CN107447854B - 一种山墙与主构架的组合结构及其连接件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种山墙与主构架的组合结构及其连接件，用于连接不在同一平面内的主构架和山墙，所述主构架包括第一毂节点和若干杆件，所述山墙包括第二毂节点和若干杆件，所述第一毂节点的轴线与所述第二毂节点的轴线相垂直，所述连接件的一端插接于所述第一毂节点的插槽，所述连接件的另一端设有连接机构，所述连接机构包括端板，所述端板与所述第二毂节点的轴端平面连接。本发明所提供连接件，其一端可与主构架的第一毂节点的插槽形成稳定、可靠的榫卯式插接结构，以保证与第一毂节点的可靠连接；另一端设有连接机构，该连接机构包括端板，端板与第二毂节点的轴端可形成平面连接，更容易保证二者之间的连接可靠性。

Description

一种山墙与主构架的组合结构及其连接件

技术领域

本发明涉及空间结构技术领域，尤其涉及一种不在同一平面内的山墙与主构架的组合结构及其连接件。

背景技术

在空间结构技术领域，通过节点将各杆件进行连接组合形成的空间结构体通常称之为网架，传统网架所用的节点主要为螺栓球节点和焊接球节点。

其中，螺栓球节点是采用高强螺栓对各杆件进行固定，但由于为高空操作，各高强螺栓拧入节点的深度难以把握，极易出现“假拧紧”的质量问题，且高强螺栓的截面较小，抗弯、抗剪能力较差；焊接球节点则是直接将各杆件焊接固定于节点上，这就对现场操作人员的焊接能力提出了较高的要求，同样由于是高空操作，焊接质量难以保证，部分节点的焊接质量不到位，导致网架整体受力变差，网架的稳定性降低。

为此，目前现有技术中新型网架通常采用榫卯连接的毂式铝合金节点(毂节点)，该铝合金节点的周壁设有沿轴向的榫卯式的插槽，在安装时，直接将杆件的端部插接于该插槽中即可有效固定各杆件；铝合金节点的轴向两端还设有盖板，如果杆件插入节点不到位，则盖板根本无法安装，整个空间结构体系也就无法安装完成，如此，即可从根本上保证节点的连接质量。

较之传统网架，上述新型网架的结构体系更为简洁、美观，铝合金节点更为轻盈，安装过程更为简便，且这种节点的承载力更强，连接质量更有保证。

然而，上述的铝合金节点通常只能应用于同一平面网架内部各杆件之间的连接，而对于不在同一平面的两网架结构则无法连接，例如，网架式结构的干煤棚，其顶面桁架等主构架与竖直设置的山墙即无法实现连接。

因此，如何提供一种连接件，以实现不在同一平面内的山墙与主构架之间的连接，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种山墙与主构架的组合结构及其连接件，其中，该连接件能够连接不在同一平面内的山墙与主构架。

为解决上述技术问题，本发明提供一种连接件，用于连接不在同一平面内的主构架和山墙，所述主构架包括第一毂节点和若干杆件，所述山墙包括第二毂节点和若干杆件，所述第一毂节点的轴线与所述第二毂节点的轴线相垂直，所述连接件的一端插接于所述第一毂节点的插槽，所述连接件的另一端设有连接机构，所述连接机构包括端板，所述端板与所述第二毂节点的轴端平面连接。

本发明所提供连接件，其两端分别能够与主构架与山墙相连，以使得不在同一平面内的主构架与山墙可形成空间组合结构；而且，连接件与主构架的第一毂节点之间采用插接配合，巧妙地利用了第一毂节点原本即存在的插槽，可形成稳定、可靠的榫卯式插接结构，有利于保证连接件与主构架的连接可靠性。

更为重要的是，该连接件与第二毂节点的连接端设有连接机构，该连接机构包括端板，端板与第二毂节点的轴端可形成平面连接，即该端板能够与第二毂节点的轴端相贴合，形成类似两平板的连接结构，二者之间的固定将更为简便，也更容易保证二者之间的连接可靠性。

可选地，所述连接件包括连接管，所述连接管与所述第二毂节点同轴设置，所述连接机构包括转盘，所述转盘可转动连接于所述连接管的外周，所述转盘与所述端板固连。

可选地，所述转盘与所述端板之间设有若干撑板，以使所述连接管与所述第二毂节点相邻的两端部之间具有自由间隙。

可选地，所述转盘设有沿其径向延伸的两长槽孔，两所述长槽孔相对设置，且两所述长槽孔的延伸方向共线；还包括连接螺栓，所述连接螺栓能够穿过相应所述长槽孔，以固定所述转盘、所述端板，所述第二毂节点能够带动所述端板位移，以驱使所述连接螺栓在所述长槽孔的延伸方向移动。

