需通过凸端结合体、凹端结合体、斜楔板、横销、螺栓、螺母的共同作用来完成，安装环节多，特别是梁、柱、楼板等的重力最后再传递到连接节点上的横销和螺栓来承受，这样会造成应力过度集中于梁和柱或梁和梁之间的连接节点而使连接节点受力差、连接脆弱，这会大大降低建筑框架结构的安全性，缩短使用寿命，安装起来也不方便。

申请号为00218061.8的实用新型专利中，公开了一种钢结构建筑通用节点装置，由钢牛腿、钢柱、钢梁组成，钢牛腿包括节点连接板、腹板、加固板，钢牛腿的节点连接板采用槽形型钢与腹板和加固板固接为一体，并且节点装置构造一致。这种结构一方面加固板需与钢柱的外形配合，由于钢柱的制造精度差，配合不好，会影响受力，当钢柱为圆柱管时，其配合效果更不理想；另一方面节点连接板、腹板、加固板为独立件固定在一起，不是一体成型，其受力差，特别是梁、柱、楼板等的重力负荷最后再传递到连接节点的焊接处和紧固件来承受，这样会造成应力过度集中于梁和柱或梁和梁之间的连接节点而使连接节点受力差、连接脆弱，这会大大降低建筑框架结构的安全性，抗震能力差，缩短使用寿命。

最接近的现有技术为97101724.7的发明专利，该专利公开了一种钢塑轻建筑及其建造方法，它是薄壁轻钢注塑建筑，由薄壁轻钢结构及构件空心内腔内注高压发泡塑料成型共同结合而成，其主要由柱构件、上、下柱接头、双单梁斗、柱座、楼梁构件、窗顶(台)梁、塑面板、楼板阁栅、张拉杆、注塑楼板、梁柱卡、竖杆构件、柱梁卡、地架斜撑、基底板、弹性垫层、地基、阵列石灰桩、地锚等相互连接构成。虽然该技术方案中，柱构件对下柱接头有支撑作用，下柱接头对梁斗有支撑作用，梁斗对上柱接头有支撑作用，上柱接头对柱构件有支撑作用，梁斗对梁有支撑作用，梁、柱、楼板等的重力负荷最后不会传递到连接节点的焊接处和紧固件来承受；但该技术方案中的柱构件与梁的连接需通过连接在一起的上柱接头、下柱接头、梁斗才能实现，缺点是：一是多个零件组合才能实现柱构件与梁的连接，刚性差，装配误差大，二是下柱接头与柱构件之间、下柱接头与梁斗间、梁斗与上柱接头间、上柱接头与柱构件间均需通过自压螺栓或焊接固定，工序多，安装费时，安装环节多会造成柱构件的垂直度及其安装位置的调节困难；该技术方案中完成连接柱构件和梁的多个零件刚性差，组合在一起刚性更差，不利于重负荷的承担和传递；三是梁、柱、楼板等的重力最后均传递到连接节点上由支撑在下柱接头上的梁斗的水平部来承受，这样会造成应力过度集中于梁和柱或梁和梁之间的连接节点而使连接节点受力差、连接脆弱，这会大大降低建筑框架结构的安全性，缩短使用寿命。

现有的房屋钢结构的框架结构，梁与梁之间的连接，一种是通过柱的支撑才能实现，上述几个专利中公开的技术方案均是如此，这种框架结构，对于大空间或需要较密集的梁来起支撑作用的房屋建筑，要么需要很多立柱来支撑，影响房间的使用空间和美观，要么梁对安装在其上的板的支撑效果不好，影响使用寿命和使用安全性；一种是将一根梁的端面与另一根梁的侧面焊接，或者是将两根梁的端面焊接在一起，这种连接方式受力差，施工难度大；一种是通过紧固件或焊接等方式与非插接的连接件将两根梁的端部固定在一起，这种连接方式，梁的重力和梁上支撑的板等的重力最后都集中到紧固件上或焊接的节点位置，应力过度集中于梁和梁之间的连接位置而使连接位置受力差、连接脆弱的缺陷。如果不使用附加的连接件，因为需将一根梁的端面与另一根梁的侧面固定，紧固件无法实现。

