CN113668698A

CN113668698A - 一种具有抗扭功能的双层钢结构

Info

Publication number: CN113668698A
Application number: CN202110803714.6A
Authority: CN
Inventors: 齐珊珊
Original assignee: Individual
Current assignee: Hubei Open Steel Structure Co ltd
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2021-11-19
Anticipated expiration: 2041-07-16
Also published as: CN113668698B

Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种具有抗扭功能的双层钢结构，包括框架柱，所述框架柱的外部通过连接组件连接有H型钢；连接组件，所述连接组件包括定位组件、第一卡板和第二卡板，所述第二卡板连接在框架柱的外部，所述第二卡板的外侧连接有H型钢，所述第一卡板连接在H型钢的另一端，所述第一卡板的一侧连接有第二定位板，紧固组件，所述紧固组件包括加强板，所述加强板的两端皆固定连接有固定板。本发明使得安装后的钢结构的连接处抗扭矩性能最大化，进一步使得钢结构的抗震抗风性能最大化，提高了钢结构的使用安全性，整体的稳定性更好，进一步提高了整体的抗扭矩性和稳定性。

Description

一种具有抗扭功能的双层钢结构

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种具有抗扭功能的双层钢结构。

背景技术

钢结构是建筑工程中普通的结构形式之一，结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域，钢结构容易锈蚀，一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护，其中厂房等结构的安装使用中，其抗扭矩的性能对其结构的整体安全性具有重大影响。

然而现有的双层钢结构在进行安装时，通常采用工型钢配合钢柱进行焊接或螺栓连接进行固定，但工型钢的抗扭矩性能较差，进而使得钢结构的抗震抗风能力降低，导致钢结构的使用安全性能降低，同时现有的钢结构的连接处通常采用插接板和螺栓的方式进行固定，该方式在使用时无法有效的实现对连接处钢结构的包裹，使得横向钢结构的稳定性降低，同时降低了连接处的钢结构抗扭矩性能，从而导致横向钢结构在出现大风等恶劣环境影响时，容易出现端部的扭曲或变形，进而影响钢结构的整体使用效果。因此亟需设计一种具有抗扭功能的双层钢结构来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有抗扭功能的双层钢结构，以解决上述背景技术中提出钢结构连接处抗扭矩性能差进而影响钢结构整体抗震抗风性能的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有抗扭功能的双层钢结构，包括：

框架柱，所述框架柱的外部通过连接组件连接有H型钢；

连接组件，所述连接组件包括定位组件、第一卡板和第二卡板，所述第二卡板连接在框架柱的外部，所述第二卡板的外侧连接有H型钢，所述第一卡板连接在H型钢的另一端，所述第一卡板的一侧连接有第二定位板，所述第二定位板的外部设置有榫头，所述榫头的外部通过榫眼插接连接有第一定位板，所述第一定位板与第二定位板皆设置有两个，所述第一定位板与第二定位板相互插接且呈矩形围绕在框架柱的外部，所述第一定位板与第二定位板皆通过高强度螺栓连接在框架柱的外壁；

紧固组件，所述紧固组件包括加强板，所述加强板的两端皆固定连接有固定板，所述固定板通过高强度螺栓连接在H型钢的外侧，所述紧固组件设置有四个，所述紧固组件呈菱形分布安装在相邻H型钢之间，实现对H型钢的包裹固定，提高H型钢连接处的截面抗性，从而提高了H型钢与框架柱连接的抗震性和抗风性。

优选的，所述第一定位板与第二定位板上皆开设有固定孔，所述固定孔处于榫头与榫眼的中心处，所述第一卡板的外部开设有第一定位槽，且第一卡板通过第一定位槽卡接在H型钢的外壁，所述第一卡板上开设有两组定位孔，实现对H型钢的上方的安装卡合，配合紧固组件和安装组件实现对H型钢的固定。

优选的，所述第一定位板与第二定位板上皆开设有螺纹孔，且螺纹孔内部螺纹连接有高强度螺栓至H型钢的内部，所述固定孔的内部贯穿有连接轴，所述榫眼上的固定孔设置有两端，且该固定孔下端直径小于上端直径，所述榫头上固定孔直径等于榫眼上下端固定孔的直径，实现对第一定位板和第二定位板的隼接固定，进一步实现对两者的紧固。