可选地，所述连接管的外周沿轴向间隔设有两限位件，所述转盘卡接于两所述限位件之间，并能够在两所述限位件之间相对所述连接件进行转动和/或轴向位移。

可选地，所述连接件包括转换梁，所述转换梁朝向所述第二毂节点的端部与所述端板相连。

可选地，所述连接机构还包括呈L形的连接座，所述L形的底板与所述转换梁相连，所述L形的竖板与所述端板相连。

可选地，所述连接件插接于所述第一毂节点的插槽的一端设有与该插槽相匹配的连接头。

可选地，所述连接头能够在所述插槽内沿轴向位移，且所述连接件能够绕所述连接头的弱轴方向扭转。

本发明还提供一种山墙与主构架的组合结构，包括不在同一平面内的山墙和主构架，所述山墙与所述主构架通过上述的连接件相连。

由于上述的连接件已具备如上的技术效果，那么，具有该连接件的山墙与主构架

附图说明

图1为本发明所提供连接件的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中转盘的结构示意图；

图3为图1中连接头与第一毂节点的连接结构示意图；

图4为本发明所提供连接件的另一种具体实施方式的结构示意图；

图5为图4的俯视图。

图1-5中的附图标记说明如下：

1第一毂节点、11插槽；

2第二毂节点；

3连接机构、31端板、32转盘、321长槽孔、33撑板、34连接螺栓、35限位件、36连接座；

4连接管、5转换梁、6连接头。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不一定表示这些部件的数量相同。

请参考图1-3，图1为本发明所提供连接件的一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1中转盘的结构示意图，图3为图1中连接头与第一毂节点的连接结构示意图。

本发明提供了一种用于连接主构架和山墙的连接件，其中，主构架包括第一毂节点1和若干杆件，各杆件可以插接于第一毂节点1外周的插槽11，以拼接形成空间网架形式的主构架；山墙包括第二毂节点2和若干杆件，各杆件可以插接于第二毂节点2外周的插槽，以拼接形成空间网架形式的山墙。

在实际应用中，主构架与山墙通常不处于同一平面内，二者可以相互垂直，例如，主构架可以沿纵向延伸，山墙可以竖向设置，并位于主构件的纵向两端，以对主构架形成支撑，此时，第一毂节点1、第二毂节点2的轴线大致垂直，而两毂节点与杆件相连的插槽11均是沿其轴向延伸，显然，也就无法通过各自的插槽11实现两毂节点的连接。

针对上述技术问题，本发明提供一种连接件，其两端分别能够与主构架与山墙相连，以使得不在同一平面内的主构架与山墙形成空间组合结构。

如图1所示，该连接件的一端能够与第一毂节点1的插槽11插接配合，巧妙地利用了第一毂节点1原本即存在的插槽11，可形成稳定、可靠的榫卯式插接结构，有利于保证连接件与主构架的连接可靠性。

具体而言，连接件与第一毂节点1的连接端可以设有与插槽11相匹配的连接头6，该连接头6可以由连接件的端部经冲压形成，或者，该连接头6也可以单独制造，然后通过焊接等方式固定于连接件的端部。

可以理解，当连接件插接于插槽11时，连接件只能沿插槽11的轴向在插槽11内滑动，而不能沿连接件的轴向(即第一毂节点1的径向)自插槽11中拔出。

为实现上述技术效果，该插槽11可以为锯齿槽，具体如图3所示，相应地，连接头6可以设有与该锯齿槽相啮合的外齿，当连接件插接于第一毂节点1的插槽11时，连接件与第一毂节点1可以形成格构式的榫卯连接结构，以保障二者的连接可靠性。

或者，该插槽11的内部可以具有大于槽口宽度的扩宽部，相应地，连接头6可以设有与该扩宽部相匹配的大尺寸部，由于该大尺寸部大于槽口宽度，当连接件插接于插槽11时，连接件同样不能够沿其轴向自插槽11中拔出。

详细而言，该插槽11可以为梯形槽、T形槽、L形槽、十字槽等，连接头6可以具有相匹配的梯形板、T形板、L形板及十字板等。

安装完成后，上述连接头6还能够在插槽11内沿轴向位移，以调整连接件与第一毂节点1的轴向安装误差，以图1为视角，即调整连接件在上下方向的安装高度。

进一步地，上述连接件还能够绕连接头6的弱轴方向进行扭转，在钢结构件中，一个截面对应两个相互垂直的轴，截面抗弯强度大的轴为强轴，截面抗弯强度小的轴为弱轴，对于连接头6而言，其弱轴方向是指第一毂节点1的周向。