发明内容

本发明第一个要解决的技术问题是，提供一种不需要立柱的支撑、也不需要焊接等就能很方便、快速地将梁与梁连接在一起、安装在一起的梁、连接件再与其它梁、立柱或横梁立柱连接件等连接时可不需要先固定、梁和连接件也不会分离并且梁与连接件为容易调整相对位置的活动连接、且应力不会过度集中于梁和梁之间的连接位置的插接件。

建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体、两个以上插入与其配合的梁或柱端部并凸出插接件本体的插接头，一个或一个以上的插接头包括垂直插接件本体的一个面延伸而成的两个关于其中心位置对称的、开口相背的U形凸部；两个U形凸部相对的两个面和与相对的面垂直的两个外侧面分别为为梁或柱侧抵挡面；在在U形块的U形槽的底部平面上均设有圆台，在圆台之间连接有加强筋，在每个圆台内设有螺纹通孔。

作为第一种改进，插接件为平面插接件，包括由两个成一字形的插接头构成的二接头插接件，由三个成T字形的插接头构成的三接头插接件，由四个成十字形的插接头构成的四接头插接件。

作为第二种改进，插接件为顶层梁插接件；插接件本体成V形，在插接件本体的两个端面上均凸设有插接头。

作为第三种改进，插接件为立体插接件，包括从插接件本体的上方或下方竖直凸设插接件本体的柱插接头，由二个成L形或三个成T字形水平凸设插接件本体的梁插接头。

作为第四种改进，插接件为立体插接件，插接头包括从插接件本体水平凸设的梁插接头和从插接件本体竖直向上凸设的上立柱插接头。

作为第五种改进，插接件为立体插接件，插接头包括从插接件本体水平凸设的梁插接头和从插接件本体竖直向下凸设的下立柱插接头。

作为共同改进，插接头还包括从插接件本体的一个面垂直向外延伸的方管形凸部或圆管形凸部；方管形凸部或圆管形凸部的侧面为梁或柱侧抵挡面。

作为进一步改进，在方管形凸部上设有弹性凸舌，弹性凸舌远离插接件本体的一端连在方管形凸部上，弹性凸舌朝向插接件本体的一端为自由端。本发明相对现有技术的有益效果是：

插接头包括两个并排的U型块，对端部被加工成T字形的H型钢有支撑好，节省材料，也便于将螺钉等紧固件将插接头与梁固定时紧固件可容置在U形凹槽内。在在U形块的U形槽的底部平面上均设有圆台，在圆台之间连接有加强筋，在每个圆台内设有螺纹通孔，使U型块的刚性好，可减少U型块的壁厚，同时螺钉等紧固件固定在螺纹孔上时固定更可靠。

由于插接件与梁或柱插接连接，安装在一起的梁和插接件或柱和插接件再安装到其它梁或立柱或横梁立柱连接件等上时可不先将梁和插接件固定而是可调整相对位置的活动连接、梁和插接件也不会分离，安装快速、方便，调整梁和插接件的相对位置也方便。

相对于现有的梁与梁之间的连接需通过柱的支撑才能实现的框架结构，通过插接件梁或柱的方式，室内不会被柱隔开，室内的使用空间大，利用率和美观性大大提高。相对于焊接方式或通过非插接的连接件连接的方式，梁和梁上支撑的板等的重力传递给插接件来承受，插接件再将力传递给支撑梁，由于插接件的、插接件本体、两个以上的插接头一体成型，大大降低了应力过度集中于梁和梁之间的连接节点位置，克服连接位置受力差、连接脆弱的缺陷，且大大减少紧固件连接或焊接的连接环节。本方案的连接方式将建筑重量负荷，均匀而又合理的在梁和梁之间传递，使紧固件或者是焊接处不需要承受横梁及横梁上的板等的重力，从而大大提高建筑框架结构的安装效率和抗震功能、使用寿命、使用安全性。

