CN113073739B - 一种结构钢型材的拼接结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种结构钢型材的拼接结构，属于钢结构技术领域，包括适于沿长度方向连接两个结构钢型材，结构钢型材包括位于中间的腹板，以及两个相翼缘板，拼接结构包括：连接板，具有两个相对的连接端面，两组连接组件，分别对称位于连接板的两个相对的连接端面上，每组连接组件包括：两个连接套、两个螺栓端板及配套螺栓组件，两个连接套间隔且平行设置，设有适于结构钢型材的两个翼缘板同时插入的T型槽，T型槽延伸至连接板的连接端面上，两个螺栓端板分别位于腹板的两侧，螺栓组件适于穿过螺栓端板及腹板，以固定连接结构钢型材和连接组件。本发明提供的结构钢型材的拼接结构，旨在解决如何加强结构钢型材连接强度和简化施工步骤的问题。

Description

一种结构钢型材的拼接结构

技术领域

本发明属于钢结构技术领域，更具体地说，是涉及一种结构钢型材的拼接结构。

背景技术

钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用结构钢型材代替了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好。并且由于构件可以在工厂制作，现场安装，因而大大减少工期。

在钢结构施工过程中，由于运输或者加工厂条件制约，需要将某些长型钢柱截断成几根短柱，然后在现场进行拼接。而传统的拼接方法，如螺栓端板连接、坡口对接焊等方式，存在连接强度不足或者操作复杂等问题，不但影响结构钢型材连接的连接质量，也使得施工效率大大降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种结构钢型材的拼接结构，旨在解决如何加强结构钢型材连接强度和简化施工步骤的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种结构钢型材的拼接结构，包括：适于沿长度方向连接两个结构钢型材，结构钢型材包括位于中间的腹板，以及两个相互间隔且平行地连接于腹板相对的两侧端的翼缘板，拼接结构包括：连接板，具有两个相对的连接端面；两组连接组件，分别对称位于连接板的两个相对的连接端面上，且分别适于连接各自侧的结构钢型材，每组连接组件包括：两个连接套、两个螺栓端板及配套螺栓组件；两个连接套间隔且平行设置，两个连接套的相对面上，沿其长度方向，均设有适于结构钢型材的两个翼缘板同时插入的T型槽，T型槽延伸至连接板的连接端面上；两个螺栓端板分别位于结构钢型材的腹板的两侧，且与连接板固定连接；螺栓组件适于沿腹板的厚度方向穿过螺栓端板及腹板，以固定连接结构钢型材和连接组件。

可选地，还包括位于所述翼缘板外侧的加强板，所述加强板朝向所述T型槽方向延伸有限位部，所述T型槽对应所述翼缘板的外侧的槽壁上，设有与所述限位部匹配嵌合以限制所述加强板沿所述T型槽的深度方向移动的限位槽，所述加强板与所述翼缘板固定连接。

可选地，所述固定连接包括螺栓连接或/和焊接。

可选地，两个翼缘板的中部分别与腹板的两端垂直设置，以使腹板与两个翼缘板形成H型结构，位于连接板的同一侧连接端面上的两个连接套的T型槽，相应的组合呈现H字型。

可选地，两个螺栓端板的两侧端，分别延伸至对应侧的连接套的侧壁上，且与连接套固定连接。

可选地，两个螺栓端板相互朝向的端面为锁紧端面，两个锁紧端面之间形成适于腹板插入的限位通道。

可选地，两个螺栓端板形成的限位通道的两端分别与对应侧的T型槽的槽口对齐。

可选地，每个螺栓端板上设有四个呈矩阵分布的连接孔，腹板的对应位置上设有与之相对应的定位孔。

可选地，两个所述连接组件中的对应侧的连接套，位于同一水平面且呈一体式连接。

可选地，两组连接组件中的连接套的长度均相等。

本发明提供的结构钢型材的拼接结构的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的结构钢型材的拼接结构，使用时，在施工现场，根据现场的实际需求，通过拼接结构将两段结构钢型材进行连接。两段结构钢型材沿长度方向进行连接，结构钢型材是通过翼缘板和腹板构成的H型钢，拼接结构由连接板以及对称位于连接板两侧端面的连接组件组成。在安装时两段结构钢型材分别插入各自侧的连接组件进行连接，具体地，每个结构钢型材的翼缘板和对应侧的连接套的T型槽实现插接，同时两个翼缘板之间的腹板对应插入两个螺栓端板之间形成的限位通道内限位。再通过螺栓组件穿过螺栓端板和腹板实现结构钢型材与连接组件的紧固连接。拼接结构将两段需要连接的结构钢型材的连接端部分别插入连接组件，通过连接套和连接板对结构钢型材实现快速的连接定位，再通过螺栓端板和配套的螺栓组件实现结构钢型材与连接组件的固定连接。另外，在每组结构钢型材的翼缘板与对应侧的T型槽之间，又设置了可防止翼缘板沿T型槽横断面方向移动的限位结构，进一步保证了连接的可靠性。