如此设置，山墙与连接件所形成的组合件还能够绕第一毂节点1的周向进行扭转，也就是说，该组合件与第一毂节点1之间可形成近似铰接结构，以满足山墙一定的位移需求。

更为重要的是，该连接件与第二毂节点2的连接端还设有连接机构3，该连接机构3包括端板31，端板31与第二毂节点2的轴端可形成平面连接，即该端板31能够与第二毂节点2的轴端相贴合，形成类似两平板的连接结构，二者之间的固定将更为简便，也更容易保证二者之间的连接可靠性。

此外，在设计装配时，该端板31实际上还能够对设于第二毂节点2外周的插槽的端部进行封堵，即该端板31还能够起到毂节点盖板的作用，以避免与第二毂节点2插接配合的各杆件自该端从插槽中脱出。

应当知晓，在实际安装过程中，山墙的第二毂节点2与主构架的第一毂节点1存在对齐与非对齐两种情况，即第二毂节点2的中轴线的延长线存在经过与不经过第一毂节点1两种情况。

以下本发明实施例将结合附图对上述两种不同的情况，对连接机构3的具体结构进行描述。

在一种具体实施方式中，显示的是第二毂节点2与第一毂节点1相对齐的情形，可参考图1-3，上述连接件的主体可以包括连接管4，该连接管4也可以替换为实心柱，该连接管4可以与第二毂节点2同轴设置，其一端可以设有前述的连接头6，另一端可以设有连接机构3。

详细地，该连接机构3可以包括转盘32，该转盘32具体可以为圆形、方形或其他形状的盘状结构，转盘32可转动连接于连接管4的外周，且转盘32可以与端板31固连。

采用这种结构，当山墙绕第二毂节点2(或者连接管4)的轴向发生一定程度的扭转时，转盘32可以同步转动，以吸收安装误差，也就是说，本发明实施例所提供连接件，还能够允许山墙一定程度地扭转位移，以避免山墙与连接件之间扭转应力的产生，更有利于保证连接的可靠性。

连接管4的外周可以沿轴向间隔设有两限位件35，转盘32的中部可以设有安装孔，该转盘32可以通过安装孔套接于连接管4的外部，并卡接于两限位件35之间。

两限位件35之间的距离可以大于转盘32的厚度，安装孔的孔径可以大于连接管4的外径，也就是说，该转盘32不仅能够在两限位件35之间相对连接管4进行转动，还能够相对该连接管4进行轴向位移，以便吸收连接件与第二毂节点2之间的轴向安装误差。

具体而言，上述两限位件35可以是设于连接管4外周的环板，或者，也可以由设于连接管4外周的若干限位凸块组成，其中，多个限位凸块可以环绕连接管4的外周间隔设置形成一圈，一圈的限位凸块即可组成一个限位件35，两限位件35即是指存在两圈的限位凸块。

进一步地，上述转盘32与端板31之间可以设有若干撑板33，以使转盘32与端板31间隙设置，并使得连接管4与第二毂节点2相邻的两端部之间具有自由间隙。

上述“自由间隙”是指该间隙的大小足够第二毂节点2带动转盘32自由转动，也就是说，连接管4的端部与第二毂节点2的端部不会相互接触，二者之间不会产生滑动摩擦影响第二毂节点2、转盘32的转动。

实际上，上述各撑板33可以与转盘32或端板31一体设置，例如，各撑板33可以与端板31一体设置，形成组件，即该端板31的外缘可以具有朝向连接管4突出的撑板33，此时，该组件可以为现有技术中常见的槽钢，该槽钢的底板相当于端板31，该槽钢的侧板相当于撑板33，或者，该组件也可以为现有技术中常见的筒状结构，该筒状结构的底板相当于端板31，周壁相当于撑板33。

如图3所示，并结合图1，转盘32可以设有沿其径向延伸的两长槽孔321，两长槽孔321可以相对设置，且两长槽孔321的延伸方向可以共线，即两长槽孔321的延伸方向可以位于转盘32的同一径向；还包括连接螺栓34，该连接螺栓34能够穿过相应长槽孔321，以固定转盘32、端板31。

如上所述，该长槽孔321可以沿径向延伸，实质上，由此而形成的长槽孔321，其径向尺寸会大于周向尺寸，当连接螺栓34穿过该长槽孔321时，受外力作用，连接螺栓34还能够在长槽孔321的延伸方向移动。

