CN110241923B - 一种钢结构节点连接装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢结构节点连接装置及其制作方法，属于钢结构领域。它解决了现有钢结构节点无法隐藏式连接的问题。本钢结构节点连接装置，用于连接六根空心钢管，连接装置包括六个连接件，连接件包括外连接管、内衔接管、外衔接管和内连接管，外连接管和内连接管之间设有连接盒，还包括与外连接管顶端内壁固定的挡板，挡板底面密封抵在内连接管顶端，挡板上设有溢浆孔，任意一块挡板上设有注浆口，且通过注浆口朝连接件内灌注有混凝土砂浆，且六根空心钢管分别配合套在六根外连接管上，并通过紧固件固定。本连接装置能高强度隐藏式连接六根空心钢管。
Description
技术领域
本发明属于钢结构技术领域，涉及一种钢结构节点连接装置及其制作方法。
背景技术
将六根空心钢管两两垂直连接，并形成节点是一种常见的钢连接结构，传统的做法是将钢管端部切割形成相互适配的形状，之后通过紧固件依次连接，但该连接方式形成的节点强度较低；
现有申请号为201820600848.1，名称为“铝合金房屋屋脊连接节点”的中国实用新型专利，其利用紧固件连接的同时，还增加连接件进行连接，但该连接件需要固定在节点外侧，会使节点整体外扩，继而影响该节点与其他钢结构连接，因此有必要设计一款连接装置，使其不仅隐藏在节点内侧，同时也能高强度连接若干钢管。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种强度更高，并能稳定连接六根钢管，并形成隐藏式节点的钢结构节点连接装置及其制作方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种钢结构节点连接装置，用于连接六根空心钢管，两根相互对齐的钢管为一组，且三组钢管两两垂直设置，其特征在于：所述的连接装置包括六个连接件，所述的连接件包括一体结构的空心方管结构的外连接管和一体结构的喇叭形管状结构的内衔接管，外连接管包括四块依次连接的矩形板状外连接板，内衔接管包括四块依次连接的等腰梯形板状内衔接板，四块外连接板底端连接处依次切割，并形成四块等腰梯形结构的外衔接板，外衔接板弯折，且相邻外衔接板连接处焊接固定，并形成喇叭形管状结构的外衔接管，四块内衔接板顶端连接处依次切割，并形成四块矩形结构的内连接板，内连接板弯折，且相邻内连接板连接处焊接固定，并形成空心方管结构的内连接管，所述的内连接管同轴位于外连接管内，且四块内连接板分别与四块外连接板平行设置，且所述的四块内衔接板外侧面分别与四块外衔接板内侧面贴合固定，且内衔接管底端形成过浆口，还包括若干条形盒状连接盒，且相平行的外连接板和内连接板之间至少设有一个连接盒，所述的连接盒长度方向与外连接管长度方向和内连接管长度方向平行，所述的连接盒包括长条矩形板状底板，底板内侧面四周分别固定有四块依次连接的侧板，侧板远离底板的一边与内连接板外侧面垂直连接，底板外侧面与外连接板内侧面贴合固定，且连接盒与内连接板外侧面合围形成封闭结构的连接区，所述的底板内侧面上固定有若干带螺纹孔的螺帽，所述的外连接板和底板上设有与螺纹孔连通的穿孔，所述的两个连接件为一组，且一组连接件的外连接管对齐，且三组连接件的外连接管长度方向两两垂直设置，并通过外衔接板外侧面贴合固定，还包括与外连接管顶端内壁固定的挡板，所述的挡板底面密封抵在内连接管顶端，且挡板和内连接管合围形成内灌浆区，挡板、外连接管、外衔接管、内连接管和连接盒合围形成外灌浆区，所述的内连接板上设有连通内灌浆区和外灌浆区的过浆孔，挡板上设有内端位于外灌浆区的溢浆孔，任意一块挡板上设有内端位于内灌浆区的注浆口，且通过注浆口朝内灌浆区和外灌浆区内灌注有混凝土砂浆，且所述的六根空心钢管分别配合套在六根外连接管上，并通过紧固件固定，且所述的紧固件穿过穿孔，并螺接在螺纹孔上。