综上所述，本发明实施例中提供的拼接结构能够在保证连接强度的同时，实现快速组装，简化了结构钢型材现场施工连接的操作步骤，降低操作难度，极大地提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的结构钢型材的拼接结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的结构钢型材的拼接结构的爆炸结构示意图(螺栓组件未示出)；

图3为图2中圆A的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的结构钢型材的拼接结构的剖视图(螺栓组件、结构钢型材未示出)；

图5为本发明实施例提供的加强板的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

100、结构钢型材；110、腹板；120、翼缘板；130、加强板；131、限位部；140、定位孔；200、连接组件；210、连接套；211、T型槽；2111、限位槽；220、螺栓端板；221、限位通道；222、连接孔；230、螺栓组件；300、连接板；310、连接端面。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

如图1、图2及图3所示的结构钢型材的拼接结构的一种具体实施方式，所述的结构钢型材的拼接结构，适于沿长度方向连接两个结构钢型材100，结构钢型材100包括位于中间的腹板110，以及两个相互间隔且平行地连接于腹板110相对的两侧端的翼缘板120，拼接结构包括：连接板300，具有两个相对的连接端面310。两组连接组件200，分别对称位于连接板300的两个相对的连接端面310上，且分别适于连接各自侧的结构钢型材100，每组连接组件200包括：两个连接套210、两个螺栓端板220及配套螺栓组件230。两个连接套210间隔且平行设置，两个连接套210的相对面上，沿其长度方向，均设有适于结构钢型材100的两个翼缘板120同时插入的T型槽211，T型槽211延伸至连接板300的连接端面310上。两个螺栓端板220分别位于结构钢型材100的腹板110的两侧，且与连接板300固定连接。螺栓组件230适于沿腹板110的厚度方向穿过螺栓端板220及腹板110，以固定连接结构钢型材100和连接组件200。

上述拼接结构，在使用时，在施工现场，根据现场的实际需求，通过拼接结构将两段结构钢型材100进行连接。两段结构钢型材100沿长度方向进行连接，结构钢型材100是通过翼缘板120和腹板110构成的H型钢，两段结构钢型材100分别与各自侧的连接组件200连接，具体地，每个结构钢型材100的翼缘板120和对应侧的连接套210的T型槽211实现插接，同时两个翼缘板120之间的腹板110对应插入两个螺栓端板220之间限位，再通过螺栓组件230穿过螺栓端板220和腹板110实现结构钢型材100与连接组件200的紧固连接。本实施例中提供的拼接结构能够在保证连接强度的同时，实现快速组装，简化了结构钢型材100现场施工连接的操作步骤，降低操作难度，极大地提高了工作效率。

上述结构钢型材100为具有一定长度的钢材，当单段结构钢型材100的长度不能够满足使用要求时，将两段较短的结构钢型材100沿长度方向，将端部进行连接，通过两段结构钢型材100的端头对齐连接，实现结构钢型材100的长度延伸。结构钢型材100包括一个腹板110和两个翼缘板120，并且腹板110和翼缘板120的长度方向一致，两个翼缘板120之间互相平行且具有一定的距离，腹板110位于两个翼缘板120之间，且分别与两侧的翼缘板120连接。结构钢型材100在长度方向上，横截面的形状处处相同。

上述两段结构钢型材100通过拼接结构实现二者的定位连接，在连接时，结构钢型材100的端头沿长度方向插入连接组件200，又由于两组连接组件200分别设于连接板300的两个相对面上，所说的相对面为用于连接连接组件200的连接端面310，而两个相对面的朝向相背，可得两组连接组件200也随之朝向相背，以此，结构钢型材100通过插入各自侧的连接组件200实现了长度方向上的连接。

