CN104100003B - 锁舌式装配式集装箱房屋连接点 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于装配式集装箱房屋的连接节点，主要由节点板，节点板上抗剪键，抗剪键盖板，锁舌，连接抗剪键盖板与抗剪键的螺栓，拉杆，弹簧组成，通过锁舌扣住集装箱立柱封板的方式实现上下集装箱之间的连接，通过设计节点板的大小和节点板上抗剪键的数量实现左右前后集装箱之间的连接。所设计的锁舌具有不同倾斜程度的端面，使得其能在集装箱自重下伸入滑动槽道内，集装箱落位后自动弹出，保证集装箱立柱承受拉力时上下立柱之间不脱开，现场只需要进行集装箱定位和落位工作，无任何焊接和螺栓安装加紧工作，实现了集装箱房屋快速安装和安全使用的目的。本发明的装配式集装箱房屋节点连接方式现场基本没有任何的人工作业，只需要进行集装箱定位和落位工作，解决了现有节点连接方式人工作业多，作业空间小，且只能连接上下左右四个集装箱等问题。

Description

锁舌式装配式集装箱房屋连接点

技术领域

本发明涉及一种用于装配式集装箱房屋的连接节点。

背景技术

装配式集装箱房屋是指采用废旧集装箱或新集装箱作为建筑模块进行拼装搭接的新型建筑体系，其具有运输迅速便捷，模块化生产，节能环保，资源利用率高等一系列优点。而连接节点决定装配式集装箱房屋结构性能和施工成本的关键因素，目前主要采用焊接连接形式或者高强度螺栓连接形式。焊接连接节点通过在集装箱模块之间加焊短柱或者垫板实现上下左右集装箱之间的连接，这种连接方式在施工时需要大量的现场焊接作业，施工不够便捷，加焊的短柱或者垫板耗费了大量的钢材，提高了装配式集装箱房屋的造价，并且节点形式为焊接连接的集装箱房屋拆卸复杂，拆卸后不能回收重复利用。高强度螺栓连接节点通过在上下集装箱模块的横梁端部翼缘上拧入螺栓实现上下集装箱模块之间的连接，这种连接方式的需要的零部件较多，施工时需要较多的人工作业和精确人工定位，无法进一步提高集装箱房屋的施工速度。

此外，受作业空间限制，现有的集装箱节点连接方式只能实现上下左右四个集装箱之间的连接，无法实现上下左右前后八个集装箱之间的连接，大大限制了装配式集装箱房屋平面布置的选择，限制了结构体系的发展。因此需要开发一种现场作业少、连接简单、能够实现上下左右前后八个集装箱连接完全装配式集装箱房屋连接节点，为集装箱房屋的顺利发展提供技术支持。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供如下解决方案：创建一种新型的装配式集装箱房屋的连接节点，克服现有技术中现场人工作业多，安装缓慢复杂，后期不便于回收，以及装配式集装箱房屋平面布置不够灵活的问题。

为达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种装配式集装箱房屋的连接节点，该连接节点由节点板，抗剪键，抗剪键盖板，拉杆，弹簧，螺栓和锁舌组成，所述抗剪键位于节点板上下两面，与节点板锻造而成，所述抗剪键和抗剪键垫板通过螺栓连接，所述拉杆与锁舌焊接连接，并位于抗剪键内部。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，所述节点板的形状为大致方形板，根据连接集装箱个数的不同确定节点板的大小和形状。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，所述抗剪键的形状为块体，块体顶部锻造有能够使锁舌滑动的槽道，在块体四个角点设置有四个螺栓孔。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，所述抗剪键盖板底部形状与抗剪键顶部形状相同，共同形成锁舌的滑动槽道，盖板四个角点设置有四个螺栓孔。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，所述螺栓通过贯入抗剪键盖板和抗剪键中的螺栓孔将抗剪键盖板与抗剪键连接起来。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，所述弹簧位于抗剪键内部的槽道内，该弹簧的长度比槽道的长度长，保证弹簧在初始状态下能顶住锁舌并给锁舌提供向外的推力。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，所述拉杆扣在抗剪键内部，并与锁舌焊接连接，保证锁舌在抗剪键槽道内的位置，不在弹簧推力作用下脱离槽道。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，所述锁舌位于抗剪键内部的槽道内，该锁舌上下两个端面倾斜程度不相同，上部端面倾斜程度能保证锁舌在集装箱模块自重作用下伸入抗剪键内部的槽道，下部端面能保证锁舌在集装箱立柱承受正常工作状态下最大拉力时不伸入抗剪键内部的槽道。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，所述锁舌的上斜面与水平面的夹角范围在10度~20度之间，所述锁舌的下斜面与水平面的夹角范围在45度~55度之间。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点中，与节点相连的柱端封板中留有与抗剪键形状相匹配的孔洞，并且孔洞边界进行了倒角。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点在安装时，先放置好下一层集装箱模块，在柱顶安装好节点板，连接左右前后的集装箱模块，再安装上一层集装箱模块，锁舌在上一层集装箱柱端封板作用下伸入抗剪键内部槽道，使得上一层集装箱能顺利坐落在节点板上，然后锁舌在弹簧推力作用下自动弹出，扣住柱端封板。