优选的，所述加强板的两侧皆固接有固定板，所述固定板的一侧固定连接有第一支板，所述固定板的另一侧固定连接有第二支板，所述第一支板与第二支板上开设有加强孔，提高H型钢的稳定性和抗扭矩性。

优选的，所述加强板与固定板呈一百三十五度连接，所述固定板与第一支板和第二支板呈C形结构，所述加强板的两侧结构相同，所述固定板、第一支板和第二支板通过高强度螺栓固定连接在H型钢的凹槽内，且固定板、第一支板和第二支板与第一卡板和第二卡板构成H形空腔，配合第一卡板和第二卡板的使用，实现对H型钢的包裹，从而避免H型钢的端部出现扭曲，从而提高了H型钢连接处的稳定性。

优选的，所述加强板通过固定板与H型钢的垂直处呈三角形分布，且紧固组件与H型钢的连接角度呈四十五度，所述固定板紧贴在H型钢的垂直处外壁，且H型钢垂直处的外壁两侧皆连接有固定板，所述固定板与H型钢的内部贯穿有螺栓主体，三角形更具稳定性，能够实现相邻H型钢之间力的相互传递。

优选的，所述架柱的外部连接有安装组件，所述安装组件包括定位环，所述定位环的上方固定连接有第一卡环，所述第一卡环的外部套接有第二卡环，所述第二卡环的两侧皆连接有导向柱，所述第二卡环与导向柱的外部固定连接有支撑环，所述支撑环的外侧固定连接有第二卡板，所述第二卡板的外部开设有第二定位槽，用于H型钢的安装限位，操作简单，摩擦力大，使用更加稳定。

优选的，所述定位环通过高强度螺栓固定连接在框架柱的外壁，所述第一卡环设置有四个，所述第一卡环的外侧面呈倾斜状，所述第一卡环分矩形分布在定位环的外部，所述第二卡环的内壁对应第一卡环的外部呈倾斜状，所述第一卡环与第二卡环呈卡合式连接，所述第二卡环与第一卡环卡合后，第一卡环的内壁对框架柱的外壁呈挤压状，第一卡环对框架柱的挤压加大了摩擦力，进一步提高了安装组件安装的稳定，避免传统螺栓固定出现松动。

优选的，所述第二卡板设置有四个，所述第二定位槽的内部连接有H型钢的一侧水平端，所述第二卡板上开设有两组定位孔，所述第二卡板与第一支板包裹在H型钢的一侧水平端，且H型钢的另一侧水平端外部包裹有第二支板和第一卡板。

优选的，所述高强度螺栓包括螺栓主体，所述螺栓主体的外部连接有第一螺母，所述第一螺母的外部连接有第二螺母，所述第二螺母与第一螺母皆与螺栓主体呈螺纹连接，所述第二螺母的厚度是第一螺母厚度的一点五倍，双螺母有效的防止连接出现松动，提高了连接稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该具有抗扭功能的双层钢结构通过对H型钢连接点的充分包裹固定，相比传统螺栓板固定，能够最大程度的实现对H型钢连接点的固定，且连接组件与H型钢配合扩大了H型钢的截面，进一步提高了H型钢的截面抗性，从而提高了钢结构的抗扭矩特性，同时相比传统钢结构采用工型钢，该结构整体采用H型钢进行使用，H型钢的抗扭矩性优于工型钢，从而使得安装后的钢结构的抗扭矩性能最大化，进一步使得钢结构的抗震抗风性能最大化，提高了钢结构的使用安全性。

2、该具有抗扭功能的双层钢结构的上卡环与下卡环的接触面向框架柱呈挤压状，进而加大了下卡环固定时对框架柱的摩擦力，避免传统螺栓安装出现的螺栓松动等，从而提高了卡环对框架柱的安装稳定性，安装强度的提高，进一步实现对上方安装H型钢的安装强度得到提高，从而进进一步实现H型钢安装时的抗扭矩，避免松动导致其连接处抗扭矩性能降低，从而导致钢结构从连接处出现弯曲变形，降低其安全性能，同时加强板与H型钢的三角形安装分布，使得整体的稳定性更好，进一步提高了整体的抗扭矩性和稳定性。

