CN113898067A - 一种用于模块化建筑的连接节点及模块化建筑 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于模块化建筑的连接节点及模块化建筑，连接节点包括上层柱、下层柱和中间连接柱，下层柱内设有下插孔，中间连接柱下端设有下凸起，下插孔孔壁上设有下螺旋槽，以供下凸起进入下螺旋槽内，下螺旋槽下端设有下凹槽，以供下凸起嵌入下凹槽内与下层柱在周向上止转配合；上层柱和下层柱的间隔内设有夹设件。本发明的中间连接柱与下层柱和上层柱均为旋插连接，在与下层柱连接时，只依靠重力便可与下层柱自动旋锁，较之传统焊接和螺栓连接，施工速度更快。同时中间连接柱的截面面积较传统连接件更大，具有更好的抗水平荷载性能。此外上层柱内有上弹簧、下层柱内有下弹簧、上下层柱之间有弹性夹设件，大大提高了模块化建筑的抗震性能。

Description

一种用于模块化建筑的连接节点及模块化建筑

技术领域

本发明涉及模块化建筑技术领域，具体涉及一种用于模块化建筑的连接节点及模块化建筑。

背景技术

目前我国建筑行业大力推广使用装配式建筑，钢结构建筑是装配式建筑中的主流方向，钢结构模块化建筑是钢结构建筑中的一个热点且新兴的研究方向。模块化建筑是将传统的房屋按照特定的使用功能分成一个个单个的模块，采用工厂预先制作，通过运输工具装运至施工现场，现场装配安装而成的建筑。模块化建筑生产周期短、施工速度快、施工质量高且绿色环保，是未来发展潜力巨大的结构模式。

在模块化建筑中，存在许多的钢结构连接节点，例如上层柱和下层柱之间的连接，目前通常是采用焊接或螺栓连接，施工速度慢，且连接节点的抗水平荷载性能较差，此外上层柱和下层柱之间的抗震性能也较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于模块化建筑的连接节点，以解决现有技术中的连接节点施工速度慢的问题；本发明的目的还在于提供一种模块化建筑，以解决现有模块化建筑的连接节点施工速度慢的问题。

为实现上述目的，本发明中的用于模块化建筑的连接节点采用如下技术方案：

一种用于模块化建筑的连接节点，包括上层柱和下层柱，所述连接节点还包括中间连接柱，中间连接柱的上端与上层柱连接，上层柱和中间连接柱的上端分别设置有相互配合连接的连接结构；中间连接柱的下端与下层柱连接，下层柱内设置有供中间连接柱的下端插入的下插孔，中间连接柱下端的外周面上设置有至少两个下凸起，下插孔的孔壁上设置有由上至下延伸的至少两个下螺旋槽，下螺旋槽的上端延伸至下插孔的孔口处，以供下凸起进入下螺旋槽内，下螺旋槽的下端设置有沿下插孔轴向延伸的下凹槽，以供下凸起嵌入下凹槽内并与下层柱在周向上止转配合；上层柱和下层柱之间具有间隔，所述连接节点还包括夹设在上层柱和下层柱之间的夹设件。

上述技术方案的有益效果在于：本发明的连接节点包括中间连接柱，中间连接柱的上端与上层柱连接，下端与下层柱连接，由于中间连接柱下端的外周面上设置有至少两个下凸起，下层柱内设置有下插孔，下插孔的孔壁上设置有至少两个下螺旋槽，下螺旋槽的上端延伸至下插孔的孔口处，因此下凸起可以进入下螺旋槽内，和中间连接柱的下端一起插入下插孔内，并且在中间连接柱的重力作用下，下凸起可以沿着下螺旋槽向下移动，使中间连接柱实现旋转插入，该过程不需要主动对中间连接柱施加旋转动力，安装比较方便。同时，下螺旋槽的下端设置有沿下插孔轴向延伸的下凹槽，这样当下凸起运动到下螺旋槽的末端时就会进入到下凹槽内，然后上提中间连接柱，就可以通过下凸起与下凹槽槽壁之间的挡止配合实现下凸起与下层柱在周向上的止转配合，避免中间连接柱和下层柱发生相对转动。最后，上层柱和下层柱之间具有间隔，连接节点还包括夹设在上层柱和下层柱之间的夹设件，这样就可以保持住中间连接柱的连接状态，保证连接效果。