本连接装置的六个连接件分别用于连接六根空心钢管，因此连接方便，同时在连接后能隐藏连接装置在钢管的节点内；连接件包括相互连接的外连接管和内连接管，因此连接件强度更高，且在连接件内灌注混凝土砂浆，能进一步提高连接件整体的强度，从而提高节点强度；由于外连接管为整体结构，因此能使外连接管与钢管稳定连接，由于内衔接管为整体结构，因此内衔接管能加固外衔接管，以提高连接件自身强度；且利用连接盒形成连接区，避免混凝土砂浆进入连接区内，因此钢管与外连接管能通过紧固件方便拆装，并根据实际情况进行调整，且侧板还能在外连接板与内连接板之间形成高强度支撑结构，以进一步提高节点强度；且混凝土砂浆通过注浆口灌注，通过溢浆孔溢出部分混凝土砂浆，不仅能使混凝土砂浆充满内灌浆区和外灌浆区内，同时也能避免混凝土砂浆内存在气泡，继而影响强度。
在上述的一种钢结构节点连接装置中，所述的连接件还包括空心方管结构的中心管，所述的中心管底端与外衔接管底连接，且中心管位于内连接管内，中心管包括四块依次连接的中心板，且四块中心板分别与四块内连接板平行，相平行的内连接板和中心板之间至少设有一块加劲板，所述的加劲板分别与内连接板、中心板和内衔接板垂直连接。
因此能进一步提高内连接管强度，继而提高节点强度。
在上述的一种钢结构节点连接装置中，所述的加劲板为长条形板状结构，且长度方向沿内连接管顶端延伸，且加劲板外侧边与内连接板连接，加劲板内侧边为斜边结构，且加劲板顶端与挡板底面相抵。
在上述的一种钢结构节点连接装置中，所述的加劲板底部与内衔接板底端间隔设置。
因此能使混凝土砂浆充满整个连接件。
在上述的一种钢结构节点连接装置中，相平行的外连接板和内连接板之间设有两个所述的连接盒。
在上述的一种钢结构节点连接装置中，所述的过浆孔位于相邻两块内连接板连接处。
避免影响内连接板强度。
一种用于钢结构节点连接装置的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，取用一体结构的空心方管结构的外连接管和一体结构的喇叭形管状结构的内衔接管，将四块外连接板底端连接处依次切割，并形成四块等腰梯形结构的外衔接板，以及四块矩形板状中心板，将外衔接板和中心板分别弯折，且相邻外衔接板连接处焊接固定，并形成喇叭形管状结构的外衔接管，相邻中心板连接处焊接固定，并形成空心方管结构的中心管；将四块内衔接板顶端连接处依次切割，并形成四块矩形结构的内连接板，将内连接板弯折，且相邻内连接板连接处焊接固定，并形成空心方管结构的内连接管，在相邻两块内连接板连接处切割过浆孔；
步骤二，将一体结构的若干螺母固定在连接盒的底板上，将内连接管同轴置于外连接管内，将四块内衔接板外侧面分别与四块外衔接板内侧面贴合，将连接盒装入相平行的外连接板和内连接板之间，将侧板远离底板的一边与内连接板外侧面垂直连接，底板外侧面与外连接板内侧面贴合固定，且连接盒与内连接板外侧面合围形成封闭结构的连接区，在外连接板和底板上开设与螺纹孔连通的穿孔；
步骤三，将加劲板装入中心管，将加劲板分别与内连接板、中心板和内衔接板垂直焊接；
步骤四，将三组连接件的外连接管长度方向两两垂直设置，并将六个连接件通过外衔接板外侧面贴合，并通过穿过外衔接板和内衔接板的紧固件固定；
步骤五，在挡板上开设溢浆孔，并在任意一块挡板上开设注浆口，将挡板与外连接管顶端内壁固定，挡板底面密封抵在内连接管顶端；
步骤六，朝注浆口灌注混凝土砂浆，混凝土砂浆进入内灌浆区，并通过过浆孔进入外灌浆区，通过过浆口进入若干连接件内，并通过溢浆孔溢出部分混凝土砂浆，之后利用堵头堵住注浆口和溢浆孔。