附图说明

图1为本发明的连接点整体结构示意图；

图2为本发明的图1中A处的结构放大示意图；

图3为本发明的整体局部结构示意图；

图4为本发明的定位组件整体结构示意图；

图5为本发明的定位组件局部结构示意图；

图6为本发明的第一定位板整体结构示意图；

图7为本发明的第二定位板结构示意图；

图8为本发明的连接组件整体结构示意图；

图9为本发明的紧固组件整体结构示意图；

图10为本发明的安装组件仰视整体爆炸结构示意图；

图11为本发明的安装组件俯视整体爆炸结构示意图。

图中：1、框架柱；2、H型钢；3、连接组件；31、定位组件；311、第一定位板；312、第二定位板；313、第一卡板；314、榫头；315、榫眼；316、第一定位槽；317、固定孔；318、螺纹孔；32、紧固组件；321、加强板；322、固定板；323、第一支板；324、第二支板；325、加强孔；33、安装组件；331、定位环；332、第一卡环；333、第二卡环；334、导向柱；335、支撑环；336、第二卡板；337、第二定位槽；34、高强度螺栓；341、螺栓主体；342、第一螺母；343、第二螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11，本发明提供的一种实施例：

一种具有抗扭功能的双层钢结构，包括：

框架柱1，框架柱1的外部通过连接组件3连接有H型钢2；

连接组件3，连接组件3包括定位组件31、第一卡板313和第二卡板336，第二卡板336连接在框架柱1的外部，第二卡板336的外侧连接有H型钢2，第一卡板313连接在H型钢2的另一端，第一卡板313的一侧连接有第二定位板312，第二定位板312的外部设置有榫头314，榫头314的外部通过榫眼315插接连接有第一定位板311，第一定位板311与第二定位板312皆设置有两个，第一定位板311与第二定位板312相互插接且呈矩形围绕在框架柱1的外部，第一定位板311与第二定位板312皆通过高强度螺栓34连接在框架柱1的外壁；

紧固组件32，紧固组件32包括加强板321，加强板321的两端皆固定连接有固定板322，固定板322通过高强度螺栓34连接在H型钢2的外侧，紧固组件32设置有四个，紧固组件32呈菱形分布安装在相邻H型钢2之间，能够使H型钢2之间的连接更加稳定，有效的避免单个H型钢2连接时出现弯曲。

进一步的，第一定位板311与第二定位板312上皆开设有固定孔317，固定孔317处于榫头314与榫眼315的中心处，第一卡板313的外部开设有第一定位槽316，且第一卡板313通过第一定位槽316卡接在H型钢2的外壁，第一卡板313上开设有两组定位孔，能够分别实现对H型钢2和第二支板324的固定。

进一步的，第一定位板311与第二定位板312上皆开设有螺纹孔318，且螺纹孔318内部螺纹连接有高强度螺栓34至H型钢2的内部，固定孔317的内部贯穿有连接轴，榫眼315上的固定孔317设置有两端，且该固定孔317下端直径小于上端直径，榫头314上固定孔317直径等于榫眼315上下端固定孔317的直径，方便固定孔317内部连接轴的插接，操作方便简单，且能够实现对第一定位板311与第二定位板312的进一步固定限位。

进一步的，加强板321的两侧皆固接有固定板322，固定板322的一侧固定连接有第一支板323，固定板322的另一侧固定连接有第二支板324，第一支板323与第二支板324上开设有加强孔325。

进一步的，加强板321与固定板322呈一百三十五度连接，固定板322与第一支板323和第二支板324呈C形结构，加强板321的两侧结构相同，固定板322、第一支板323和第二支板324通过高强度螺栓34固定连接在H型钢2的凹槽内，且固定板322、第一支板323和第二支板324与第一卡板313和第二卡板336构成H形空腔，配合H型钢2的H形结构，能够进一步提高其截面的抗扭矩性能，从而提高钢结构的抗震抗风性能。

进一步的，加强板321通过固定板322与H型钢2的垂直处呈三角形分布，且紧固组件32与H型钢2的连接角度呈四十五度，固定板322紧贴在H型钢2的垂直处外壁，且H型钢2垂直处的外壁两侧皆连接有固定板322，固定板322与H型钢2的内部贯穿有螺栓主体341，通过加强板321与H型钢2连接的三角形分布，增大了H型钢2之间的连接稳定性，同时提高了H型钢2的抗扭矩性能，通过相邻H型钢2之间的加强板321安装，能够实现H型钢2产生扭矩的相互转移和限定，进而避免了H型钢2出现弯曲。