采用本发明的连接节点，中间连接柱与上层柱连接后，只需依靠重力便可与下层柱自动旋锁，较之传统焊接和螺栓连接，施工速度更快。

进一步地，为了方便中间连接柱与上层柱之间的连接，加快施工速度，中间连接柱上端的连接结构为设置在中间连接柱上端外周面上的上凸起，上层柱上的连接结构包括设置在上层柱内的上插孔以及设置在上插孔的孔壁上的由下至上延伸的上螺旋槽，上螺旋槽的旋向与下螺旋槽的旋向相同，上螺旋槽的下端延伸至上插孔的孔口处，以供上凸起进入上螺旋槽内，上螺旋槽的上端设置有沿上插孔轴向延伸的上凹槽，以供上凸起进入上凹槽内并与上层柱在周向上止转配合。

进一步地，为了避免上凸起退出上凹槽，同时提高连接节点的抗震性能，上插孔内设置有上弹性件，中间连接柱的上端与上弹性件顶压配合。

进一步地，为了提高受力效果，保证连接强度，上凸起有至少两个且沿中间连接柱的周向均布设置，对应的上螺旋槽也有至少两条。

进一步地，为了方便中间连接柱与上层柱之间的连接，同时也方便中间连接柱与下层柱之间的连接，使中间连接柱在与上层柱连接后仍可相对于上层柱旋转，中间连接柱上端的连接结构为连接螺柱，上层柱上的连接结构包括设置在上层柱内的连接孔，连接孔包括下方的螺纹孔和上方的光孔，光孔的内径大于螺纹孔的内径，且光孔的长度大于连接螺柱的长度，以供连接螺柱旋过螺纹孔进入光孔内。

进一步地，为了避免下凸起退出下凹槽，同时提高连接节点的抗震性能，下插孔内设置有下弹性件，中间连接柱的下端与下弹性件顶压配合。

进一步地，为了方便夹设件的安装，同时提高连接节点的抗震性能，夹设件为能够产生弹性变形的弹性夹设件。

进一步地，为了方便夹设件的制造、安装和拆卸，夹设件包括一端铰接相连、另一端可拆连接的两个半圆环。

进一步地，为了提高受力效果，保证连接强度，下凸起有三个且沿中间连接柱的周向均布设置，对应的下螺旋槽也有三条。

为实现上述目的，本发明中的模块化建筑采用如下技术方案：

一种模块化建筑，包括多个连接节点，连接节点包括上层柱和下层柱，所述连接节点还包括中间连接柱，中间连接柱的上端与上层柱连接，上层柱和中间连接柱的上端分别设置有相互配合连接的连接结构；中间连接柱的下端与下层柱连接，下层柱内设置有供中间连接柱的下端插入的下插孔，中间连接柱下端的外周面上设置有下凸起，下插孔的孔壁上设置有由上至下延伸的下螺旋槽，下螺旋槽的上端延伸至下插孔的孔口处，以供下凸起进入下螺旋槽内，下螺旋槽的下端设置有沿下插孔轴向延伸的下凹槽，以供下凸起嵌入下凹槽内并与下层柱在周向上止转配合；上层柱和下层柱之间具有间隔，所述连接节点还包括夹设在上层柱和下层柱之间的夹设件。