上述拼接结构中，每组连接组件200中包括两个连接套210、两个螺栓端板220及配套的螺栓组件230，其中连接套210和螺栓端板220的底端都直接与连接板300相连接，连接套210和螺栓端板220的长度方向与所连接的结构钢型材100的长度方向一致，且朝远离连接板300的方向延伸。两个连接套210的位置关系与结构钢型材100的两个翼缘板120的位置关系相同，互相平行且具有一定的距离。连接套210延其长度方向设有T型槽211，T型槽211具有两个开口，其中位于连接套210远离连接板300的一端面上的开口，适于结构钢型材100对应侧的翼缘板120插入，位于两个连接套210的相对面上的开口，适于在两个翼缘板120插入T型槽211时，使二者之间连接的腹板110通过。两个连接套210上的T型槽211为对称设置的，翼缘板120与腹板110构成的横截面形状与两个对称设置的T型槽211的形状相匹配。相应的，结构钢型材100的端头穿过两个T型槽211插入连接组件200，直至连接套210底端的连接板300处，与连接板300的连接端面310接触，从而结构钢型材100在长度方向上的自由度得到限制，且受T型槽211对结构钢型材100垂直于长度方向上自由度的限制，实现了结构钢型材100与拼接结构之间的定位。此时的结构钢型材100插入到位，相应的，结构钢型材100的端头与连接板300相接触。在结构钢型材100的腹板110两侧的相应位置处分别设置螺栓端板220，再通过相配套的螺栓组件230穿过螺栓端板220和腹板110，进而实现了结构钢型材100与连接组件200之间的紧固。

为进一步优化拼接结构的整体强度，两个所述连接组件200中的对应侧的连接套210，位于同一水平面且呈一体式连接。具体地，如图1所示，连接板300左侧的两个连接套210分别来自于两组连接组件200，为加强整体连接强度，可这两个连接套210理解为一整根带有贯通的T型槽211的管套，同理，连接板300右侧的两个连接套210也理解为一整根带有贯通的T型槽211的管套。连接板300的两侧端插入对应侧的管套的壁厚，且延伸至各自对应侧的管套的贯通的T型槽211的槽底，与槽底内壁固接，是以使得连接板300的连接端面310可以阻断贯通的T型槽211的连通，以保证结构钢型材100在插入T型槽211内时，可通过连接板300的连接端面310限位。当然，为保证更好的强度效果，拼接结构中除去螺栓组件230，其余结构可通过生产手段一体成型，使得连接强度和效果更优。

作为进一步的改进实施方式，如图1至图5所示，结构钢型材的拼接结构还包括位于翼缘板120外侧的加强板130，加强板130朝向T型槽211方向延伸有限位部131，T型槽211对应翼缘板120的外侧的槽壁上，设有与限位部131匹配嵌合以限制加强板130沿T型槽211的深度方向移动的限位槽2111，加强板130与翼缘板120固定连接。

加强板130位于结构钢型材100与连接套210的连接处，与结构钢型材100的两个翼缘板120对应。具体地，如图1、图2及图4所示，加强板130一端的限位部131朝向T型槽211内部方向延伸，限位部131嵌入至T型槽211侧壁上的限位槽2111中，限位部131和限位槽2111形成嵌合结构，其嵌合结构可以呈燕尾形或呈其他异形结构，进而限制了加强板130在沿T型槽211的深度方向的移动，加强板130的另一端位于连接套210的外部，靠近翼缘板120，通过加强板130与翼缘板120的固定连接，进一步地加强了结构钢型材100与连接组件200的连接强度。使用时，首先将加强板130的限位部131在T型槽211中侧向嵌入限位槽2111内，进而在T型槽211中留出用于翼缘板120插入的空间，再将结构钢型材100插入连接套210，随之，加强板130位于连接套210外部的部分与翼缘板120露出连接套210的部分相对应，通过将该两部分固定连接，进而实现了通过加强板130的过渡连接，加强了结构钢型材100的拼接结构的结构强度。

优选地，如图1及图5所示，固定连接包括螺栓连接或/和焊接。

加强板130在安装后，加强板130与翼缘板120之间可以是紧密贴合，也可以留有一定的间隙以便于实现加强板130、结构型钢材的组合安装。加强板130与翼缘板120可以采用多种连接方式，具体地，加强板130与翼缘板120的固定连接方式可以采用在翼缘板120及加强板130上进行预打孔，然后再通过螺栓实现连接，还可以在连接到位后，通过现场打孔再通过螺栓实现连接。为了进一步的保证连接强度，可以将加强板130与翼缘板120焊接在一起。通过多种连接方式以对应不同连接强度需求，进而保证了结构钢型材的拼接结构的强度。