进一步的，架柱1的外部连接有安装组件33，安装组件33包括定位环331，定位环331的上方固定连接有第一卡环332，第一卡环332的外部套接有第二卡环333，第二卡环333的两侧皆连接有导向柱334，第二卡环333与导向柱334的外部固定连接有支撑环335，支撑环335的外侧固定连接有第二卡板336，第二卡板336的外部开设有第二定位槽337，通过该结构的设置，能够实现对第二卡板336的安装固定，且稳定更高，从而使得安装后的H型钢2的稳定性更高。

进一步的，定位环331通过高强度螺栓34固定连接在框架柱1的外壁，第一卡环332设置有四个，第一卡环332的外侧面呈倾斜状，第一卡环332分矩形分布在定位环331的外部，第二卡环333的内壁对应第一卡环332的外部呈倾斜状，第一卡环332与第二卡环333呈卡合式连接，第二卡环333与第一卡环332卡合后，第一卡环332的内壁对框架柱1的外壁呈挤压状，固定板322对框架柱1内壁的挤压，能够增大固定板322内壁对框架柱1外壁的摩擦力，进而提高两者连接的稳定性。

进一步的，第二卡板336设置有四个，第二定位槽337的内部连接有H型钢2的一侧水平端，第二卡板336上开设有两组定位孔，第二卡板336与第一支板323包裹在H型钢2的一侧水平端，且H型钢2的另一侧水平端外部包裹有第二支板324和第一卡板313，实现对H型钢2水平部的安装固定，提高了H型钢2截面的稳定性。

进一步的，高强度螺栓34包括螺栓主体341，螺栓主体341的外部连接有第一螺母342，第一螺母342的外部连接有第二螺母343，第二螺母343与第一螺母342皆与螺栓主体341呈螺纹连接，第二螺母343的厚度是第一螺母342厚度的一点五倍，第一螺母342与第二螺母343在拧紧后，第一螺母342与第二螺母343之间产生的轴向力，使螺母牙与螺栓牙之间的摩擦力增大而防止螺母自动松脱，进而提高了结构连接的稳定性。

工作原理：本发明在使用时，首先对安装组件33进行安装，安装通过螺栓主体341将定位环331安装在框架柱1的外壁，进一步将第二卡环333套接在第一卡环332的外部，进一步将第二卡环333下锤与第一卡环332相互连接固定，进一步能够在第二卡板336的上方进行H型钢2的安装，安装H型钢2时，首先将H型钢2与第二卡板336上的内侧定位定位孔进行安装，保证H型钢2稳定的同时，能够实现定位组件31的安装。

进一步实现对定位组件31的安装，首先将两组第二定位板312相互对应安装，将第一卡板313卡接在H型钢2的另一端，顶对其内部的定位孔进行安装固定，实现第一卡板313与H型钢2的安装固定，进一步在进行两个第一定位板311的安装，安装时，保证榫头314与榫眼315相互对齐，进而实现两者的相互隼接，进一步当第一定位板311与第二定位板312隼接完成后，实现固定孔317内部连接轴的安装，最后实现紧固组件32的固定。

首先将加强板321两侧的固定板322卡接在H型钢2的侧面凹槽内部，并保证H型钢2两侧的固定板322相互对应，进而通过高强度螺栓34实现对其连接固定，并实现第一支板323与第二卡板336的固定以及第二支板324与第一卡板313的固定，从而实现对H型钢2的端部包裹固定，提高了H型钢2端部的抗扭性能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims

1.一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于，包括：

框架柱（1），所述框架柱（1）的外部通过连接组件（3）连接有H型钢（2）；

连接组件（3），所述连接组件（3）包括定位组件（31）、第一卡板（313）和第二卡板（336），所述第二卡板（336）连接在框架柱（1）的外部，所述第二卡板（336）的外侧连接有H型钢（2），所述第一卡板（313）连接在H型钢（2）的另一端，所述第一卡板（313）的一侧连接有第二定位板（312），所述第二定位板（312）的外部设置有榫头（314），所述榫头（314）的外部通过榫眼（315）插接连接有第一定位板（311），所述第一定位板（311）与第二定位板（312）皆设置有两个，所述第一定位板（311）与第二定位板（312）相互插接且呈矩形围绕在框架柱（1）的外部，所述第一定位板（311）与第二定位板（312）皆通过高强度螺栓（34）连接在框架柱（1）的外壁；

