CN110748010A - 刚性拼装榫卯接头及装配式建造构件 - Google Patents

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陈阳阳
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Abstract

本发明公开了一种刚性拼装榫卯接头及装配式建造构件，属于装配式结构施工领域。该接头包括公卡接头和母卡接头；公卡接头包括第一基体、锥形卡块和连接段；锥形卡块的侧面通过连接段与第一基体一体连接；母卡接头包括第二基体，第二基体上开设有形状与锥形卡块相匹配的锥形卡槽；锥形卡槽的开口端的直径大于封口端的直径，连接段的厚度小于封口端的直径；锥形卡槽侧面开设有连通外界的导槽；拼装时，锥形卡块位于锥形卡槽内，连接段的一部分位于导槽内。本发明可以提高拼装工作的高速化，同时带来质量的提高和保障作业安全性。

Description

刚性拼装榫卯接头及装配式建造构件
技术领域
本发明属于装配式结构施工领域，涉及一种刚性拼装榫卯接头及装配式建造构件，更具体地，涉及一种装配式建造构件的铸造成型刚性拼装榫卯接头。
背景技术
采用装配式结构不仅可以提高施工效率，改善施工质量，还可以缩短工期降低成本。装配式结构离不开装配式接头，装配式结构的接头是装配式建筑的重要组成部分，接头的性能、经济性直接决定整个装配式建筑的性能发挥和建设成本，合适的接头结构形式会提高整体施工的速度和工程结构的质量。
中国专利CN107893665A公开了一种基于型钢的预制装配式复合支护结构安装工艺，其通过U型钢支架配合螺栓及卡缆进行多段预制装配式结构体的连接。该方案虽然能够实现装配式连接，但是仍然存在如下问题：
(1)在垂直于轴向的方向上，采用卡缆螺栓连接工艺比较耗时，安装效率提升有限，并且顶部螺栓安装涉及高空作业，高空作业时间越长则施工风险越大；
(2)让压木块并非连接件，不具有连接刚度，在进入运营期后，当仅有局部预制装配式结构体受力时，极容易在让压木块的接缝处发生较大错位乃至失效，安全性和耐久性不足。
因此，亟需一种安装更为迅速、承载能力更强的装配连接件。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种刚性拼装榫卯接头及装配式建造构件，其目的在于，基于榫卯连接技术，采用锥形卡块及卡槽进行装配式建造构件的连接，实现拼装工作的高速化，同时带来质量的提高和保障作业安全性，由此解决现有技术中安装效率低，安全性及耐久性不足的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种刚性拼装榫卯接头，用于装配式建造构件的连接，包括公卡接头和母卡接头；
所述公卡接头包括第一基体、锥形卡块和连接段；所述锥形卡块的侧面通过所述连接段与所述第一基体一体连接；
所述母卡接头包括第二基体，所述第二基体上开设有形状与所述锥形卡块相匹配的锥形卡槽；所述锥形卡槽的开口端的直径大于封口端的直径，所述连接段的厚度小于所述封口端的直径；所述锥形卡槽侧面开设有连通外界的导槽；
拼装时，所述锥形卡块位于所述锥形卡槽内，所述连接段的一部分位于所述导槽内。
进一步地，所述第一基体上设有第一螺杆，所述第二基体上设有第二螺杆，所述第一螺杆和所述第二螺杆用于嵌入固定在所述装配式建造构件内。
进一步地，所述公卡接头和所述母卡接头均为一体铸造成型。
进一步地，所述第一基体的厚度大于所述连接段的厚度，且所述第一基体与所述连接段的连接部设有过渡斜面。
进一步地，所述锥形卡块和所述锥形卡槽的锥度相同，均为1°～2°。
进一步地，所述锥形卡块和所述锥形卡槽的锥度均为1.5°。
进一步地，所述锥形卡块的径向尺寸小于所述锥形卡槽的径向尺寸。
