CN114411958B - 一种钢柱连接结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢柱连接结构,包括组合件,组合件包括若干直角片、若干F形片,直角片用于配合钢柱的四角处的位置,连接钢柱和F形片,直角片包括垂直的、相同的两个安装片,每个安装片上均设置有上下对齐的两个腰形通槽,且两个安装片上的腰形通槽成对称状态,F形片用于连接钢柱同侧的两个直角片和横梁,且钢柱同侧的两个直角片上设置上下两个镜像对称的F形片,F形片包括竖直片一、竖直片二、水平片,竖直片一和竖直片二之间的间距等于直角片的厚度,竖直片一上设置有两个通孔一,竖直片二上设置有和通孔一对齐的两个通孔二,水平片上设置有两处用于连接横梁的连接孔位,组合件通过不同的组合方式,可以完全适用于1‑4个横梁结合不同位置,组合出的各种情况。
Description
技术领域
本发明涉及钢材建筑的结构连接,特别涉及一种钢柱连接结构及其安装方法。
背景技术
钢结构在建筑中已经得到越来越多的应用,相比传统钢筋混凝土的浇筑模式,钢结构可以通过搭建快速完成,提高效率,缩短工期。并且钢结构还可以拆卸,对于一些临时性建筑,如工地的临时宿舍、公共场合的临时厕所等,是非常合适的选择。钢柱和横梁之间的连接结构,是钢结构中非常重要的一种,在保证稳固和承重能力的同时还需要连接方便。一般钢柱呈口字形,四个侧面均可以连接横梁,即在整个钢结构中,不同钢柱上连接横梁的数量、连接位置是不同的,具有多种连接结构。目前,钢柱和横梁之间的连接结构一般是采用一套多种外形的连接件,用不同外形的连接件去对应横梁和钢柱的不同连接结构,再通过螺栓螺母紧固件进行连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢柱连接结构及其安装方法,通过一套组合件,通过不同的组合方式,可以完全适用于1-4个横梁结合不同位置,组合出的各种情况,具有提高适用范围、方便操作的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种钢柱连接结构,包括组合件,所述组合件用于连接口字形的钢柱和口字形的横梁,所述组合件包括若干直角片、若干F形片,所述直角片用于配合钢柱的四角处的位置,连接钢柱和F形片,直角片包括垂直的、相同的两个安装片,每个安装片上均设置有上下对齐的两个腰形通槽,且两个安装片上的腰形通槽成对称状态,所述F形片用于连接钢柱同侧的两个直角片和横梁,且钢柱同侧的两个直角片上设置上下两个镜像对称的F形片,F形片包括竖直片一、竖直片二、水平片,竖直片一和竖直片二之间的间距等于直角片的厚度,竖直片一上设置有两个通孔一,竖直片二上设置有和通孔一对齐的两个通孔二,水平片上设置有两处用于连接横梁的连接孔位。
采用上述技术方案,以一个横梁作为示例,将该横梁需要连接到的钢柱的侧面设定为侧面一,将两个直角片的一个安装片分别贴合到垂直于侧面一的两个侧面,腰形通槽和对应的安装孔位一对齐,两个直角片的另一安装片均处于侧面一的前侧,且和侧面一之间留出间距,将两个F形片一上一下插入到侧面一前侧的两个直角片之间,此时,通孔一、通孔二与对应的腰形通槽、安装孔位一对齐,调整位置,使竖直片一贴合侧面一,通过紧固件(螺栓和螺母),将两个直角片、两个F形片固定连接到钢柱,如果横梁的数量为两个,并且呈180度时,按照上述过程,再将两个直角片、两个F形片对称地固定连接到钢柱即可,如果横梁的数量为两个,并且呈90度时,将另一个横梁的安装侧面设定为侧面二,在侧面二上再设置一个直角片,同时调整侧面二对应的两个直角片和侧面二之间的间距,并将两个F形片一上一下插入,结合上述两种情况,很容易可以得出横梁的数量为三个、四个时的连接方式。即组合件通过不同的组合方式,可以完全适用于1-4个横梁结合不同位置,组合出的各种情况
