CN103806528B - 一种多用途框架构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用途框架构件，该框架构件包括至少一个架体单元，该架体单元为立方体结构，包括节点连接件、竖杆、横杆、斜向杆和斜对角杆；所述斜对角杆沿立方体对角线设置，并与所述竖杆连接；所述斜向杆分别设置在立方体的四个立面上，该斜向杆的两端分别与相对应的所述竖杆连接；所述节点连接件设置在竖杆两端部，所述竖杆通过所述节点连接件与横杆固定连接,所述节点连接件包括柱体连接块和固定设置在柱体连接块的6个表面上的锁槽圆柱体。采用上述结构后，本发明与现有的支架、网架、桁架相比节点简单，拆装方便。本发明制作简单，加工制作技术门槛低，因此可以大幅度降低造价。

Description

一种多用途框架构件

技术领域

本发明涉及一种框架构件，特别涉及一种多用途框架构件。

背景技术

当前，在工程中常用的有三种抵抗重力结构形式，即支架、桁架、网架。

支架以群体立柱形式常见于施工中的临时结构中，我国常用的施工支架有扣件式、门式和碗扣式等。支架解决抗倾覆问题是用额外的旋转扣件及钢管打剪刀撑方法来实现的，因此在支架施工时需要另行加纵横剪刀撑使其不容易倾覆，组装支架的工作十分繁复。

桁架是由直杆三角形组成的平面或空间结构，在重力作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而充分利用了材料的强度，达到减轻自重和增大刚度的目的，因此广泛地用于较大跨度的承重结构中。桁架的节点一般采用焊接的刚性节点，而焊接好的桁架十分笨重，没有起重机具是不能施工的。

网架是由多根杆件按一定的网格形式，通过节点将杆件连结成空间结构。具有空间性能好、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点。广泛地用于大跨度空间建筑。网架的缺点是汇交于同一节点的杆件众多，节点的制作，杆件与节点的结合都十分复杂。

在现有工程技术中支架、网架、桁架以各自的性能应用在不同方面，即支架、网架和桁架有各自不同的应用范围。当需要在不同的应用范围内使用时，则需要按照支架、网架和桁架的特性来选择。特别是在临时工程使用中，这将大大增加工程建设材料的种类和数量，不利于施工成本控制。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种多用途框架构件，其不仅具有可以替代支架、桁架和网架的功能作用，而且制作简单安装方便。

为解决上述技术问题，本发明一种多用途框架构件，该框架构件包括至少一个架体单元，该架体单元为立方体结构，包括节点连接件、竖杆、横杆、斜向杆和斜对角杆；所述斜对角杆沿立方体对角线设置，并与所述竖杆连接；所述斜向杆分别设置在立方体的四个立面上，该斜向杆的两端分别与相对应的所述竖杆连接；所述节点连接件设置在竖杆两端部，所述竖杆通过所述节点连接件与横杆固定连接。所述节点连接件包括柱体连接块和固定设置在柱体连接块的6个表面上的锁槽圆柱体，所述锁槽圆柱体之间相互垂直设置，所述锁槽圆柱体的外端部设置有第一斜面，所述锁槽圆柱体中部设置有第一锁槽，所述第一锁槽与第一斜面之间的角度为90度。

优选地，所述竖杆包括竖杆体和其上下端部均设有的与所述斜向杆和斜对角杆连接的锁槽圆柱，所述锁槽圆柱的外端部设置有第二斜面，所述锁槽圆柱中部设有第二锁槽，所述第二锁槽与第二斜面之间的角度为90度。

优选地，所述竖杆体上下端部均设有分别设有与第一锁槽相匹配的竖杆锁块和竖杆锁块弹簧片，所述竖杆锁块嵌入竖杆体内部，所述竖杆锁块弹簧片一端与竖杆锁块连接，另一端与所述竖杆体连接；所述节点连接件通过第一锁槽和竖杆锁块的配合连接在竖杆的两端。

优选地，所述横杆包括横杆体，所述横杆体靠近两端部均设有与第一锁槽相匹配的横杆锁块和横杆锁块弹簧片，所述横杆锁块嵌入横杆体内部，所述横杆锁块弹簧片一端与横杆锁块连接，另一端与所述横杆连接；所述节点连接件通过第一锁槽和横杆锁块的配合连接在横杆的两端；所述横杆体的中部设有一横杆拆装孔。