通过上述步骤，即可制作形成连接装置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本连接装置的六个连接件分别用于连接六根空心钢管，因此连接方便，同时在连接后能隐藏连接装置在钢管的节点内；
2、连接件包括相互连接的外连接管和内连接管，因此连接件强度更高，且在连接件内灌注混凝土砂浆，能进一步提高连接件整体的强度，从而提高节点强度；
3、由于外连接管为整体结构，因此能使外连接管与钢管稳定连接，由于内衔接管为整体结构，因此内衔接管能加固外衔接管，以提高连接件自身强度；
4、且利用连接盒形成连接区，避免混凝土砂浆进入连接区内，因此钢管与外连接管能通过紧固件方便拆装，并根据实际情况进行调整，且侧板还能在外连接板与内连接板之间形成高强度支撑结构，以进一步提高节点强度；
5、且混凝土砂浆通过注浆口灌注，通过溢浆孔溢出部分混凝土砂浆，不仅能使混凝土砂浆充满内灌浆区和外灌浆区内，同时也能避免混凝土砂浆内存在气泡，继而影响强度。
附图说明
图1是钢结构节点的俯视剖视图。
图2是钢结构节点的主视剖视图。
图3是连接件的俯视剖视图。
图4是连接件的主视剖视图。
图5是内衔接管切割示意图。
图6是外连接管切割示意图。
图中，
1、钢管；
2、外连接管；21、外连接板；
3、外衔接管；31、外衔接板；
4、内连接管；41、内连接板；
5、内衔接管；51、内衔接板；
6、中心管；61、中心板；62、加劲板；
7、连接盒；71、底板；72、侧板；73、螺帽；
8、挡板；81、溢浆孔；82、注浆口；
9、混凝土砂浆。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1-6所示，本发明一种钢结构节点连接装置，用于连接六根空心钢管1，两根相互对齐的钢管1为一组，且三组钢管1两两垂直设置，连接装置包括六个连接件，连接件包括一体结构的空心方管结构的外连接管2和一体结构的喇叭形管状结构的内衔接管5，外连接管2包括四块依次连接的矩形板状外连接板21，内衔接管5包括四块依次连接的等腰梯形板状内衔接板51，四块外连接板21底端连接处依次切割，并形成四块等腰梯形结构的外衔接板31，外衔接板31弯折，且相邻外衔接板31连接处焊接固定，并形成喇叭形管状结构的外衔接管3，四块内衔接板51顶端连接处依次切割，并形成四块矩形结构的内连接板41，内连接板41弯折，且相邻内连接板41连接处焊接固定，并形成空心方管结构的内连接管4，内连接管4同轴位于外连接管2内，且四块内连接板41分别与四块外连接板21平行设置，且四块内衔接板51外侧面分别与四块外衔接板31内侧面贴合固定，且内衔接管5底端形成过浆口，还包括若干条形盒状连接盒7，且相平行的外连接板21和内连接板41之间至少设有一个连接盒7，连接盒7长度方向与外连接管2长度方向和内连接管4长度方向平行，连接盒7包括长条矩形板状底板71，底板71内侧面四周分别固定有四块依次连接的侧板72，侧板72远离底板71的一边与内连接板41外侧面垂直连接，底板71外侧面与外连接板21内侧面贴合固定，且连接盒7与内连接板41外侧面合围形成封闭结构的连接区，底板71内侧面上固定有若干带螺纹孔的螺帽73，外连接板21和底板71上设有与螺纹孔连通的穿孔，两个连接件为一组，且一组连接件的外连接管2对齐，且三组连接件的外连接管2长度方向两两垂直设置，并通过外衔接板31外侧面贴合固定，还包括与外连接管2顶端内壁固定的挡板8，挡板8底面密封抵在内连接管4顶端，且挡板8和内连接管4合围形成内灌浆区，挡板8、外连接管2、外衔接管3、内连接管4和连接盒7合围形成外灌浆区，内连接板41上设有连通内灌浆区和外灌浆区的过浆孔，挡板8上设有内端位于外灌浆区的溢浆孔81，任意一块挡板8上设有内端位于内灌浆区的注浆口82，且通过注浆口82朝内灌浆区和外灌浆区内灌注有混凝土砂浆9，且六根空心钢管1分别配合套在六根外连接管2上，并通过紧固件固定，且紧固件穿过穿孔，并螺接在螺纹孔上。