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种装配式建造构件，包括本体，所述本体的相对两端分别设有如前所述的刚性拼装榫卯接头中的所述公卡接头和所述母卡接头。
进一步地，所述公卡接头和所述第二基体的安装方向垂直于所述装配式建造构件的轴线；所述锥形卡块和所述锥形卡槽的轴线平行于所述装配式建造构件的轴线。
进一步地，所述第一基体上设有第一螺杆，所述母卡接头上设有第二螺杆，所述第一螺杆、所述第二螺杆、所述第一基体和所述第二基体均嵌入固定在所述本体内。
总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)装配式结构拼装作业高速化：通过简化装配式结构的定位和操作，通过锥形卡块与锥形卡槽配合实现拼装，在安装时具有良好的导向性和自纠偏特性，安装更加快速，且能兼容一定的施工误差，实现拼装作业的简洁化和高速化，拼装时间大幅缩短；
(2)榫卯接头一体铸造成型，且嵌入式安装，使得装配式结构的结构强度和刚度大幅提高；
(3)安全性提高：在本发明的装配式结构拼装作业中，比螺栓连接减少了大部分高空作业、狭小空间作业，从而提高拼装作业的安全性；
(4)由于锥形卡块与锥形卡槽的侧面是倾斜的，且锥形卡块的径向尺寸小于锥形卡槽的径向尺寸，装配后接触面小，摩擦阻力小，受力时具有较好的滑动卸压效果，安全性和使用寿命更好；
(5)通过螺杆进行嵌入固定，一方面可以借助螺杆的螺纹提升接触面积，增大固持效果；另一方面通过螺杆传递和分散榫卯接头的受力，使得装配式建造构件整体受力更加均匀，避免榫卯接头处受力集中，进一步提升装配式建造构件的安全性及使用寿命。
附图说明
图1是本发明优选实施例的公卡接头和母卡接头的装配状态剖视示意图
图2是本发明优选实施例的公卡接头和母卡接头的装配示意图；
图3是本发明优选实施例的公卡接头的结构示意图；
图4是本发明优选实施例的母卡接头的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1、装配式结构侧部；2、公卡接头；2-1、第一螺杆；2-2、锥形卡块；2-3、第一基体；2-4、过渡斜面；2-5、连接段；3、母卡接头；3-1、锥形卡槽；3-2、第二螺杆；3-3、第二基体；3-4、开口端；3-5、封口端；3-6、导槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明优选的一种刚性拼装榫卯接头及相应的装配式建造构件如图1～4所示，其中，刚性拼装榫卯接头用于垂直于轴向方向的两个装配式建造构件的连接。具体地，在两个装配式建造构件相互对接的的端部1中，其中一个构件端部1上设置有公卡接头2，另外一个构件端部1上设置有母卡接头3，相邻两构件的端部1的连接由配套设置的公卡接头2与母卡接头3实现快速卡接。
公卡接头2上具有第一螺杆2-1和锥形卡块2-2，母卡接头3上具有锥形卡槽3-1和第二螺杆3-2，锥形卡槽3-1的一端开口(即开口端3-4)，另一端封闭(即封口端3-5)，锥形卡块2-2从锥形卡槽3-1的开口端3-4卡入并匹配卡入到锥形卡槽3-1中，连接段2-5则部分进入导槽3-6中，实现公卡接头2与母卡接头3的连接，第一螺杆2-1和第二螺杆3-2分别嵌入固定在装配式建造构件内。
其中，公卡接头2和母卡接头3均是以嵌入式安装的方式，一体成型在装配式建造构件上的，公卡接头2的锥形卡块2-2露出于装配式结构外，母卡接头3的锥形卡槽3-1嵌于装配式结构内。
当然，在两个端部1上亦可以均设置有公卡接头2和母卡接头3，其中一个端部1上的公卡接头2与另外一个端部1上的母卡接头3位置相对应，其中一个端部1上的母卡接头3与另外一个端部1上的公卡接头2位置相对应。同时，两个端部1上设置的所有公卡接头2的较厚一端与所有母卡接头3的开口端3-4均位于同一侧，所有公卡接头2的较薄一端与所有母卡接头3的封口端3-5均位于同一侧。