上述技术方案的有益效果在于：本发明的连接节点包括中间连接柱，中间连接柱的上端与上层柱连接，下端与下层柱连接，由于中间连接柱下端的外周面上设置有下凸起，下层柱内设置有下插孔，下插孔的孔壁上设置有下螺旋槽，下螺旋槽的上端延伸至下插孔的孔口处，因此下凸起可以进入下螺旋槽内，和中间连接柱的下端一起插入下插孔内，并且在中间连接柱的重力作用下，下凸起可以沿着下螺旋槽向下移动，使中间连接柱实现旋转插入，该过程不需要主动对中间连接柱施加旋转动力，安装比较方便。同时，下螺旋槽的下端设置有沿下插孔轴向延伸的下凹槽，这样当下凸起运动到下螺旋槽的末端时就会进入到下凹槽内，然后上提中间连接柱，就可以通过下凸起与下凹槽槽壁之间的挡止配合实现下凸起与下层柱在周向上的止转配合，避免中间连接柱和下层柱发生相对转动。最后，上层柱和下层柱之间具有间隔，连接节点还包括夹设在上层柱和下层柱之间的夹设件，这样就可以保持住中间连接柱的连接状态，保证连接效果。

采用本发明的连接节点，中间连接柱与上层柱连接后，只需依靠重力便可与下层柱自动旋锁，较之传统焊接和螺栓连接，施工速度更快。

进一步地，为了方便中间连接柱与上层柱之间的连接，加快施工速度，中间连接柱上端的连接结构为设置在中间连接柱上端外周面上的上凸起，上层柱上的连接结构包括设置在上层柱内的上插孔以及设置在上插孔的孔壁上的由下至上延伸的上螺旋槽，上螺旋槽的旋向与下螺旋槽的旋向相同，上螺旋槽的下端延伸至上插孔的孔口处，以供上凸起进入上螺旋槽内，上螺旋槽的上端设置有沿上插孔轴向延伸的上凹槽，以供上凸起进入上凹槽内并与上层柱在周向上止转配合。

进一步地，为了避免上凸起退出上凹槽，同时提高连接节点的抗震性能，上插孔内设置有上弹性件，中间连接柱的上端与上弹性件顶压配合。

进一步地，为了提高受力效果，保证连接强度，上凸起有至少两个且沿中间连接柱的周向均布设置，对应的上螺旋槽也有至少两条。

进一步地，为了方便中间连接柱与上层柱之间的连接，同时也方便中间连接柱与下层柱之间的连接，使中间连接柱在与上层柱连接后仍可相对于上层柱旋转，中间连接柱上端的连接结构为连接螺柱，上层柱上的连接结构包括设置在上层柱内的连接孔，连接孔包括下方的螺纹孔和上方的光孔，光孔的内径大于螺纹孔的内径，且光孔的长度大于连接螺柱的长度，以供连接螺柱旋过螺纹孔进入光孔内。

进一步地，为了避免下凸起退出下凹槽，同时提高连接节点的抗震性能，下插孔内设置有下弹性件，中间连接柱的下端与下弹性件顶压配合。

进一步地，为了方便夹设件的安装，同时提高连接节点的抗震性能，夹设件为能够产生弹性变形的弹性夹设件。

进一步地，为了方便夹设件的制造、安装和拆卸，夹设件包括一端铰接相连、另一端可拆连接的两个半圆环。

进一步地，为了提高受力效果，保证连接强度，下凸起有三个且沿中间连接柱的周向均布设置，对应的下螺旋槽也有三条。

附图说明

图1为本发明中用于模块化建筑的连接节点的结构透视图（中间连接件未与上层柱连接）；

图2为本发明中用于模块化建筑的连接节点的下层柱的立体图；

图3为本发明中用于模块化建筑的连接节点的下层柱的剖视图；

图4为本发明中用于模块化建筑的连接节点的上层柱的立体图；

图5为本发明中用于模块化建筑的连接节点的上层柱的剖视图；

图6为本发明中用于模块化建筑的连接节点的中间连接柱的立体图；

图7为本发明中用于模块化建筑的连接节点的夹设件的结构图；

图8为本发明中用于模块化建筑的连接节点的上弹簧的结构图。

图中：1、下层柱；11、下插孔；12、下螺旋槽；13、下凹槽；2、上层柱；21、上插孔；22、上螺旋槽；23、上凹槽；3、中间连接柱；31、上凸起；32、下凸起；4、上弹簧；5、下弹簧；6、夹设件；61、半圆环；62、插套。