进一步的，连接件还包括空心方管结构的中心管6，中心管6底端与外衔接管3底连接，且中心管6位于内连接管4内，中心管6包括四块依次连接的中心板61，且四块中心板61分别与四块内连接板41平行，相平行的内连接板41和中心板61之间至少设有一块加劲板62，加劲板62分别与内连接板41、中心板61和内衔接板51垂直连接。加劲板62为长条形板状结构，且长度方向沿内连接管4顶端延伸，且加劲板62外侧边与内连接板41连接，加劲板62内侧边为斜边结构，且加劲板62顶端与挡板8底面相抵。加劲板62与条形侧板72对齐设置。加劲板62底部与内衔接板51底端间隔设置。相平行的外连接板21和内连接板41之间设有两个连接盒7。过浆孔位于相邻两块内连接板41连接处。
一种用于钢结构节点连接装置的制作方法，包括以下步骤：
步骤一，取用一体结构的空心方管结构的外连接管2和一体结构的喇叭形管状结构的内衔接管5，将四块外连接板21底端连接处依次切割，并形成四块等腰梯形结构的外衔接板31，以及四块矩形板状中心板61，将外衔接板31和中心板61分别弯折，且相邻外衔接板31连接处焊接固定，并形成喇叭形管状结构的外衔接管3，相邻中心板61连接处焊接固定，并形成空心方管结构的中心管6；将四块内衔接板51顶端连接处依次切割，并形成四块矩形结构的内连接板41，将内连接板41弯折，且相邻内连接板41连接处焊接固定，并形成空心方管结构的内连接管4，在相邻两块内连接板41连接处切割过浆孔；
步骤二，将一体结构的若干螺母固定在连接盒7的底板71上，将内连接管4同轴置于外连接管2内，将四块内衔接板51外侧面分别与四块外衔接板31内侧面贴合，将连接盒7装入相平行的外连接板21和内连接板41之间，将侧板72远离底板71的一边与内连接板41外侧面垂直连接，底板71外侧面与外连接板21内侧面贴合固定，且连接盒7与内连接板41外侧面合围形成封闭结构的连接区，在外连接板21和底板71上开设与螺纹孔连通的穿孔；
步骤三，将加劲板62装入中心管6，将加劲板62分别与内连接板41、中心板61和内衔接板51垂直焊接；
步骤四，将三组连接件的外连接管2长度方向两两垂直设置，并将六个连接件通过外衔接板31外侧面贴合，并通过穿过外衔接板31和内衔接板51的紧固件固定；
步骤五，在挡板8上开设溢浆孔81，并在任意一块挡板8上开设注浆口82，将挡板8与外连接管2顶端内壁固定，挡板8底面密封抵在内连接管4顶端；
步骤六，朝注浆口82灌注混凝土砂浆9，混凝土砂浆9进入内灌浆区，并通过过浆孔进入外灌浆区，通过过浆口进入若干连接件内，并通过溢浆孔81溢出部分混凝土砂浆9，之后利用堵头堵住注浆口82和溢浆孔81。
本连接装置的六个连接件分别用于连接六根空心钢管1，因此连接方便，同时在连接后能隐藏连接装置在钢管1的节点内；连接件包括相互连接的外连接管2和内连接管4，因此连接件强度更高，且在连接件内灌注混凝土砂浆9，能进一步提高连接件整体的强度，从而提高节点强度；由于外连接管2为整体结构，因此能使外连接管2与钢管1稳定连接，由于内衔接管5为整体结构，因此内衔接管5能加固外衔接管3，以提高连接件自身强度；且利用连接盒7形成连接区，避免混凝土砂浆9进入连接区内，因此钢管1与外连接管2能通过紧固件方便拆装，并根据实际情况进行调整，且侧板72还