优选地，第一基体2-3的厚度大于连接段2-5的厚度，且第一基体2-3与连接段2-5的连接部设有过渡斜面2-4，可以提升连接强度，避免受拉时在第一基体2-3与连接段2-5的连接部产生应力集中。
优选地，锥形卡块2-2和锥形卡槽3-1的锥度相同，均为1°～2°，本实施例取1.5°。较小的锥度具有良好的匹配导正性能，能够兼容一定的施工误差，并且在装配式建造构件收到轴向力时，能够具有一定的滑移卸压效果。
优选地，锥形卡块2-2的径向尺寸小于锥形卡槽3-1的径向尺寸，在保持良好的连接防脱性能时，进一步提升对施工误差的容错性，且减小锥形卡块2-2与锥形卡槽3-1的接触面积，活动卸压效果更好。
本发明通过简化装配式结构的定位和操作，实现拼装作业的简洁化和高速化，拼装时间大幅缩短。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刚性拼装榫卯接头，用于装配式建造构件的连接，其特征在于，包括公卡接头(2)和母卡接头(3)；
所述公卡接头(2)包括第一基体(2-3)、锥形卡块(2-2)和连接段(2-5)；所述锥形卡块(2-2)的侧面通过所述连接段(2-5)与所述第一基体(2-3)一体连接；
所述母卡接头(3)包括第二基体(3-3)，所述第二基体(3-3)上开设有形状与所述锥形卡块(2-2)相匹配的锥形卡槽(3-1)；所述锥形卡槽(3-1)的开口端(3-4)的直径大于封口端(3-5)的直径，所述连接段(2-5)的厚度小于所述封口端(3-5)的直径；所述锥形卡槽(3-1)侧面开设有连通外界的导槽(3-6)；
拼装时，所述锥形卡块(2-2)位于所述锥形卡槽(3-1)内，所述连接段(2-5)的一部分位于所述导槽(3-6)内。
2.如权利要求1所述的一种刚性拼装榫卯接头，其特征在于，所述第一基体(2-3)上设有第一螺杆(2-1)，所述第二基体(3-3)上设有第二螺杆(3-2)，所述第一螺杆(2-1)和所述第二螺杆(3-2)用于嵌入固定在所述装配式建造构件内。
3.如权利要求1所述的一种刚性拼装榫卯接头，其特征在于，所述公卡接头(2)和所述母卡接头(3)均为一体铸造成型。
4.如权利要求1～3任意一项所述的一种刚性拼装榫卯接头，其特征在于，所述第一基体(2-3)的厚度大于所述连接段(2-5)的厚度，且所述第一基体(2-3)与所述连接段(2-5)的连接部设有过渡斜面(2-4)。
5.如权利要求1～3任意一项所述的一种刚性拼装榫卯接头，其特征在于，所述锥形卡块(2-2)和所述锥形卡槽(3-1)的锥度相同，均为1°～2°。
6.如权利要求5所述的一种刚性拼装榫卯接头，其特征在于，所述锥形卡块(2-2)和所述锥形卡槽(3-1)的锥度均为1.5°。
7.如权利要求5所述的一种刚性拼装榫卯接头，其特征在于，所述锥形卡块(2-2)的径向尺寸小于所述锥形卡槽(3-1)的径向尺寸。
8.一种装配式建造构件，其特征在于，包括本体，所述本体的相对两端分别设有如权利要求1～7任意一项所述的刚性拼装榫卯接头中的所述公卡接头(2)和所述母卡接头(3)。
9.如权利要求8所述的一种装配式建造构件，其特征在于，所述公卡接头(2)和所述第二基体(3-3)的安装方向垂直于所述装配式建造构件的轴线；所述锥形卡块(2-2)和所述锥形卡槽(3-1)的轴线平行于所述装配式建造构件的轴线。
10.如权利要求8所述的一种装配式建造构件，其特征在于，所述第一基体(2-3)上设有第一螺杆(2-1)，所述母卡接头(3)上设有第二螺杆(3-2)，所述第一螺杆(2-1)、所述第二螺杆(3-2)、所述第一基体(2-3)和所述第二基体(3-3)均嵌入固定在所述本体内。
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