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了，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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中用于模块化建筑的连接节点（以下简称连接节点）的实施例1如图1所示，包括下层柱1、上层柱2、中间连接柱3、上弹簧4、下弹簧5、夹设件6。

具体地，上层柱2用于连接模块化建筑中上方的立柱，下层柱1用于连接模块化建筑中下方的立柱，整个连接节点是为了实现模块化建筑中上下立柱之间的连接，或者上层柱2直接为模块化建筑中上方的立柱，下层柱1直接为模块化建筑中下方的立柱，上下立柱通过中间连接柱3进行连接。

中间连接柱3的上端与上层柱2连接，上层柱2和中间连接柱3的上端分别设置有相互配合连接的连接结构。具体地，结合图1和图6所示，中间连接柱3上端的连接结构为设置在中间连接柱3上端外周面上的上凸起31，上凸起31有三个且沿中间连接柱3的周向均布设置。如图4和图5所示，上层柱2上的连接结构包括设置在上层柱2内的上插孔21以及设置在上插孔21的孔壁上的由下至上延伸的上螺旋槽22，上螺旋槽22有三条且均布设置，上螺旋槽22的下端延伸至上插孔21的下端孔口处，以供上凸起31进入上螺旋槽22内，上螺旋槽22的上端设置有沿上插孔21轴向延伸的上凹槽23，上凹槽23和上螺旋槽22是连通的，可供上凸起31进入上凹槽23内并与上层柱2在周向上止转配合。

如图1所示，上弹簧4设置在上插孔21内，构成上弹性件，如图8所示，上弹簧4为螺旋弹簧。中间连接柱3在与上层柱2进行连接时，中间连接柱3上端的上凸起31进入上螺旋槽22中，中间连接柱3边旋转边进入上插孔21内，到达上插孔21的孔底时顶压上弹簧4，且上凸起31进入上凹槽23内，在上弹簧4的反作用力下，上凸起31卡在上凹槽23的底部，与上凹槽23的槽壁挡止配合，从而实现与上层柱2在周向上止转配合。

中间连接柱3的下端与下层柱1连接，如图6所示，中间连接柱3下端的外周面上设置有下凸起32，下凸起32也有三个且沿中间连接柱3的周向均布设置，下凸起32和上凸起31均为圆柱形凸起。结合图2和图3所示，下层柱1内设置有供中间连接柱3的下端插入的下插孔11，下插孔11的孔壁上设置有由上至下延伸的下螺旋槽12，下螺旋槽12有三条且均布设置，下螺旋槽12的上端延伸至下插孔11的上端孔口处，以供下凸起32进入下螺旋槽12内，下螺旋槽12的下端设置有沿下插孔11轴向延伸的下凹槽13，下凹槽13与下螺旋槽12是连通的，可供下凸起32嵌入下凹槽13内并与下层柱1在周向上止转配合。

如图1所示，下弹簧5设置在下插孔11内，构成下弹性件，下弹簧5的结构与上弹簧4相同。中间连接柱3在与下层柱1进行连接时，中间连接柱3下端的下凸起32进入下螺旋槽12中，中间连接柱3边旋转边进入下层柱1内，到达下插孔11的孔底时顶压下弹簧5，且下凸起32进入下凹槽13内，在下弹簧5的反作用力下，下凸起32卡在下凹槽13的上部，与下凹槽13的槽壁挡止配合，从而实现与下层柱1在周向上止转配合。