更进一步地，如图1及图2所示，两个翼缘板120的中部分别与腹板110的两端垂直设置，以使腹板110与两个翼缘板120形成H型结构，位于连接板300的同一侧连接端面310上的两个连接套210的T型槽211，相应的组合呈现H字型。

两个翼缘板120之间平行、间隔对齐，且翼缘板120呈矩形，其中矩形的长边远远大于其宽边，长边的方向对应的为翼缘板120的长度方向，而宽度方向的中心对称线既为翼缘板120的中部，所以两个翼缘板120的中部对齐，连接于两个翼缘板120之间的腹板110与翼缘板120形状相似，也呈矩形，其中矩形的长边远远大于其宽边，腹板110宽边的两侧分别与两个翼缘板120在中部对齐连接，腹板110的板面与两个翼缘板120的板面相垂直。两个翼缘板120和腹板110之间连接所构成的结构钢型材100的横截面形状呈H型。

相应的，结构钢型材100端头的形状也呈H型，又由于结构钢型材100的端头可以穿过两个T型槽211插入连接组件200，故两个连接套210的T型槽211所组成的形状与构钢型材的端头的形状相匹配，即两个T型槽211组合呈H字型。通过结构钢型材100与连接组件200的嵌合匹配，实现了结构钢型材100的快速定位。

如图1至图4所示的连接组件200，两个螺栓端板220的两侧端，分别延伸至对应侧的连接套210的侧壁上，且与连接套210固定连接。

具体地，腹板110与其两侧的翼缘板120相垂直，而螺栓端板220又分设于腹板110的两侧，螺栓端板220呈矩形，对应的，螺栓端板220的两侧端向腹板110宽边方向的两端延伸至连接套210，且与连接套210相对的两个侧壁固定连接。螺栓端板220的两侧端与两个连接套210的相对侧壁连接，底端与连接板300的连接端面310连接，故螺栓端板220的三个侧边均固定连接，螺栓端板220具有足够的连接强度，而通过螺栓组件230将螺栓端板220和腹板110相紧固，保证了结构钢型材100与连接组件200之间的连接强度，进而保证了通过拼接结构相连接的两段结构钢型材100的连接强度。

具体地，如图1至图4所示，两个螺栓端板220相互朝向的端面为锁紧端面，两个锁紧端面之间形成适于腹板110插入的限位通道221。

两个螺栓端板220分设于腹板110的两侧，故两个螺栓端板220相对设置，且具有一定的间隙。两个螺栓端板220的相对面即为锁紧端面，同时也为间隙的两个侧面。间隙的两端朝腹板110宽边方向的两端延伸至连接套210，并且间隙与T型槽211在连接套210侧壁上的开口相连通，而两个螺栓端板220的间隙构成限位通道221，连通两个T型槽211。故当结构钢型材100与连接组件200连接时，腹板110插入限位通道221中，腹板110也与连接组件200形成嵌合结构，进而结构钢型材100与连接组件200的连接强度增大。

优选地，如图1至图4所示，两个螺栓端板220形成的限位通道221的两端分别与对应侧的T型槽211的槽口对齐。

两个螺栓端板220之间的间隙形成了适于腹板110插入的限位通道221，故限位通道221的间隙距离稍大于腹板110的厚度。限位通道221与T型槽211在连接套210侧壁上的开口连通且对齐，所以限位通道221的间隙距离与T型槽211在连接套210侧壁上的开口的宽度相等。由此，螺栓组件230穿过螺栓端板220和腹板110得到的紧固结构相对紧凑，保证了结构钢型材100与连接组件200之间的连接强度。

优选地，如图1及图2所示，每个螺栓端板220上设有四个呈矩阵分布的连接孔222，腹板110的对应位置上设有与之相对应的定位孔140。

每个螺栓端板220上分别设有四个呈矩阵分布连接孔222，且对应的连接孔222之间对正设置，位于两个螺栓端板220之间的腹板110对应位置也设有与四个连接孔222相对应的四个对应的定位孔140，连接孔222与定位孔140也对正设置，因此，螺栓端板220和腹板110对应的连接孔222和定位孔140之间为同心设置，螺栓组件230穿过连接孔222和定位孔140，然后实现紧固。相对应的，也需要四组螺栓组件230，故腹板110与螺栓端板220之间具有矩阵分布的四处连接受力点，从保证了结构钢型材100与连接组件200之间的连接强度。当然，每个螺栓端板220上也可以设有除四个以外的其他数量的连接孔222，但至少数量为两个，以保证可以实现连接。