作为优选,所述F形片的水平片的两侧均弯折有朝向竖直片一和竖直片二的弯折片,每个所述弯折片上也设置有一处用于连接横梁的连接孔位。
采用上述技术方案,两个F形片的水平片,只能连接横梁的上壁、下壁,设置弯折片并在弯折片上也设置连接孔位,进一步提高F形片和连接横梁之间的稳固性。
作为优选,所述连接孔位为螺母,水平片、弯折片的外侧面均设置有通孔三,内侧面对应通孔三的位置设置有一圈六边环形凸起,螺母卡于六边环形凸起内。
采用上述技术方案,达到了“连接孔位一设计为螺纹孔”的效果,又避免了在F形片上开设螺纹孔。
作为优选,在两个F形片之间还设置有矩形框状的限位挡块,所述限位挡块的四个侧面分别和同侧的六边环形凸起贴合,且对应六边环形凸起的位置还设置有通孔五,限位挡块靠近竖直片二的端部和竖直片二贴合,限位挡块上还设置有上下两个凸起条,六边环形凸起靠近竖直片二的边缘和竖直片二平行,凸起条抵住六边环形凸起的该边缘。
采用上述技术方案,设置限位挡块,配合六边环形凸起,完全固定螺母,避免螺栓和螺母配合的过程中,有可能将螺母顶出六边环形凸起。
作为优选,所述F形片由L形片一、L形片二叠加组成,L形片一处于外侧,其竖直部分一为所述竖直片一,L形片二处于内侧,其竖直部分二为所述竖直片二,对于L形片一的水平部分一,两侧边缘设置有朝向其竖直部分一的弯折部分一,对于L形片二的水平部分二,两侧边缘设置有朝向其竖直部分二的弯折片部分二,弯折部分一、弯折部分二组成所述弯折片,所述通孔三设置于L形片一的水平部分一、弯折部分一,所述六边环形凸起设置于L形片二的水平部分二、弯折部分二。
采用上述技术方案,F形片很难直接通过钣金加工获得,将其分解为L形片一、L形片二之后,对钢板切割出相应的外形,再通过钣金和冲压加工即可,在生产加工上更加方便。
作为优选,对于L形片二,其弯折部分二贴合自身的竖直部分二。
采用上述技术方案,增加L形片二自身的抗形变能力。
作为优选,当两个F形片呈上下镜像对称设置于两个直角片上后,L形片一的弯折部分一也贴合L形片二的竖直部分二,同时上侧的弯折部分一、弯折部分二还抵住下侧的弯折部分一、弯折部分二。
采用上述技术方案,完成连接后,增加L形片一、L形片二的抗形变能力。
一种钢柱连接结构的安装方法,包括:
S1、根据实际情况,确定钢柱上需要连接的横梁的数量,横梁的数量至少1个,最多4个,确定每个横梁对应钢柱的侧面,将钢柱上需要连接横梁的侧面标记为连接侧面;
S2、根据S1中连接侧面的位置,选出对应的直角片和F形片,直角片数量至少2个,最多4个,对于任意一个连接侧面,需要对应两个直角片,对于任意一个连接侧面,还需要两个F形片;
S3、对于任意一个连接侧面,通过紧固件,配合通孔一、通孔二、腰形通槽、安装孔位一,先将两个直角片、下侧的F形片安装到钢柱;
S4、将合适数量的螺母卡入到S3中安装到钢柱的两个直角片、下侧F形片上的各个六边环形凸起内,限位挡片先处于六边环形凸的前侧,调整高度,使下方的凸起条高于下侧F形片的水平片上的六边环形凸起,同时,固定下侧F形片的紧固件在限位挡片内,后移限位挡片,使限位挡片靠近竖直片二的侧面抵住竖直片二,在下移限位挡片至抵住水片片,凸起条也同时抵住六边环形凸起;
S5、将合适数量的螺母卡入S3中少安装的F形片上的各个六边环形凸起内,将该F形片安装到钢柱;
S6、将横梁端部套入到对应连接侧面的两个F形片中,横梁端部的四个侧面均设置有安装孔位二,螺栓穿过安装孔位二、对应的通孔三,和对应的螺母连接。
采用上述技术方案,方便地利用组合件,完成钢柱和横梁的连接。
附图说明
图1为实施例钢柱和一个横梁的连接示意图;
图2为实施例钢柱和横梁在主视方向上的剖视图;
图3为实施例A部分放大示意图;