也就是说，本发明实施例所提供连接件，还能够允许山墙沿该长槽孔321的延伸方向产生一定的位移。

在另一种具体实施方式中，显示的是第二毂节点2与第一毂节点1非对齐的情形，可参考图4-5，图4为本发明所提供连接件的另一种具体实施方式的结构示意图，图5为图4的俯视图。

为便于描述，可将与第一毂节点1、第二毂节点2轴线相垂直的方向定义为横向，反映于附图4中即为上下方向，第一毂节点1、第二毂节点2非对齐指的是二者之间具有横向间距。

如图4、图5所示，该连接件的主体可以包括转换梁5，该转换梁5具有较大的横向尺寸，可有效弥补第二毂节点2与第一毂节点1的横向间距，该转换梁5的一端可以设有前述的连接头6，以与第一毂节点1相连，另一端可以设有连接机构3，以与第二毂节点2相连。

具体到本实施方式，上述连接机构3除包括端板31外，还可以包括呈L形的连接座36，具体可以为角钢，该L形的底板可以通过焊接、螺纹连接或销钉连接的方式与转换梁5相连，该L形的竖板可通过焊接的方式与端板31相连。

更为具体地，上述连接座36可以为两个，两连接座36可以设于端板31的横向两端，以保证端板31与转换梁5的连接可靠性。

实际上，上述端板31可以为方管的一个管壁，该方管与端板31相对的管壁则可与转换梁5相贴靠，上述两连接座36可以设于方管的轴向两端，如此，连接座36与端板31的连接可靠性更强。当然，该方管也可以替换为槽钢，则该槽钢的底板相当于端板31。

基于前述各实施方式中的连接件，本发明还提供一种山墙与主构架的组合结构，包括不在同一平面内的山墙和主构架，山墙与主构架之间可根据不同情况选择采用实施例1或实施例2中的连接件相连。

由于上述各实施方式中的连接件已具备如上的技术效果，那么，具有该连接件的山墙与主构件的组合结构亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种连接件，用于连接不在同一平面内的主构架和山墙，所述主构架包括第一毂节点（1）和若干杆件，所述山墙包括第二毂节点（2）和若干杆件，所述第一毂节点（1）的轴线与所述第二毂节点（2）的轴线相垂直，其特征在于，

所述连接件的一端插接于所述第一毂节点（1）的插槽（11），所述连接件的另一端设有连接机构（3），所述连接机构（3）包括端板（31），所述端板（31）与所述第二毂节点（2）的轴端平面连接；

所述连接件包括连接管（4），所述连接管（4）与所述第二毂节点（2）同轴设置，所述连接机构（3）包括转盘（32），所述转盘（32）可转动连接于所述连接管（4）的外周，所述转盘（32）与所述端板（31）固连；

所述转盘（32）与所述端板（31）之间设有若干撑板（33），以使所述连接管（4）与所述第二毂节点（2）相邻的两端部之间具有自由间隙；

所述转盘（32）设有沿其径向延伸的两长槽孔（321），两所述长槽孔（321）相对设置，且两所述长槽孔（321）的延伸方向共线；还包括连接螺栓（34），所述连接螺栓（34）能够穿过相应所述长槽孔（321），以固定所述转盘（32）、所述端板（31），所述第二毂节点（2）能够带动所述端板（31）位移，以驱使所述连接螺栓（34）在所述长槽孔（321）的延伸方向移动；

所述连接管（4）的外周沿轴向间隔设有两限位件（35），所述转盘（32）卡接于两所述限位件（35）之间，并能够在两所述限位件（35）之间相对所述连接件进行转动和/或轴向位移。

2.根据权利要求1所述连接件，其特征在于，所述连接件包括转换梁（5），所述转换梁（5）朝向所述第二毂节点（2）的端部与所述端板（31）相连。

3.根据权利要求2所述连接件，其特征在于，所述连接机构（3）还包括呈L形的连接座（36），所述L形的底板与所述转换梁（5）相连，所述L形的竖板与所述端板（31）相连。

4.根据权利要求1-3任一项所述连接件，其特征在于，所述连接件插接于所述第一毂节点（1）的插槽（11）的一端设有与该插槽（11）相匹配的连接头（6）。

5.根据权利要求4所述连接件，其特征在于，所述连接头（6）能够在所述插槽（11）内沿轴向位移，且所述连接件能够绕所述连接头（6）的弱轴方向扭转。

6.一种山墙与主构架的组合结构，包括不在同一平面内的山墙和主构架，其特征在于，所述山墙与所述主构架通过如权利要求1-5任一项所述的连接件相连。

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