中间连接柱3在与下层柱1和上层柱2连接后，下层柱1和上层柱2之间具有间隔，夹设件6夹设在下层柱1和上层柱2之间。为了方便安装，同时提高连接节点的抗震性能，夹设件6为能够产生弹性变形的弹性夹设件。具体地，夹设件6采用碟簧制成，如图7所示，是将完整的碟簧圆环分割为两个半圆环61，两个半圆环61的一端铰接相连、另一端可拆连接，具体是两个半圆环61上分别固定有插套62，两个插套62在两个半圆环61对合成完整的圆环时上下错开且同轴布置，连接节点还包括用于插装在两个插套62中的插销。

本发明的连接节点在组装时，首先将模块化单元吊起，上层柱2处于悬空状态，然后将中间连接柱3按上螺旋槽22的螺旋方向旋入上插孔21内，直至上插孔21的上部，中间连接柱3顶压上弹簧4，上凸起31进入上凹槽23后在上弹簧4的反作用力下卡在上凹槽23的底部，与上层柱2在周向上止转配合。然后，将模块化单元缓缓下降，中间连接柱3下端的下凸起32对准下螺旋槽12，如图1所示，由于下螺旋槽12的旋向与上螺旋槽22的旋向相同，因此随着模块化单元缓缓下降，上层柱2和中间连接柱3一起边旋转、边下降，两者之间仍然是周向止转的关系，并且在此过程中，中间连接柱3依靠重力即可自行旋转插入下插孔11内，直至下插孔11的底部，中间连接柱3顶压下弹簧5，下凸起32进入下凹槽13内，然后上提，在上提作用和下弹簧5的共同作用下，下凸起32卡在下凹槽13的上部，与下层柱1在周向上止转配合。最后，在下层柱1和上层柱2之间放入夹设件6，节点安装完成。

采用本发明的连接节点，中间连接柱3与下层柱1和上层柱2之间均为旋插连接，尤其是在与下层柱1进行连接时，只需依靠重力便可与下层柱自动旋锁，较之传统焊接和螺栓连接，施工速度更快。同时，中间连接柱3的截面面积较传统连接件更大，具有更好的抗水平荷载性能。此外，上层柱2内设有上弹簧4、下层柱1内设有下弹簧5、下层柱1和上层柱2之间设有弹性的夹设件6，大大提高了模块化建筑的抗震性能。

本发明中用于模块化建筑的连接节点的实施例2：与实施例1不同的是中间连接柱与上层柱之间的连接方式，在本实施例中，中间连接柱上端的连接结构为连接螺柱，上层柱上的连接结构包括设置在上层柱内的连接孔，连接孔包括下方的螺纹孔和上方的光孔，光孔的内径大于螺纹孔的内径，且光孔的长度大于连接螺柱的长度。

在进行中间连接柱与上层柱的连接时，中间连接柱上端的连接螺柱首先与螺纹孔螺纹连接，中间连接柱边旋转边向上移动，直至连接螺柱完全旋过螺纹孔进入光孔内，此时连接螺柱最下端的一圈螺牙悬挂在螺纹孔的最上端的一圈螺牙上，使得中间连接柱可以与上层柱相互转动配合。

随后在进行中间连接柱与下层柱的连接时，只有中间连接柱在自重作用下边旋转边插入下层柱内，而上层柱则不旋转，该种形式的连接节点适用于上层柱无法旋转的使用场合。

在用于模块化建筑的连接节点的其他实施例中：上凸起和下凸起可以只设置两个，相应的上螺旋槽和下螺旋槽也分别设置两条；当然，也可以是大于三个；当然，上凸起、上螺旋槽也可以均只有一个。

在用于模块化建筑的连接节点的其他实施例中：夹设件的两个半圆环的两端均可拆连接，没有铰接；夹设件也可以是多个分开布置的夹设块，或者多个分开布置的弧形板。

在用于模块化建筑的连接节点的其他实施例中：夹设件也可以是刚性的，不可弹性变形。

在用于模块化建筑的连接节点的其他实施例中：上弹性件和下弹性件也可以均是橡胶件。

在用于模块化建筑的连接节点的其他实施例中：下插孔内不设置下弹性件，当中间连接柱上的下凸起进入下凹槽内以后，靠上提作用使下凸起卡入下凹槽的上部，从而与下层柱在周向上止转配合，随后靠夹设件夹设在上层柱和下层柱之间，保持中间连接柱和下层柱的连接状态。

