CN107653980A - 一种柱与梁的连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种柱与梁的连接结构，包括梁、柱和连接件，所述连接件包括背板和固定插件；所述背板的两侧分别连接有翼板，在翼板上下两端设有对称的定位销孔，翼板的外侧自上而下设有居中心对称的插销孔；所述固定插件通过定位销孔、插销孔固定梁。本发明增加容错设计，由于柱的安装孔是预先加工好的，在十字交叉处背孔螺栓还需上下错位，故等距的背孔螺栓在连接件施工颠倒使用时易顺向错位，导致梁的标高会偏差一个孔位，现在的背孔为非等距设计，可以有效的解决上述问题，只要位置没放正确，连接件和柱上的安装孔就无法对齐，安装就有了唯一性，减少了因安装失误而产生返工，有效降低了批量加工的成本，约30％。

Description

一种柱与梁的连接结构
技术领域
本发明涉及木结构连接件领域，特别涉及一种柱与梁的连接结构，主要用于传统木结构民居中柱与梁的通用连接节点。
背景技术
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，以及负荷力的传递承托在它上方物件的重量。
如中国专利“金属紧固件(公开号：CN102753765A，公开日：2012.10.24)”公开的金属紧固件，该金属紧固件将钢板在两处折弯而成的字状，确保紧固部的安全性及稳定性，优选使金属紧固件按照设计意愿来变形以吸收能量，尽量延缓构件裂缝的产生及扩大，该专利中没有提到任何容错设计和通用设计。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种柱与梁的连接结构，该柱与梁的连接结构增加了通用设计和容错设计，可以通过简易的加工方法降低批量加工的成本，同时还能减小加工误差和连接误差。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种柱与梁的连接结构，包括梁、柱和连接件，所述连接件包括背板和固定插件；所述背板的两侧分别连接有翼板，在翼板上下两端设有对称的定位销孔，翼板的外侧自上而下设有居中心对称的插销孔；所述固定插件通过定位销孔、插销孔固定梁；所述梁的一端设有插槽，梁相互对称的两个侧壁上设有用于安装固定插件的插孔和定位孔，柱的四个侧壁均设有安装孔；所述连接件的背板位于梁与柱之间，翼板插接在梁的插槽内，翼板的厚度与插槽的宽度相匹配。
所述连接件还包括背孔螺栓，在背板外侧设有不等距排列的背孔，背孔螺栓通过背孔固定柱；所述定位销孔的形状为V形槽；所述固定插件为插销；所述梁和柱为长方体或立方体；所述插孔与插销孔相对应，定位孔与定位销孔相对应，安装孔与背孔相对应。
所述插销孔有三个，从上到下依次为第一插销孔、第二插销孔和第三插销孔。
所述背孔有三个，从上到下依次为第一背孔、第二背孔和第三背孔。
所述定位销孔分为上定位销孔和下定位销孔。
所述V形槽两边之间的夹角为25°～30°，V形槽的一边与翼板的一条侧边平行。
所述V形槽的底部为圆弧，弧度为30°～60°。
所述背孔设在背板外侧的中央。
所述第一背孔距离背板顶端的中心距离为30mm，第二背孔距离背板顶端的中心距离为90mm，第三背孔距离背板顶端的中心距离为160mm。
所述插销有两种插入方式：
a.插入上定位销孔、第二插销孔和第三插销孔；
b.插入下定位销孔、第一插销孔和第二插销孔。
本发明的有益效果在于：
1.增加通用设计，通过预装在梁上侧的定位孔，快速定位及挂钩柱、梁，减少现场施工时，人力或机械的托举以为移位对孔，又保证了梁端部开孔的一致性，形成传统民居梁端的标准接口，为批量化生产提供条件；
2.增加容错设计，由于柱的安装孔是预先加工好的，在十字交叉处背孔螺栓还需上下错位，故等距的背孔螺栓在连接件施工颠倒使用时易顺向错位，导致梁的标高会偏差一个孔位，现在的背孔为非等距设计，可以有效的解决上述问题，只要位置没放正确，连接件和柱上的安装孔就无法对齐，安装就有了唯一性，减少了因安装失误而产生返工，有效降低了批量加工的成本，约30％。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例一的结构示意图；
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图4是本发明实施例三的结构示意图；