紧固组件（32），所述紧固组件（32）包括加强板（321），所述加强板（321）的两端皆固定连接有固定板（322），所述固定板（322）通过高强度螺栓（34）连接在H型钢（2）的外侧，所述紧固组件（32）设置有四个，所述紧固组件（32）呈菱形分布安装在相邻H型钢（2）之间。

2.根据权利要求1所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述第一定位板（311）与第二定位板（312）上皆开设有固定孔（317），所述固定孔（317）处于榫头（314）与榫眼（315）的中心处，所述第一卡板（313）的外部开设有第一定位槽（316），且第一卡板（313）通过第一定位槽（316）卡接在H型钢（2）的外壁，所述第一卡板（313）上开设有两组定位孔。

3.根据权利要求2所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述第一定位板（311）与第二定位板（312）上皆开设有螺纹孔（318），且螺纹孔（318）内部螺纹连接有高强度螺栓（34）至H型钢（2）的内部，所述固定孔（317）的内部贯穿有连接轴，所述榫眼（315）上的固定孔（317）设置有两端，且该固定孔（317）下端直径小于上端直径，所述榫头（314）上固定孔（317）直径等于榫眼（315）上下端固定孔（317）的直径。

4.根据权利要求1所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述加强板（321）的两侧皆固接有固定板（322），所述固定板（322）的一侧固定连接有第一支板（323），所述固定板（322）的另一侧固定连接有第二支板（324），所述第一支板（323）与第二支板（324）上开设有加强孔（325）。

5.根据权利要求4所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述加强板（321）与固定板（322）呈一百三十五度连接，所述固定板（322）与第一支板（323）和第二支板（324）呈C形结构，所述加强板（321）的两侧结构相同，所述固定板（322）、第一支板（323）和第二支板（324）通过高强度螺栓（34）固定连接在H型钢（2）的凹槽内，且固定板（322）、第一支板（323）和第二支板（324）与第一卡板（313）和第二卡板（336）构成H形空腔。

6.根据权利要求1所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述加强板（321）通过固定板（322）与H型钢（2）的垂直处呈三角形分布，且紧固组件（32）与H型钢（2）的连接角度呈四十五度，所述固定板（322）紧贴在H型钢（2）的垂直处外壁，且H型钢（2）垂直处的外壁两侧皆连接有固定板（322），所述固定板（322）与H型钢（2）的内部贯穿有螺栓主体（341）。

7.根据权利要求1所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述架柱（1）的外部连接有安装组件（33），所述安装组件（33）包括定位环（331），所述定位环（331）的上方固定连接有第一卡环（332），所述第一卡环（332）的外部套接有第二卡环（333），所述第二卡环（333）的两侧皆连接有导向柱（334），所述第二卡环（333）与导向柱（334）的外部固定连接有支撑环（335），所述支撑环（335）的外侧固定连接有第二卡板（336），所述第二卡板（336）的外部开设有第二定位槽（337）。

8.根据权利要求7所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述定位环（331）通过高强度螺栓（34）固定连接在框架柱（1）的外壁，所述第一卡环（332）设置有四个，所述第一卡环（332）的外侧面呈倾斜状，所述第一卡环（332）分矩形分布在定位环（331）的外部，所述第二卡环（333）的内壁对应第一卡环（332）的外部呈倾斜状，所述第一卡环（332）与第二卡环（333）呈卡合式连接，所述第二卡环（333）与第一卡环（332）卡合后，第一卡环（332）的内壁对框架柱（1）的外壁呈挤压状。

9.根据权利要求7所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述第二卡板（336）设置有四个，所述第二定位槽（337）的内部连接有H型钢（2）的一侧水平端，所述第二卡板（336）上开设有两组定位孔，所述第二卡板（336）与第一支板（323）包裹在H型钢（2）的一侧水平端，且H型钢（2）的另一侧水平端外部包裹有第二支板（324）和第一卡板（313）。

10.根据权利要求1所述的一种具有抗扭功能的双层钢结构，其特征在于：所述高强度螺栓（34）包括螺栓主体（341），所述螺栓主体（341）的外部连接有第一螺母（342），所述第一螺母（342）的外部连接有第二螺母（343），所述第二螺母（343）与第一螺母（342）皆与螺栓主体（341）呈螺纹连接，所述第二螺母（343）的厚度是第一螺母（342）厚度的一点五倍。