在用于模块化建筑的连接节点的其他实施例中：上插孔内不设置上弹性件，中间连接柱上的上凸起进入上凹槽后，靠自重悬挂并卡在上凹槽的的底部，与上层柱在周向上止转配合。

本发明中模块化建筑的实施例为：模块化建筑包括多个连接节点，连接节点的具体结构与上述实施例中的用于模块化建筑的连接节点相同，在此不再重述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于模块化建筑的连接节点，包括上层柱和下层柱，其特征在于：所述连接节点还包括中间连接柱，中间连接柱的上端与上层柱连接，上层柱和中间连接柱的上端分别设置有相互配合连接的连接结构；中间连接柱的下端与下层柱连接，下层柱内设置有供中间连接柱的下端插入的下插孔，中间连接柱下端的外周面上设置有至少两个下凸起，下插孔的孔壁上设置有由上至下延伸的至少两个下螺旋槽，下螺旋槽的上端延伸至下插孔的孔口处，以供下凸起进入下螺旋槽内，下螺旋槽的下端设置有沿下插孔轴向延伸的下凹槽，以供下凸起嵌入下凹槽内并与下层柱在周向上止转配合；上层柱和下层柱之间具有间隔，所述连接节点还包括夹设在上层柱和下层柱之间的夹设件。

2.根据权利要求1所述的用于模块化建筑的连接节点，其特征在于：中间连接柱上端的连接结构为设置在中间连接柱上端外周面上的上凸起，上层柱上的连接结构包括设置在上层柱内的上插孔以及设置在上插孔的孔壁上的由下至上延伸的上螺旋槽，上螺旋槽的旋向与下螺旋槽的旋向相同，上螺旋槽的下端延伸至上插孔的孔口处，以供上凸起进入上螺旋槽内，上螺旋槽的上端设置有沿上插孔轴向延伸的上凹槽，以供上凸起进入上凹槽内并与上层柱在周向上止转配合。

3.根据权利要求2所述的用于模块化建筑的连接节点，其特征在于：上插孔内设置有上弹性件，中间连接柱的上端与上弹性件顶压配合。

4.根据权利要求2所述的用于模块化建筑的连接节点，其特征在于：上凸起有至少两个且沿中间连接柱的周向均布设置，对应的上螺旋槽也有至少两条。

5.根据权利要求1所述的用于模块化建筑的连接节点，其特征在于：中间连接柱上端的连接结构为连接螺柱，上层柱上的连接结构包括设置在上层柱内的连接孔，连接孔包括下方的螺纹孔和上方的光孔，光孔的内径大于螺纹孔的内径，且光孔的长度大于连接螺柱的长度，以供连接螺柱旋过螺纹孔进入光孔内。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的用于模块化建筑的连接节点，其特征在于：下插孔内设置有下弹性件，中间连接柱的下端与下弹性件顶压配合。

7.根据权利要求1~5任意一项所述的用于模块化建筑的连接节点，其特征在于：夹设件为能够产生弹性变形的弹性夹设件。

8.根据权利要求1~5任意一项所述的用于模块化建筑的连接节点，其特征在于：夹设件包括一端铰接相连、另一端可拆连接的两个半圆环。

9.根据权利要求1~5任意一项所述的用于模块化建筑的连接节点，其特征在于：下凸起有三个且沿中间连接柱的周向均布设置，对应的下螺旋槽也有三条。

10.一种模块化建筑，包括多个连接节点，其特征在于，连接节点与权利要求1~9中任意一项所述的用于模块化建筑的连接节点相同。

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