图5是本发明实施例四的结构示意图；
图6是本发明实施例五的结构示意图；
图7是本发明实施例六的结构示意图；
图8是本发明实施例七的结构示意图；
图中：1-背板，2-翼板，3-定位销孔，4-插销孔，5-背孔，6-背孔螺栓，7-插销，8-梁，9-柱，10-连接件，11-安装孔，12-插孔，13-定位孔。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1～8所示，一种柱与梁的连接结构，包括梁8、柱9和连接件10，所述连接件10包括背板1、孔螺栓6和插销7；所述背板1的两侧分别连接有翼板2，背板1的宽为60mm，长为210mm，在翼板2上下两端设有对称的定位销孔3，分为上定位销孔和下定位销孔，翼板2的外侧自上而下设有居中心对称的三个插销孔4，从上到下依次为第一插销孔、第二插销孔和第三插销孔；所述背板1外侧中央设有不等距排列的三个背孔5，从上到下依次为第一背孔、第二背孔和第三背孔，背孔5的直径为15mm，背孔螺栓6通过背孔5固定柱9；所述插销7通过定位销孔3、插销孔4固定梁8；所述第一背孔距离背板1顶端的中心距离为30mm，第二背孔距离背板1顶端的中心距离为90mm，第三背孔距离背板1顶端的中心距离为160mm；所述插销7有两种插入方式：a.插入上定位销孔、第二插销孔和第三插销孔；b.插入下定位销孔、第一插销孔和第二插销孔；所述定位销孔3的形状为V形槽，使得背孔螺栓6越往下插入越紧，不易掉落，增加了固定连接的稳定性，且达到通用的效果，如果背孔螺栓6直径过大，可以将插入位置上移直至固定，如果背孔螺栓6直径过小，可以将插入位置下移直至固定，操作简单方便，节省了大量时间；所述V形槽两边之间的夹角为25°～30°，可以适应任何直径大小的背孔螺栓6，V形槽的一边与翼板2的一条侧边平行，进一步固定了V形槽与翼板2两条侧边的夹角，并决定其V形槽的开口方向，可根据实际需求进行选择，增加了固定连接的容错性，节约成本，不会造成浪费；所述V形槽的底部为圆弧，弧度为30°～60°，使用时，选择与背孔螺栓6相匹配的弧度，可以更好的固定背孔螺栓6，经过反复调整，其弧度和夹角的范围可以更好的增加梁8与柱9的受力情况，满足《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的规范要求；所述梁8的一端设有插槽，梁8相互对称的两个侧壁上设有用于安装固定插件(即插销7)的插孔12和定位孔13，柱9的四个侧壁均设有安装孔11；所述连接件的背板1位于梁8与柱9之间，翼板2插接在梁8的插槽内，翼板2的厚度与插槽的宽度相匹配；所述梁8和柱9为长方体或立方体；所述插孔12与插销孔4相对应，定位孔13与定位销孔3相对应，安装孔11与背孔5相对应。
实施例1
此连接件用于胶合柱与横向梁与纵向梁连接部位，较之前的连接件进行改进，增添通用设计以及容错设计。所述通用设计是指所述连接件的翼板2增设上下对称的两个定位销孔3，外侧自上而下设计了三个插销孔4，居中心对称。
使用时连接件正放，分别利用一个定位销孔3和两个插销孔4来固定梁8，如图2所示，如此设计可以通过预装在梁8上侧定位销快速定位及挂钩柱9、梁8，减少现场施工时人力或机械的托举以为移位对孔；又保证了梁8端部开孔的一致性，形成传统民居梁8端的标准接口，为批量化生产提供条件；所述容错设计是指常规连接件的背板1上的背孔5均为等距排列，而此连接件的五金背板1为非等距，由于柱9的孔是预先加工好，在十字交叉处背孔螺栓6还需上下错位，故等距的背孔螺栓6在连接件施工颠倒使用时易顺向错位，导致梁8的标高会偏差一个孔位，现在的背孔5设计可以有效的解决上述问题：只要位置没放正确，连接件和柱9上的孔就无法对齐，安装就有了唯一性，减少了因安装失误而产生返工。
实施例2
此连接件用于胶合柱与横向梁与纵向梁连接部位，较之前的连接件进行改进，增添通用设计以及容错设计。所述通用设计是指所述连接件的翼板2增设上下对称的两个定位销孔3，外侧自上而下设计了三个插销孔4，居中心对称。