特别是，相对现有的一些建筑钢结构框架，为了实现梁和梁之间的连接，还需对各自的连接端部进行配合连接的设计、加工，当梁要使用标准型材时，其连接端部就必须进行另外设计和加工，当梁不使用标准型材则需专门制造，两种方式都无法实现大批量标准化生产，也容易出现梁尺寸加工误差产生连接误差，使本来就脆弱的连接位置很难很好的承受建筑重量负荷以及负荷的力的传递，而本技术的插接件可大批量标准化事先生产出来，并可变成标准建材商品进行市场流通，不需要现成加工，可降低生产成本。工厂化制作插接件，现场组装，将各种尺寸各种规格的梁与梁在现场任意组装，拆下后还可重复使用，减少建筑垃圾。实现插接件的标准化，通用化，施工简便，减轻施工人员的劳动强度，解决了现有的工程施工对周围环境污染大、噪音高、周期长、工程质量优良率低的问题。

插接头采用两个凸部的方式，与H型钢或工字型钢的梁或柱的端部插接方便，且将插接在一起的梁或柱和插接件固定也方便。

插接头采用方管形凸部的方式，与方钢管的梁或柱的端部插接方便，且将插接在一起的梁或柱和插接件固定也方便。插接头采用圆管形凸部的方式，与圆钢管的梁或柱的端部插接方便，且将插接在一起的梁或柱和插接件固定也方便。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体示意图。

图2是本发明实施例2的立体示意图。

图3是本发明实施例3的立体示意图。

图4是本发明实施例4的立体示意图。

图5是本发明实施例5的立体示意图。

图6是本发明实施例6的立体示意图。

图7是本发明实施例7的立体示意图。

图8是本发明实施例8的立体示意图。

图9是本发明实施例9的立体示意图。

图10是本发明实施例10的立体示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体1、两个成一字形的插入与其配合的梁或柱端部并凸出插接件本体1的插接头8、插接头9。插接头8、插接头9均包括两个从插接件本体1的同一面垂直延伸而成的对称的、开口朝向两侧的、对称且并排的U形块2、U形块3，在U形块3的U形槽的底部平面上设有圆台4，在圆台4之间连接有加强筋5，在每个圆台内设有通孔6。

插接件本体1延伸竖直凸部的面7为抵挡与其配合的梁或柱的端面且平行梁或柱端面的梁或柱端面抵挡面。U形块2与U形块3相对的面和与相对的面垂直的两个外侧面为梁或柱侧抵挡面。

实施例2

如图2所示，一种建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体40、四成十字形凸出插接件本体40的插接头41、插接头42、插接头43、插接头44。插接头41、插接头42、插接头43、插接头44的结构均与实施例1的插接头结构相同。插接头41、插接头42、插接头43、插接头44上的两个U型凸部相对的面均为竖直面。这种插接件用来连接与水平面平行的横梁。

实施例3

如图3所示，一种建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体50、三个成T字形凸出插接件本体50的插接头51、插接头52、插接头53。插接头51、插接头52、插接头53的结构均与实施例1的插接头结构相同。插接头51、插接头52、插接头53的两个U型凸部相对的面均为竖直面。这种插接件用来连接与水平面平行的横梁。

实施例4

如图4所示，插接件为顶层插接件，顶层插接件包括一体成型的顶层插接件本体85、插接头86和插接头87。顶层插接件本体85为V形。插接头86和插接头87均垂直顶层插接件本体85的端面凸设，其结构与实施例1中的插接头结构相同。

实施例5

如图5所示，一种建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体90、沿竖直方向凸设插接件本体的方管形柱插接头91、沿水平方向凸设插接件本体成十字形的梁插接头92、梁插接头93、梁插接头94、梁插接头95。柱插接头91、梁插接头92、梁插接头93、梁插接头94、梁插接头95的结构与实施例1的插接头的结构相同。

在方管形柱插接头91的每个面上均设有弹性凸舌96，弹性凸舌96远离插接件本体90的一端连在方管形凸部上，弹性凸舌83朝向插接件本体90的一端为自由端。

实施例6

如图6所示，一种建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体100、沿竖直方向凸设插接件本体的圆管形柱插接头101、沿水平方向凸设插接件本体成十字形的梁插接头102、梁插接头103、梁插接头104、梁插接头105。柱插接头101、梁插接头102、梁插接头103、梁插接头104、梁插接头105的结构与实施例1的插接头的结构相同。