具体地，如图1至图3所示，螺栓组件230包括穿过连接孔222和定位孔140的螺栓，以及配套的螺母。

螺栓穿过螺栓端板220的连接孔222和腹板110的定位孔140，且腹板110位于两个螺栓端板220之间，螺栓的两头分别伸出于螺栓端板220的连接孔222，在螺栓的伸出两头分别拧紧与螺栓配套的螺母，从而实现结构钢型材100与连接组件200的紧固。

具体地，如图1至图4所示，两组连接组件200中的连接套210的长度均相等。

连接组件200中连接套210的长度方向和与之连接的结构钢型材100的长度方向一致，结构钢型材100插入连接组件200中，并且结构钢型材100的插入段具有一定长度，此长度等于T型槽211沿结连接套210长度方向的深度，同时此长度与连接套210的长度均相等，由此可得，两组连接组件200中的连接套210的长度均相等。故保证了两组连接组件200与其对应连接的结构钢型材100的连接强度相同。

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 (6)

1.一种结构钢型材的拼接结构，适于沿长度方向连接两个结构钢型材，其特征在于，所述结构钢型材包括位于中间的腹板，以及两个相互间隔且平行地连接于所述腹板相对的两侧端的翼缘板，所述拼接结构包括：

连接板，具有两个相对的连接端面；

两组连接组件，分别对称位于所述连接板的两个相对的连接端面上，且分别适于连接各自侧的所述结构钢型材，每组所述连接组件包括：两个连接套、两个螺栓端板及配套螺栓组件；两个所述连接套间隔且平行设置，两个所述连接套的相对面上，沿其长度方向，均设有适于所述结构钢型材的两个翼缘板同时插入的T型槽，所述T型槽延伸至所述连接板的连接端面上；两个所述螺栓端板分别位于所述结构钢型材的腹板的两侧，且与所述连接板固定连接；两个所述螺栓端板的两侧端分别延伸至对应侧的所述连接套的侧壁上，且与所述连接套固定连接；两个所述螺栓端板相互朝向的端面为锁紧端面，两个所述锁紧端面之间形成适于所述腹板插入的限位通道；所述螺栓组件适于沿所述腹板的厚度方向穿过所述螺栓端板及所述腹板，以固定连接所述结构钢型材和所述连接组件；

加强板，位于所述翼缘板外侧；所述加强板朝向所述T型槽方向延伸有限位部；所述T型槽对应所述翼缘板的外侧的槽壁上，设有与所述限位部匹配嵌合以限制所述加强板沿所述T型槽的深度方向移动的限位槽；所述加强板位于所述连接套外部的部分与所述翼缘板露出所述连接套的部分固定连接；

两个所述翼缘板的中部分别与所述腹板的两端垂直设置，以使所述腹板与两个所述翼缘板形成H型结构，位于所述连接板的同一侧连接端面上的两个所述连接套的T型槽，相应的组合呈现H字型；所述连接板的两侧端插入对应侧的所述连接套内，且延伸至各自对应侧的所述连接套的贯通的所述T型槽的槽底，与槽底内壁固接。

2.如权利要求1所述的一种结构钢型材的拼接结构，其特征在于，所述固定连接为螺栓连接或焊接。

3.如权利要求1所述的一种结构钢型材的拼接结构，其特征在于，两个所述螺栓端板形成的所述限位通道的两端分别与对应侧的所述T型槽的槽口对齐。

4.如权利要求1所述的一种结构钢型材的拼接结构，其特征在于，每个所述螺栓端板上设有连接孔，所述腹板的对应位置上设有与之相对应的定位孔。

5.如权利要求1所述的一种结构钢型材的拼接结构，其特征在于，两个所述连接组件中的对应侧的连接套，位于同一水平面且呈一体式连接。

6.如权利要求1所述的一种结构钢型材的拼接结构，其特征在于，两组所述连接组件中的所述连接套的长度均相等。

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