优选地，所述斜向杆包括斜向杆体，其两端均设有与竖杆端部的第二锁槽相匹配的第一锁块和第一锁块弹簧片，所述第一锁块嵌入斜向杆体内部，所述第一锁块弹簧片一端与第一锁块连接，另一端与斜向杆连接；斜向杆通过第一锁块与第二锁槽的配合与竖杆连接；所述斜向杆体的中部设有一斜向杆拆装孔。

优选地，所述斜对角杆包括斜对角杆体，其两端均设有与竖杆端部的第二锁槽相匹配的第二锁块和第二锁块弹簧片，所述第二锁块嵌入斜对角杆体内部，所述第二锁块弹簧片一端与第二锁块连接，另一端与斜对角杆连接；斜对角杆通过第二锁块与第二锁槽的配合与竖杆连接；所述斜对角杆体的中部设有一斜对角杆拆装孔。

优选地，所述斜对角杆、斜向杆和横杆为圆管、矩形管、角钢、槽钢和工字钢制作。

本发明的有益效果如下：

采用上述结构后，本发明具有以下有益效果，与现有的支架、网架、桁架相比本发明制作简单，加工制作技术门槛低，因此可以大幅度降低造价。节点简单，拆装方便，并能够进行探出悬挑拼装施工，因此可节约支搭脚手架的时间和费用。可以实现支架、网架、桁架三种技术方案的所有功能，既保留了支架、网架、桁架各自的优点，又避免了三者的缺陷，因此可以完全替代支架、网架、桁架。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的单个架体单元示意图。

图2为本发明的节点连接件结构示意图。

图3为本发明的竖杆件结构示意图。

图4为本发明的横杆件结构示意图。

图5为本发明的斜向杆件结构示意图。

图6为本发明的斜对角杆件结构示意图。

图7为本发明的杆件节点局部示意图。

图8为本发明的杆件节点局部爆炸示意图。

图9为本发明锁槽圆柱体与杆件连接锁块局部示意图。

图10为本发明锁槽圆柱体与杆件连接锁块局部爆炸图。

图11为本发明组装成支架时的结构示意图。

图12为本发明组装成网架时的结构示意图。

图13为本发明组装成双层网架时的结构示意图。

图14为本发明将网架与支架无缝结合的结构示意图。

图15为用本发明组成的临时房。

图16为本发明组装成双层桁架时的结构示意图。

图17为本发明桁架与支架无缝结合使用的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。如图1所示，本发明一种多用途框架构件包括至少一个架体单元，该架体单元为立方体结构，包括节点连接件2、竖杆3、横杆4、斜向杆5和斜对角杆6；横杆4通过节点连接件2连接在竖杆3上；所述斜向杆5分别设置在立方体的四个立面上，并与所述竖杆3连接；所述斜对角杆6沿立方体对角线设置，并与所述竖杆3连接。在本实施例中竖杆3、横杆4、斜向杆5和斜对角杆6均为圆管加工而成。

如图2所示，所述节点连接件2大体为十字形连接件，包括柱体连接块24和设置在柱体连接块24的6个表面上的锁槽圆柱体21，锁槽圆柱体21的外端部设有第一斜面22，锁槽圆柱体21的中部设有第一锁槽23，第一斜面22与第一锁槽23之间的夹角为90度。锁槽圆柱体21的外径与竖杆3和横杆4的内径相匹配；节点连接件2通过锁槽圆柱体21分别连接在竖杆3和横杆4的两端。

如图3所示，所述竖杆3包括竖杆体31和竖杆锁槽圆柱体34，竖杆体31上靠近上下端部处分别设有与第一锁槽23相配合的竖杆锁块33和竖杆锁块弹簧片32，竖杆锁块33嵌入竖杆体31的侧壁内部，竖杆锁块弹簧片32一端与竖杆锁块33连接，另一端与竖杆体31连接。在竖杆体31的上下端部处分别设有与斜向杆5、斜对角杆6连接的竖杆锁槽圆柱体34，其上设有连接所述斜对角杆6和斜向杆5的第二锁槽36，在竖杆锁槽圆柱体34的外端部设有第二斜面35。竖杆锁槽圆柱体34的外径分别与斜向杆5、斜对角杆6的内径相匹配。