本发明的装配式集装箱房屋连接节点在拆卸时，只需在集装箱立柱上施加比立柱正常工作状态下承受的最大拉力大的竖向力即可实现集装箱模块的回收。

与现有技术相比，本发明的提供的装配式集装箱连接节点的有益效果在于：

首先，在装配式集装箱房屋现场安装时，完全没有焊接作业和螺栓连接，无需人工操作，不涉及作业空间问题，且现场定位要求容易实现，大大提高了集装箱房屋的搭建速度。

其次，该连接方式便于拆卸，拆卸后不影响集装箱模块的继续使用，提高了集装箱模块的循环利用率。

然后，该连接方式通过抗剪件传递结构水平荷载，通过锁舌抵抗竖向拉力，节点传力明确，可以具有良好的受力性能。

最后，此节点连接方式解决了上下左右前后八个集装箱模块的连接问题，使得灵活布置集装箱模块成为可能，丰富了装配式集装箱房屋的建筑形式。

附图说明

图1表示连接上下两个集装箱的节点连接正面图；

图2表示抗剪键内部构造图；

图3表示节点板与抗剪键轴测图；

图4表示抗剪键内部各构件轴测图；

图5表示抗剪键盖板轴测图；

图6表示连接上下左后四个集装箱的节点连接俯视图；

图7表示连接上下左后四个集装箱的连接节点与集装箱构件之间的相互关系，即A-A剖面图；

图8表示连接上下左后四个集装箱的节点连接轴测图；

图9表示集装箱立柱封板轴测图；

图10表示连接6个集装箱的节点连接示意图(具体实施例二)；

图11表示连接上下左右前后8个集装箱的节点连接方式示意图(具体实施例三)。

标记说明

1：节点板

2：节点板上抗剪键

3：抗剪键盖板

4：锁舌

5：连接抗剪键盖板与抗剪键的高强度螺栓

6：拉杆

7：弹簧

8：抗剪键内部锁舌滑动槽道

9：抗剪键内部拉杆滑动槽道

10：高强度螺栓连接孔

11：集装箱立柱

12：集装箱立柱封板

13：集装箱短跨向梁

14：集装箱长跨向梁

15：集装箱立柱封板扣入抗剪键的孔洞。

具体实施方式

下面参照附图和具体实施例，对本发明技术方案作进一步说明。

本发明的集装箱房屋连接节点主要由节点板1，节点板上抗剪键2，抗剪键盖板3，锁舌4，连接抗剪键盖板与抗剪键的螺栓5，拉杆6，弹簧7组成，如图1和图2所示。其中，节点板1的形状大致为方形板，与上部抗剪键2一起锻造而成；抗剪键2的形状为块体，并在锻造时留有能使锁舌4滑动的槽道8以及能使拉杆滑动的槽道9，如图3所示；抗剪键盖板3的端部形状与抗剪抗2的端部形状相同，如图5所示，共同构成了可供锁舌4滑动的槽道8和可供拉杆滑动的槽道9，并且抗剪键盖板3与抗剪键2通过在角部四个螺栓孔10处贯入高强度螺栓5实现连接，完成连接后的整体形状如图1所示；锁舌4具有两个倾斜程度不相同的端面，上端面倾斜程度大，下端面倾斜程度小，如图4所示，锁舌4可以在槽道8内滑动，与拉杆6焊接连接；拉杆6为方形端板与圆柱的组合体，扣在槽道9内，并能在槽道9内滑动，与锁舌4焊接连接后保证锁舌4不在弹簧7的推力下脱离槽道8；弹簧7位于槽道8内，一侧与抗剪键连接，另一侧顶住锁舌4，并且弹簧的长度大于槽道8的长度，使得节点整体安装完毕后弹簧即处于受压状态，向锁舌4提供推力，保证锁舌在初始状态下不可自由滑动。此外，扣在节点板1上的集装箱立柱端部封板12上开有比抗剪键尺寸大的孔洞15，并且与两个锁舌相对应的孔洞边界进行了倒角，方便安装，如图9所示。