使用时连接件反放，分别利用一个定位销孔3和两个插销孔4来固定梁8，如图3所示，如此设计可以通过预装在梁8上册定位销快速定位及挂钩柱9、梁8，减少现场施工时人力或机械的托举以为移位对孔；又保证了梁8端部开孔的一致性，形成传统民居梁8端的标准接口，为批量化生产提供条件；所述容错设计是指常规连接件的背板1上的背孔5均为等距排列，而此连接件的五金背板1为非等距，由于柱9的孔是预先加工好，在十字交叉处背孔螺栓6还需上下错位，故等距的背孔螺栓6在连接件施工颠倒使用时易顺向错位，导致梁8的标高会偏差一个孔位，现在的背孔5设计可以有效的解决上述问题：只要位置没放正确，连接件和柱9上的孔就无法对齐，安装就有了唯一性，减少了因安装失误而产生返工。
实施例3
如上所述，将背板1安装在规格为170×170柱9的四周，通过背孔螺栓6插入背孔5中，将背板1固定在柱9的表面上，其中，第一背孔距离背板1顶端的中心距离为30mm，第二背孔距离背板1顶端的中心距离为90mm，第三背孔距离背板1顶端的中心距离为160mm，现在的背孔5设计可以解决规格为170×170的柱9和规格为170×240的梁8之间只要位置没放正确，连接件和柱9上的孔就无法对齐，安装就有了唯一性的问题，减少了因安装失误而产生返工的效果；然后通过翼板2连接规格为170×240的梁8，通过插销7插入插销孔4，将翼板2固定在梁8内部，使得梁8与柱9连接，构成“十”字型结构，其中沿柱9表面相互对称的背板1通过同一根背孔螺栓6固定，加强了梁8与梁8之间的稳定性，所述翼板2的厚度为5cm，同一结构中，对立两个翼板2之间的距离为50cm，两侧翼板2离梁8之间的间距为55cm，两个插销孔4之间的距离为30cm，如图4所示。
实施例4
如上所述，将背板1安装在规格为170×170柱9的三个侧壁，通过背孔螺栓6插入背孔5中，将背板1固定在柱9的侧壁上，其中，第一背孔距离背板1顶端的中心距离为30mm，第二背孔距离背板1顶端的中心距离为90mm，第三背孔距离背板1顶端的中心距离为160mm，现在的背孔5设计可以解决规格为170×170的柱9和规格为170×240的梁8之间只要位置没放正确，连接件和柱9上的孔就无法对齐，安装就有了唯一性的问题，减少了因安装失误而产生返工的效果，然后通过翼板2连接规格为170×240的梁8，通过插销7插入插销孔4，将翼板2固定在梁8内部，使得梁8与柱9连接，构成“T”字型结构，其中沿柱9表面相互对称的背板1通过同一根背孔螺栓6固定，单独的背板1与没有安装连接件的柱9的另一侧连接固定，加强了梁8与梁8之间的稳定性，所述翼板2的厚度为5cm，同一结构中，对立两个翼板2之间的距离为50cm，两侧翼板2离梁8之间的间距为55cm，两个插销孔4之间的距离为30cm，如图5所示。
实施例5
如上所述，将背板1安装在规格为170×170柱9的相对的两个侧壁上，通过背孔螺栓6插入背孔5中，将背板1固定在柱9的侧壁上，其中，第一背孔距离背板1顶端的中心距离为30mm，第二背孔距离背板1顶端的中心距离为90mm，第三背孔距离背板1顶端的中心距离为160mm，现在的背孔5设计可以解决规格为170×170的柱9和规格为170×240的梁8之间只要位置没放正确，连接件和柱9上的孔就无法对齐，安装就有了唯一性的问题，减少了因安装失误而产生返工的效果，然后通过翼板2连接规格为170×240的梁8，通过插销7插入插销孔4，将翼板2固定在梁8内部，使得梁8与柱9连接，构成“一”字型，其中沿柱9表面相互对称的背板1通过同一根背孔螺栓6固定，加强了梁8与梁8之间的稳定性，所述翼板2的厚度为5cm，同一结构中，对立两个翼板2之间的距离为50cm，两侧翼板2离梁8之间的间距为55cm，两个插销孔4之间的距离为30cm，如图6所示。
实施例6
如上所述，将背板1安装在规格为170×170柱9的相邻的两个侧壁上，通过背孔螺栓6插入背孔5中，将背板1固定在柱9的侧壁上，其中，第一背孔距离背板1顶端的中心距离为30mm，第二背孔距离背板1顶端的中心距离为90mm，第三背孔距离背板1顶端的中心距离为160mm，现在的背孔5设计可以解决规格为170×170的柱9和规格为170×240的梁8之间只要位置没放正确，连接件和柱9上的孔就无法对齐，安装就有了唯一性的问题，减少了因安装失误而产生返工的效果，然后通过翼板2连接规格为170×240的梁8，通过插销7插入插销孔4，将翼板2固定在梁8内部，使得梁8与柱9连接，构成“L”字型，其中背板1与没有安装连接件的柱9的另一侧连接固定，加强了梁8与柱9之间的稳定性，所述翼板2的厚度为5cm，同一结构中，对立两个翼板2之间的距离为50cm，两侧翼板2离梁8之间的间距为55cm，两个插销孔4之间的距离为30cm，如图7所示。
实施例7