如图4所示，横杆4包括横杆体41，横杆体41靠近两端部分别设有与第一锁槽23相配合的横杆锁块44和横杆锁块弹簧片43，横杆锁块44嵌入横杆体41的侧壁内部，横杆锁块弹簧片43用铆钉分别与横杆锁块44和横杆体41固定连接。在横杆体41的中部还开设有一横杆拆装孔42。

如图5所示，斜向杆5包括斜向杆体52，斜向杆体52靠近两端部分别设有与竖杆3上的第二锁槽36相配合的第一锁块54和第一锁块簧片53，第一锁块54嵌入斜向杆体52的侧壁内部，第一锁块弹簧片53用铆钉分别与第一锁块54和斜向杆体52固定连接。在斜向杆体52的中部还开设有一斜向杆拆装孔51。

如图6所示，斜对角杆6包括斜对角杆体62，斜对角杆体62靠近两端部分别设有与竖杆3上的第二锁槽36相配合的第二锁块64和第二锁块弹簧片63，第二锁块64嵌入斜对角杆6的侧壁内部，第二锁块弹簧片63用铆钉分别与第二锁块64和斜对角杆体62固定连接。在斜对角杆体62的中部还开设有一斜对角杆拆装孔61。

如图7和图8所示，斜向杆5和斜对角杆6分别通过第一锁块54和第二锁块64接到竖杆3上的第二锁槽36内；在本实施例中所述节点连接件2通过其上的第一锁槽23与竖杆3的竖杆锁块33匹配卡合，从而完成上下竖杆3与节点连接件2的竖向组合拼装。

如图9所示，第一锁槽23分别与竖杆锁块33、横杆锁块44相匹配，第二锁槽36分别与第一锁块54、第二锁块64相匹配。

如图10所示，锁槽圆柱体21和锁槽圆柱34上靠近中部处设置有第一锁槽23和第二锁槽36，锁槽圆柱体21和锁槽圆柱34的外侧端部均设有扁平的第一斜面22和第二斜面35，当将圆管状竖杆3、横杆4、斜向杆5和斜对角杆6插入到锁槽时，第一斜面22和第二斜面35能将锁块向外侧顶起。插入横杆4时要将横杆4上的横杆锁块44对准节点连接件2上的第一斜面22，因此当横杆4插入到节点连接件2时，第一斜面22将横杆锁块44与横杆锁块弹簧片45同时顶起，此时将横杆4插到锁槽圆柱体21的根部，待横杆4的另一端能够插进另一端的锁槽圆柱体21的头部时，即可将横杆4旋转90度，使横杆锁块44与第一锁槽23相对，此时将横杆4往回滑动，当横杆4往回移动时，横杆锁块44在横杆锁块弹簧片45的作用下进入第一锁槽23内，从而完成横杆4固锁。拆卸时，只要将横杆4再次旋转90度，横杆锁块44将从第一锁槽23内顶起，此时将横杆4滑向单侧，使另一侧脱离锁槽圆柱体21，即可完成将其拆卸。当旋转横杆4时，可用一拨棍插入横杆拆装孔42，用力扳动拨棍就能使横杆4旋转。

竖杆3、横杆4、斜向杆5和斜对角杆6的锁固原理是相同的，安装和拆卸的步骤也是相同的。为了使各个杆件之间锁固更加可靠，可以在杆件的每一端均对称设置两个锁块，相应的在锁槽圆柱体上设置两个锁槽。

如图11所示，当本发明组成支架的形式时，在节点件2还可以与调节底托和顶托配合，来进行平整度和高程的调节。当作为支架时，本发明主要利用圆杆件各向同性的受力优点，在支撑过程中不会因为某一个方向的受力较差而失稳，并通过斜向杆代替以前支架外加的抗倾覆剪刀撑，改正其施工繁复的缺点。

如图12所示，本发明可组成网架形式。

如图13所示，当单层网架的强度不够时，本发明还可以组成双层网架的形式。作为网架本发明具有空间受力好、刚度大、抗震性能好、本身重量轻的优点，并克服了众多网架杆件汇交于同一节点，节点制作困难，制作需要特别精确，安装复杂的缺点。

如图14、图15所示，本发明组成的网架与支架能够很好地无缝结合。

如图16所示，本发明可以方便地组成平面、空间及双层桁架，当作为桁架时，因其可在顶部与底部位设置截面积较大，力学特性较好的槽钢材料，从而使桁架获得较大的惯性矩，提高了抵抗弯曲变形能力，并可通过进行杆件现场探出悬挑组装桁架的方法，改变使用桁架过程中常需要起重机械的问题。