能在外连接板21与内连接板41之间形成高强度支撑结构，以进一步提高节点强度；且混凝土砂浆9通过注浆口灌注，通过溢浆孔溢出部分混凝土砂浆9，不仅能使混凝土砂浆9充满内灌浆区和外灌浆区内，同时也能避免混凝土砂浆9内存在气泡，继而影响强度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了钢管1、外连接管2、外连接板21、外衔接管3、外衔接板31、内连接管4、内连接板41、内衔接管5、内衔接板51、中心管6、中心板61、加劲板62、连接盒7、底板71、侧板72、螺帽73、挡板8、溢浆孔81、注浆口82、混凝土砂浆9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.一种钢结构节点连接装置，用于连接六根空心钢管(1)，两根相互对齐的钢管(1)为一组，且三组钢管(1)两两垂直设置，其特征在于：所述的连接装置包括六个连接件，所述的连接件包括一体结构的空心方管结构的外连接管(2)和一体结构的喇叭形管状结构的内衔接管(5)，外连接管(2)包括四块依次连接的矩形板状外连接板(21)，内衔接管(5)包括四块依次连接的等腰梯形板状内衔接板(51)，四块外连接板(21)底端连接处依次切割，并形成四块等腰梯形结构的外衔接板(31)，外衔接板(31)弯折，且相邻外衔接板(31)连接处焊接固定，并形成喇叭形管状结构的外衔接管(3)，四块内衔接板(51)顶端连接处依次切割，并形成四块矩形结构的内连接板(41)，内连接板(41)弯折，且相邻内连接板(41)连接处焊接固定，并形成空心方管结构的内连接管(4)，所述的内连接管(4)同轴位于外连接管(2)内，且四块内连接板(41)分别与四块外连接板(21)平行设置，且所述的四块内衔接板(51)外侧面分别与四块外衔接板(31)内侧面贴合固定，且内衔接管(5)底端形成过浆口，还包括若干条形盒状连接盒(7)，且相平行的外连接板(21)和内连接板(41)之间至少设有一个连接盒(7)，所述的连接盒(7)长度方向与外连接管(2)长度方向和内连接管(4)长度方向平行，所述的连接盒(7)包括长条矩形板状底板(71)，底板(71)内侧面四周分别固定有四块依次连接的侧板(72)，侧板(72)远离底板(71)的一边与内连接板(41)外侧面垂直连接，底板(71)外侧面与外连接板(21)内侧面贴合固定，且连接盒(7)与内连接板(41)外侧面合围形成封闭结构的连接区，所述的底板(71)内侧面上固定有若干带螺纹孔的螺帽(73)，所述的外连接板(21)和底板(71)上设有与螺纹孔连通的穿孔，所述的两个连接件为一组，且一组连接件的外连接管(2)对齐，且三组连接件的外连接管(2)长度方向两两垂直设置，并通过外衔接板(31)外侧面贴合固定，还包括与外连接管(2)顶端内壁固定的挡板(8)，所述的挡板(8)底面密封抵在内连接管(4)顶端，且挡板(8)和内连接管(4)合围形成内灌浆区，挡板(8)、外连接管(2)、外衔接管(3)、内连接管(4)和连接盒(7)合围形成外灌浆区，所述的内连接板(41)上设有连通内灌浆区和外灌浆区的过浆孔，挡板(8)上设有内端位于外灌浆区的溢浆孔(81)，任意一块挡板(8)上设有内端位于内灌浆区的注浆口(82)，且通过注浆口(82)朝内灌浆区和外灌浆区内灌注有混凝土砂浆(9)，且所述的六根空心钢管(1)分别配合套在六根外连接管(2)上，并通过紧固件固定，且所述的紧固件穿过穿孔，并螺接在螺纹孔上。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构节点连接装置，其特征在于：所述的连接件还包括空心方管结构的中心管(6)，所述的中心管(6)底端与外衔接管(3)底连接，且中心管(6)位于内连接管(4)内，中心管(6)包括四块依次连接的中心板(61)，且四块中心板(61)分别与四块内连接板(41)平行，相平行的内连接板(41)和中心板(61)之间至少设有一块加劲板(62)，所述的加劲板(62)分别与内连接板(41)、中心板(61)和内衔接板(51)垂直连接。