如上所述，将背板1安装在规格为170×170柱9一侧的侧壁上，通过背孔螺栓6插入背孔5中，将背板1固定在柱9的侧壁上，其中，第一背孔距离背板1顶端的中心距离为30mm，第二背孔距离背板1顶端的中心距离为90mm，第三背孔距离背板1顶端的中心距离为160mm，现在的背孔5设计可以解决规格为170×170的柱9和规格为170×240的梁8之间只要位置没放正确，连接件和柱9上的孔就无法对齐，安装就有了唯一性的问题，减少了因安装失误而产生返工的效果，然后通过翼板2连接规格为170×240的梁8，通过插销7插入插销孔4，将翼板2固定在梁8内部，使得梁8与柱9连接，其中背板1与没有安装连接件的柱9的另一侧连接固定，加强了梁8与柱9之间的稳定性，所述翼板2的厚度为5cm，同一结构中，对立两个翼板2之间的距离为50cm，两侧翼板2离梁8之间的间距为55cm，两个插销孔4之间的距离为30cm，如图8所示。
综上所述，使用时，连接件可以上下颠倒放置，分别利用一个定位销孔加两个插销孔来固定梁8，正用时所用孔位如图2所示，反用时所用孔位如图3所示。

Claims (10)

1.一种柱与梁的连接结构，包括梁(8)、柱(9)和连接件(10)，其特征在于：所述连接件(10)包括背板(1)和固定插件；所述背板(1)的两侧分别连接有翼板(2)，在翼板(2)上下两端设有对称的定位销孔(3)，翼板(2)的外侧自上而下设有居中心对称的插销孔(4)；所述固定插件通过定位销孔(3)、插销孔(4)固定梁(8)；所述梁(8)的一端设有插槽，梁(8)相互对称的两个侧壁上设有用于安装固定插件的插孔(12)和定位孔(13)，柱(9)的四个侧壁均设有安装孔(11)；所述连接件(10)的背板(1)位于梁(8)与柱(9)之间，翼板(2)插接在梁(8)的插槽内，翼板(2)的厚度与插槽的宽度相匹配。
2.如权利要求1所述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述连接件(10)还包括背孔螺栓(6)，在背板(1)外侧设有不等距排列的背孔(5)，背孔螺栓(6)通过背孔(5)固定柱(9)；所述定位销孔(3)的形状为V形槽；所述固定插件为插销(7)；所述梁(8)和柱(9)为长方体或立方体；所述插孔(12)与插销孔(4)相对应，定位孔(13)与定位销孔(3)相对应，安装孔(11)与背孔(5)相对应。
3.如权利要求1所述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述插销孔(4)有三个，从上到下依次为第一插销孔、第二插销孔和第三插销孔。
4.如权利要求1所述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述背孔(5)有三个，从上到下依次为第一背孔、第二背孔和第三背孔。
5.如权利要求1所述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述定位销孔(3)分为上定位销孔和下定位销孔。
6.如权利要求2所述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述V形槽两边之间的夹角为25°～30°，V形槽的一边与翼板(2)的一条侧边平行。
7.如权利要求6述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述V形槽的底部为圆弧，弧度为30°～60°。
8.如权利要求2所述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述背孔(5)设在背板(1)外侧的中央。
9.如权利要求1或4所述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述第一背孔距离背板(1)顶端的中心距离为30mm，第二背孔距离背板(1)顶端的中心距离为90mm，第三背孔距离背板(1)顶端的中心距离为160mm。
10.如权利要求2、3、5中任意一项所述的柱与梁的连接结构，其特征在于：所述插销(7)有两种插入方式：
a.插入上定位销孔、第二插销孔和第三插销孔；
b.插入下定位销孔、第一插销孔和第二插销孔。
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