如图17所示，本发明组成的桁架与支架能够很好地无缝结合。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种多用途框架构件，该框架构件包括至少一个架体单元，其特征在于：该架体单元为立方体结构，包括节点连接件(2)、竖杆(3)、横杆(4)、斜向杆(5)和斜对角杆(6)；所述斜对角杆(6)沿立方体对角线设置，并与所述竖杆(3)连接；所述斜向杆(5)分别设置在立方体的四个立面上，该斜向杆(5)的两端分别与相对应的所述竖杆(3)连接；所述节点连接件(2)设置在竖杆(3)两端部，所述竖杆(3)通过所述节点连接件(2)与横杆(4)固定连接；所述节点连接件(2)包括柱体连接块(24)和固定设置在柱体连接块的6个表面上的锁槽圆柱体(21)，所述锁槽圆柱体(21)之间相互垂直设置，所述锁槽圆柱体(21)的外端部设置有第一斜面(22)，所述锁槽圆柱体(21)中部设置有第一锁槽(23)，所述第一锁槽(23)与第一斜面(22)之间的角度为90度。

2.根据权利要求1所述的多用途框架构件，其特征在于：所述竖杆(3)包括竖杆体(31)和其上下端部均设有的与所述斜向杆(5)和斜对角杆(6)连接的锁槽圆柱(34)，所述锁槽圆柱(34)的外端部设置有第二斜面(35)，所述锁槽圆柱(34)中部设有第二锁槽(36)，所述第二锁槽(36)与第二斜面(35)之间的角度为90度。

3.根据权利要求2所述的一种多用途框架构件，其特征在于：所述竖杆体(31)上下端部分别设有与第一锁槽(23)相匹配的竖杆锁块(33)和竖杆锁块弹簧片(32)，所述竖杆锁块(33)嵌入竖杆体(31)内部，所述竖杆锁块弹簧片(32)一端与竖杆锁块(33)连接，另一端与所述竖杆体(31)连接；所述节点连接件(2)通过第一锁槽(23)和竖杆锁块(33)的配合连接在竖杆(3)的两端。

4.根据权利要求1所述的一种多用途框架构件，其特征在于：所述横杆(4)包括横杆体(41)，所述横杆体(41)靠近两端部均设有与第一锁槽(23)相匹配的横杆锁块(44)和横杆锁块弹簧片(43)，所述横杆锁块(44)嵌入横杆体(41)内部，所述横杆锁块弹簧片(43)一端与横杆锁块(44)连接，另一端与所述横杆(4)连接；所述节点连接件(2)通过第一锁槽(23)和横杆锁块(44)的配合连接在横杆(4)的两端；所述横杆体(41)的中部设有一横杆拆装孔(42)。

5.根据权利要求3所述的一种多用途框架构件，其特征在于：所述斜向杆(5)包括斜向杆体(52)，其两端均设有与竖杆(3)端部的第二锁槽(36)相匹配的第一锁块(54)和第一锁块弹簧片(53)，所述第一锁块(54)嵌入斜向杆体(52)内部，所述第一锁块弹簧片(53)一端与第一锁块(54)连接，另一端与斜向杆(5)连接；斜向杆(5)通过第一锁块(54)与第二锁槽(36)的配合与竖杆(3)连接；所述斜向杆体(52)的中部设有一斜向杆拆装孔(51)。

6.根据权利要求3所述的一种多用途框架构件，其特征在于：所述斜对角杆(6)包括斜对角杆体(62)，其两端均设有与竖杆(3)端部的第二锁槽(36)相匹配的第二锁块(64)和第二锁块弹簧片(63)，所述第二锁块(64)嵌入斜对角杆体(62)内部，所述第二锁块弹簧片(63)一端与第二锁块(64)连接，另一端与斜对角杆(6)连接；斜对角杆(6)通过第二锁块(64)与第二锁槽(36)的配合与竖杆(3)连接；所述斜对角杆体(62)的中部设有一斜对角杆拆装孔(61)。

7.根据权利要求1所述的一种多用途框架构件，其特征在于：所述斜对角杆(6)、斜向杆(5)和横杆(4)为圆管、矩形管、角钢、槽钢和工字钢制作。