以连接上下左右四个集装箱的连接节点作为具体实施例一，对本发明的连接节点的具体实施过程做进一步详细说明。

具体实施例一，如图6，7，8所示，该连接节点连接了上下左右四个集装箱。具体安装时，首先在外力作用下将节点板扣入下部已经定位好的的两个集装箱柱子顶部，再分别吊装上部两个集装箱。当上部集装箱柱端封板12开始扣在抗剪键2上时，锁舌4由于具有较大倾斜程度的上斜面，能在集装箱自重作用下伸入滑动槽道8内部，在柱端封板完全落至节点板1上以后，锁舌4在弹簧推力作用下弹出槽道并扣住柱端封板，如图6和图7所示。由于锁舌4具有较小倾斜程度的下斜面，能保证集装箱立柱在承受正常工作状态下最大拉力时不至于脱开，从而实现了连接上下左右4个集装箱的目的。锁舌4设计成上下端面倾斜程度不同，是为了实现封板12能轻松扣入锁舌4，但不能轻易脱开的目的。当集装箱房屋达到使用寿命时，只要在集装箱立柱上施加比立柱承受的最大拉力大的竖向力，即可以轻松拆卸集装箱房屋，进行回收利用。

确定锁舌4上下斜面倾斜程度以及弹簧刚度k的具体方法为，设一个集装箱模块的自重为G，集装箱立柱受到的最大拉力为N，上斜面与水平面的夹角为α，下斜面与水平面的夹角为β，锁舌4在滑动槽道内的滑动距离为Δx，根据受力平衡以及胡克定律并假设锁舍斜面足够光滑，则有：

k·Δx=1/2·N·cosβ·sinβ=1/2·1/4·G·cosα·sinα

已知集装箱自重为G，集装箱受到的最大竖向拉力为N，以及锁舌4在滑动槽道内的滑动距离Δx和α、β、k中参数的其中一个，即可确定出两外两个未知参数，并可以根据斜面的构造要求和现有弹簧刚度k的范围对α、β、k三个参数进行优选。

根据所需连接集装箱个数的不同，可以灵活确定节点板1的大小和形状，可以做到连接六个集装箱和上下左右前后共八个集装箱，如具体实施例二（图10）和具体实施例三（图11）所示，并且，可根据集装箱长跨向与短跨向摆放方向的不同确定抗剪键2在节点板1上的摆放方向。

以上根据具体实施例对本发明进行了详细的说明，并非限制了本发明所描述的技术方案，本发明所属技术领域内的普通技术人员在不脱离本发明构思和范围前提下对本发明技术方案进行的一切修改和变换，都应当视为属于本发明的权利要求范围。

Claims (8)

1.一种装配式集装箱房屋的连接节点，包括节点板，抗剪键，抗剪键盖板，拉杆，弹簧，螺栓和锁舌；其特征在于：所述抗剪键位于节点板上下两面，与节点板锻造而成，所述抗剪键和抗剪键垫板通过螺栓连接，所述拉杆与锁舌焊接连接，并位于抗剪键内部。

2.根据权利要求1所述的装配式集装箱房屋连接节点，其特征在于：所述抗剪键的形状为块体，块体顶部锻造有能够使锁舌滑动的槽道，在块体四个角点设置有四个螺栓孔。

3.根据权利要求1或2所述的装配式集装箱房屋连接节点，其特征在于：所述抗剪键盖板底部形状与抗剪键顶部形状相同，共同形成锁舌的滑动槽道，盖板四个角点设置有四个螺栓孔。

4.根据权利要求1所述的装配式集装箱房屋连接节点，其特征在于：所述螺栓通过贯入抗剪键盖板和抗剪键中的螺栓孔将抗剪键盖板与抗剪键连接起来。

5.根据权利要求1所述的装配式集装箱房屋连接节点，其特征在于：所述弹簧位于抗剪键内部的槽道内，该弹簧的长度比槽道的长度长，保证弹簧在初始状态下能顶住锁舌并给锁舌提供向外的推力。

6.根据权利要求1所述的装配式集装箱房屋连接节点，其特征在于：所述拉杆扣在抗剪键内部，并与锁舌焊接连接，保证锁舌在抗剪键槽道内的位置，不在弹簧推力作用下脱离槽道。

7.根据权利要求1所述的装配式集装箱房屋连接节点，其特征在于：所述锁舌位于抗剪键内部的槽道内，该锁舌上下两个端面倾斜程度不相同，上部端面倾斜程度能保证锁舌在集装箱模块自重作用下伸入抗剪键内部的槽道，下部端面能保证锁舌在集装箱立柱承受正常工作状态下最大拉力时不伸入抗剪键内部的槽道。

8.根据权利要求1所述的装配式集装箱房屋连接节点，其特征在于：所述锁舌的上斜面与水平面的夹角范围在10~20度之间，所述锁舌的下斜面与水平面的夹角范围在45~55度之间。