CN109944326A - 一种自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点，该连接节点的楔形螺杆和带螺帽的楔形螺杆各放置适量垫圈，拧紧螺栓施加预拉力的过程，被连接板件接触面之间产生压紧力使螺栓沿着轴向受拉，导致楔形螺杆和带螺帽的楔形螺杆发生相对滑动使螺栓的实际直径随之增大，最终将预留螺栓孔与螺栓之间沿着被连接板件受拉方向的空隙填实。完成被连接板件连接后，垫圈应使螺杆截面削弱段分别位于上下两块拼接板的上下两侧，形成无滑移、适用于承受沿着被连接板件受拉方向的往复荷载作用的钢结构连接部件的一种自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点。

Description

一种自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点

技术领域

本发明属于钢结构的连接工程范围，特别涉及应用于工业与民用建筑钢结构、桥梁、大型起重机械等钢结构连接工程的一种自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点。

背景技术

在钢结构或者组合结构中，钢构件之间的连接一般采用焊接连接、铆钉连接或螺栓连接。

焊接连接虽然具有构造简单、制作加工方便、焊件间可直接相连、不削弱截面和节省材料的优点，但其焊缝的热影响区内钢材的局部材质变脆、焊接残余应力和残余变形降低构件承载力、低温下易发生脆断等缺点突出。

同焊接连接相比，铆钉连接的钢结构，其塑性和韧性都比焊接连接好，传力可靠，连接质量容易检查，而且对主体金属材质的质量要求比焊接结构低。但铆钉连接存在钉孔削弱截面、制孔和打铆费钢费工、对技工的技术水平要求高和劳动条件差等缺点。

目前在钢结构连接中，铆钉连接已逐渐被传统螺栓连接取代。传统螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接。在大型钢结构连接工程中，普通螺栓连接强度不能满足设计要求，必须采用高强度螺栓连接。高强度螺栓连接包括摩擦型高强螺栓连接和承压型高强螺栓连接。摩擦型高强螺栓连接只依靠被连接板件间的摩擦力传递剪力，以剪力等于摩擦力作为承载能力的极限状态。承压型高强螺栓连接的传力特征是剪力超过摩擦力时，被连接件与板件间发生相互滑移，螺杆与预留孔壁接触，以螺栓剪坏或钢板压坏作为承载能力的极限状态。虽然摩擦型高强螺栓连接相对承压型高强螺栓连接具有剪切变形小、安全储备高和适用于直接承受动力荷载的结构的优点，但承压型高强螺栓连接的承载力高于摩擦型高强螺栓连接，承压型高强螺栓连接不仅节约螺栓，而且在实际施工中连接处构件接触面的处理相对简单、经济，只需清除钢材表面油污及浮锈，无需进行喷砂(丸)等处理。但承压型高强螺栓连接由于存在滑移的缺点，导致只能适用于承受静力荷载或间接动力荷载结构的连接，不适用于制动系统或承受动荷载的重要结构的连接。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种不仅承载力高、无滑移、剪切变形小、且适用于承受沿着被连接板件受拉方向的往复荷载作用的钢结构连接部件，而且具有施工工序较简单、施工速度快、经济性能较好的自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点。

本发明的技术方案如下:

一种自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点，包括上、下平行相对间隔设置的两块拼接板，一块左侧的被连接板件的右端以及一块右侧的被连接板件的左端分别设置在所述的上、下两块拼接板之间，在所述的两块拼接板的左端以及左侧的被连接板件的右端沿同一竖直轴线分别开有左侧预留孔，在所述的两块拼接板的右端以及右侧的被连接板件的左端沿同一竖直轴线分别开有右侧预留孔，所述的两块拼接板以及两块被连接板件分别通过穿过相应侧的预留孔的螺栓彼此固定相连；

所述的螺栓的杆部为由左右两半杆段对接构成的圆柱体，所述的左右两半杆段的对接面为楔形面，所述的圆柱体的下部为设置有外螺纹的螺纹杆段，所述的螺纹杆段设置在左侧的一半杆段的底部，所述的螺栓的螺帽设置在右侧的一半杆段的顶部，在所述的螺纹杆段上连接有螺母，每个所述的螺栓的左右两半杆段穿过预留孔且两者之间的楔形面彼此相对滑动接触压紧设置，在位于上方的拼接板顶壁与螺栓的螺帽之间的右侧的一半杆段上套有压紧设置在上方的拼接板顶壁上的若干片垫圈，在位于下方的拼接板底壁与螺母之间的左侧的一半杆段上套有通过螺母压紧设置在下方的拼接板底壁上的若干片垫圈。

本发明相对于现有技术具有以下优点及突出效果：

同焊接连接相比，自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点避免了焊接连接存在的焊缝的热影响区内钢材的局部材质变脆、焊接残余应力和残余变形降低构件承载力、低温下易发生脆断和焊接技术要求高等问题。