3.根据权利要求2所述的一种钢结构节点连接装置，其特征在于：所述的加劲板(62)为长条形板状结构，且长度方向沿内连接管(4)顶端延伸，且加劲板(62)外侧边与内连接板(41)连接，加劲板(62)内侧边为斜边结构，且加劲板(62)顶端与挡板(8)底面相抵。
4.根据权利要求3所述的一种钢结构节点连接装置，其特征在于：所述的加劲板(62)与条形侧板(72)对齐设置。
5.根据权利要求4所述的一种钢结构节点连接装置，其特征在于：所述的加劲板(62)底部与内衔接板(51)底端间隔设置。
6.根据权利要求5所述的一种钢结构节点连接装置，其特征在于：相平行的外连接板(21)和内连接板(41)之间设有两个所述的连接盒(7)。
7.根据权利要求6所述的一种钢结构节点连接装置，其特征在于：所述的过浆孔位于相邻两块内连接板(41)连接处。
8.一种用于权利要求7所述的钢结构节点连接装置的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，取用一体结构的空心方管结构的外连接管(2)和一体结构的喇叭形管状结构的内衔接管(5)，将四块外连接板(21)底端连接处依次切割，并形成四块等腰梯形结构的外衔接板(31)，以及四块矩形板状中心板(61)，将外衔接板(31)和中心板(61)分别弯折，且相邻外衔接板(31)连接处焊接固定，并形成喇叭形管状结构的外衔接管(3)，相邻中心板(61)连接处焊接固定，并形成空心方管结构的中心管(6)；将四块内衔接板(51)顶端连接处依次切割，并形成四块矩形结构的内连接板(41)，将内连接板(41)弯折，且相邻内连接板(41)连接处焊接固定，并形成空心方管结构的内连接管(4)，在相邻两块内连接板(41)连接处切割过浆孔；
步骤二，将一体结构的若干螺母固定在连接盒(7)的底板(71)上，将内连接管(4)同轴置于外连接管(2)内，将四块内衔接板(51)外侧面分别与四块外衔接板(31)内侧面贴合，将连接盒(7)装入相平行的外连接板(21)和内连接板(41)之间，将侧板(72)远离底板(71)的一边与内连接板(41)外侧面垂直连接，底板(71)外侧面与外连接板(21)内侧面贴合固定，且连接盒(7)与内连接板(41)外侧面合围形成封闭结构的连接区，在外连接板(21)和底板(71)上开设与螺纹孔连通的穿孔；
步骤三，将加劲板(62)装入中心管(6)，将加劲板(62)分别与内连接板(41)、中心板(61)和内衔接板(51)垂直焊接；
步骤四，将三组连接件的外连接管(2)长度方向两两垂直设置，并将六个连接件通过外衔接板(31)外侧面贴合，并通过穿过外衔接板(31)和内衔接板(51)的紧固件固定；
步骤五，在挡板(8)上开设溢浆孔(81)，并在任意一块挡板(8)上开设注浆口(82)，将挡板(8)与外连接管(2)顶端内壁固定，挡板(8)底面密封抵在内连接管(4)顶端；
步骤六，朝注浆口(82)灌注混凝土砂浆(9)，混凝土砂浆(9)进入内灌浆区，并通过过浆孔进入外灌浆区，通过过浆口进入若干连接件内，并通过溢浆孔(81)溢出部分混凝土砂浆(9)，之后利用堵头堵住注浆口(82)和溢浆孔(81)。
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