在圆管形柱插接头101的每个面上均设有弹性凸舌99，弹性凸舌99远离插接件本体100的一端连在圆管形凸部上，弹性凸舌99朝向插接件本体100的一端为自由端。

实施例7

如图7所示，插接件为梁柱平面插接件，梁柱平面插接件包括梁柱平面插接件本体130，沿竖直方向竖直向上凸设梁柱平面插接件本体130的柱插接头131，沿竖直方向竖直向下凸设梁柱平面插接件本体130的柱插接头132，从梁柱平面插接件本体130相背的两个侧面沿水平方向凸设梁柱平面插接件本体130的梁插接头133、梁插接头134。柱插接头131、梁插接头133、柱插接头132、梁插接头134成十字形，其结构与实施例1中的插接头的结构相同。

实施例8

如图8所示，插接件为梁柱平面插接件，梁柱平面插接件包括梁柱平面插接件本体140，沿竖直方向竖直向上凸设梁柱平面插接件本体140的柱插接头141，从梁柱平面插接件本体140相背的两个侧面沿水平方向凸设梁柱平面插接件本体140的梁插接头142、梁插接头143。梁插接头142、柱插接头141、梁插接头143成T字形，其结构与实施例1中的插接头的结构相同。

实施例9

如图9所示，一种建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体150、沿竖直方向向上凸设插接件本体的柱插接头151、沿水平方向凸设插接件本体成T字形的梁插接头152、梁插接头153、梁插接头154。柱插接头151、梁插接头152、梁插接头153、梁插接头154的结构与实施例1的插接头的结构相同。

实施例10

如图10所示，一种建筑框架结构的插接件，包括一体成型的插接件本体160、沿竖直方向向上凸设插接件本体的方管形柱插接头161、沿水平方向凸设插接件本体成十字形的梁插接头162、梁插接头163、梁插接头164、梁插接头165。柱插接头161、梁插接头162、梁插接头163、梁插接头164、梁插接头165的结构与实施例1的插接头的结构相同。

在方管形柱插接头161的每个面上均设有弹性凸舌166，弹性凸舌166远离插接件本体160的一端连在方管形凸部上，弹性凸舌83朝向插接件本体160的一端为自由端。

Claims (8)

1.建筑框架结构的插接件，其特征在于：包括一体成型的插接件本体、两个以上插入与其配合的支架端部并凸出插接件本体的插接头，一个或一个以上的所述的插接头包括垂直插接件本体的一个面延伸而成的两个关于其中心位置对称的、开口相背的U形凸部；两个U形凸部相对的两个面和与相对的面垂直的两个外侧面分别为为支架侧抵挡面；在在U形块的U形槽的底部平面上均设有圆台，在圆台之间连接有加强筋，在每个圆台内设有螺纹通孔。

2.如权利要求1所述的建筑框架结构的插接件，其特征在于：插接件为平面插接件，包括由两个成一字形的插接头构成的二接头插接件，由三个成T字形的插接头构成的三接头插接件，由四个成十字形的插接头构成的四接头插接件。

3.如权利要求1所述的建筑框架结构的插接件，其特征在于：插接件为顶层梁插接件；插接件本体成V形，在插接件本体的两个端面上均凸设有所述的插接头。

4.如权利要求1所述的建筑框架结构的插接件，其特征在于：插接件为立体插接件，包括从插接件本体的上方或下方竖直凸设插接件本体的柱插接头，由二个成L形或三个成T字形水平凸设插接件本体的梁插接头。

5.如权利要求1所述的建筑框架结构的插接件，其特征在于：插接件为立体插接件，所述的插接头包括从插接件本体水平凸设的梁插接头和从插接件本体竖直向上凸设的上立柱插接头。

6.如权利要求1所述的建筑框架结构的插接件，其特征在于：插接件为立体插接件，所述的插接头包括从插接件本体水平凸设的梁插接头和从插接件本体竖直向下凸设的下立柱插接头。

7.如权利要求1至6任意一项所述的建筑框架结构的插接件，其特征在于：所述的插接头还包括从插接件本体的一个面垂直向外延伸的方管形凸部或圆管形凸部；方管形凸部或圆管形凸部的侧面为支架侧抵挡面。

8.如权利要求7所述的建筑框架结构的插接件，其特征在于：在方管形凸部上设有弹性凸舌，弹性凸舌远离插接件本体的一端连在方管形凸部上，弹性凸舌朝向插接件本体的一端为自由端。

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