同铆钉连接相比，自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点避免了铆钉连接存在钉孔削弱截面、制孔和打铆费钢费工、对技工的技术水平要求高和劳动条件差等缺点。

同传统螺栓连接相比：自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点的承载力比普通螺栓连接和摩擦型高强螺栓连接高；自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点不仅比摩擦型高强螺栓连接节约螺栓，而且在实际施工中连接处构件接触面的处理相对简单、经济，只需清除钢材表面油污及浮锈，无需进行喷砂(丸)等处理；自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点通过将预留螺栓孔与螺栓之间沿着被连接板件受拉方向的空隙填实，无滑移，其剪切变形小于承压型高强螺栓连接，不仅适用于承受静力荷载和间接动力荷载的结构，而且适用于承受沿着被连接板件受拉方向的往复荷载作用的钢结构连接部件。

附图说明

图1为自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点的示意图；

图2为图1所示自密实楔形拼合式承压型高强螺栓与被连接板件、拼接板连接的细部构造图；

图3为图1所示自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的细部构造图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如附图所示，本发明的一种自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点，包括上、下平行相对间隔设置的两块拼接板2，一块左侧的被连接板件1的右端以及一块右侧的被连接板件1的左端分别设置在所述的上、下两块拼接板2之间，在所述的两块拼接板2的左端以及左侧的被连接板件1的右端沿同一竖直轴线分别开有左侧预留孔，在所述的两块拼接板2的右端以及右侧的被连接板件1的左端沿同一竖直轴线分别开有右侧预留孔，所述的两块拼接板2以及两块被连接板件1分别通过穿过相应侧的预留孔的螺栓3彼此固定相连。

所述的螺栓3的杆部为由左右两半杆段对接构成的圆柱体，所述的左右两半杆段的对接面为楔形面，所述的圆柱体的下部为设置有外螺纹的螺纹杆段，所述的螺纹杆段设置在左侧的一半杆段6的底部，所述的螺栓3的螺帽设置在右侧的一半杆段7的顶部，在所述的螺纹杆段上连接有螺母4，每个所述的螺栓3的左右两半杆段穿过预留孔且两者之间的楔形面彼此相对滑动接触压紧设置，在位于上方的拼接板2顶壁与螺栓3的螺帽之间的右侧的一半杆段7上套有压紧设置在上方的拼接板2顶壁上的若干片垫圈5，在位于下方的拼接板2底壁与螺母4之间的左侧的一半杆段6上套有通过螺母4压紧设置在下方的拼接板2底壁上的若干片垫圈5。

在拧紧螺栓施加预拉力的过程中，被连接板件1的接触面之间产生压紧力的同时螺栓沿着轴向受拉，导致左侧的一半杆段6和右侧的一半杆段7发生相对滑动，使螺栓的实际直径随之增大，最终将预留螺栓孔与螺栓之间沿着被连接板件1受拉方向的空隙填实。

完成被连接板件1连接后，适量若干片垫圈5应使螺栓3截面削弱段(实际直径小于螺栓直径)分别位于上下两块拼接板的上下两侧。

上述对本发明的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对本发明做出各种修改，并应用到其他实施例中去而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种自密实楔形拼合式承压型高强螺栓的连接节点，包括上、下平行相对间隔设置的两块拼接板，一块左侧的被连接板件的右端以及一块右侧的被连接板件的左端分别设置在所述的上、下两块拼接板之间，其特征在于：在所述的两块拼接板的左端以及左侧的被连接板件的右端沿同一竖直轴线分别开有左侧预留孔，在所述的两块拼接板的右端以及右侧的被连接板件的左端沿同一竖直轴线分别开有右侧预留孔，所述的两块拼接板以及两块被连接板件分别通过穿过相应侧的预留孔的螺栓彼此固定相连；

所述的螺栓的杆部为由左右两半杆段对接构成的圆柱体，所述的左右两半杆段的对接面为楔形面，所述的圆柱体的下部为设置有外螺纹的螺纹杆段，所述的螺纹杆段设置在左侧的一半杆段的底部，所述的螺栓的螺帽设置在右侧的一半杆段的顶部，在所述的螺纹杆段上连接有螺母，每个所述的螺栓的左右两半杆段穿过预留孔且两者之间的楔形面彼此相对滑动接触压紧设置，在位于上方的拼接板顶壁与螺栓的螺帽之间的右侧的一半杆段上套有压紧设置在上方的拼接板顶壁上的若干片垫圈，在位于下方的拼接板底壁与螺母之间的左侧的一半杆段上套有通过螺母压紧设置在下方的拼接板底壁上的若干片垫圈。