图4为实施例两个直角片和两个F形片安装于钢柱的示意图;
图5为实施例L形片二的示意图;
图6为实施例L形片一的示意图;
图7为实施例L形片一、L形片二组成F形片的示意图;
图8为实施例先连接固定完下侧F形片的示意图;
图9为实施例限位挡块的示意图;
图10为实施例限位挡块开始装入下侧F形片时的位置示意图;
图11为实施例钢柱和两个180度横梁的示意图;
图12为实施例钢柱和两个90度横梁的示意图;
图13为实施例钢柱和三个横梁的示意图;
图14为实施例钢柱和三个横梁连接过程中,先连接固定完所有下侧F形片的俯视图;
图15为实施例钢柱和四个横梁的示意图;
图16为实施例钢柱和四个横梁连接过程中,先连接固定完所有下侧F形片的俯视图。
附图标记:1、钢柱;11、安装孔位一;2、横梁;21、安装孔位二;3、直角片;31、安装片;311、腰形通槽;4、F形片;41、通孔三;42、六边环形凸起;5、L形片一;51、竖直部分一;511、通孔一;52、水平部分一;53、弯折部分一;6、L形片二;61、竖直部分二;611、通孔二;62、水平部分二;63、弯折部分二;7、螺母;8、限位挡块;81、通孔五;82、凸起条;9、紧固件;10、螺栓。
具体实施方式
以下所述仅是本发明的优选实施方式,保护范围并不仅局限于该实施例,凡属于本发明思路下的技术方案应当属于本发明的保护范围。同时应当指出,对于本技术领域的普通技术人员而言,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
如图1到图3所示,一种钢柱连接结构,包括组合件,组合件用于连接口字形的钢柱1和口字形的横梁2。根据钢柱1的截面结构,钢柱1的四个侧面均可以连接横梁2,即一个钢柱1连接横梁2的数量为至少1个,最多4个。组合件通过不同的组合方式,可以完全适用于1-4个横梁2结合不同位置,组合出的各种情况。
组合件包括若干直角片3、若干F形片4。直角片3用于配合钢柱1的四角处的位置,连接钢柱1和F形片4。直角片3包括垂直的、相同的两个安装片31,每个安装片31上均设置有上下对齐的两个腰形通槽311,且两个安装片31上的腰形通槽311成对称状态。对应的,钢柱1顶部的四个侧面上均设置有安装孔位一11,安装孔位一11用于配合腰形通槽311,共计有四个,并刚好处于一个矩形的四个角位置。
如图4和图8所示,F形片4用于连接钢柱1同侧的两个直角片3和横梁2,且钢柱1同侧的两个直角片3上设置上下两个镜像对称的F形片4,即一个横梁2配合两个F形片4。F形片4包括竖直片一、竖直片二、水平片,竖直片一和竖直片二之间的间距等于直角片3的厚度。竖直片一上设置有两个通孔一511,竖直片二上设置有和通孔一511对齐的两个通孔二611。
如图4和图8所示,先以一个横梁2作为示例,将该横梁2需要连接到的钢柱1的侧面设定为侧面一。将两个直角片3的一个安装片31分别贴合到垂直于侧面一的两个侧面,腰形通槽311和对应的安装孔位一11对齐。两个直角片3的另一安装片31均处于侧面一的前侧,且和侧面一之间留出间距。将两个F形片4一上一下插入到侧面一前侧的两个直角片3之间,此时,通孔一511、通孔二611与对应的腰形通槽311、安装孔位一11对齐。调整位置,使竖直片一贴合侧面一。通过紧固件9(螺栓10和螺母7),将两个直角片3、两个F形片4固定连接到钢柱1。
另外,将两个安装片31设定为安装片31一、安装片31二,其腰形通槽311设定为腰形通槽311一、腰形通槽311二。当腰形通槽311一远离安装片31二的端部和钢柱1的安装孔位一11配合时,安装片31二和钢柱1对应侧面之间的间距等于竖直片一的厚度;同理,当腰形通槽311二远离安装片31一的端部和钢柱1的安装孔位一11配合时,安装片31一和钢柱1对应侧面之间的间距也等于竖直片一的厚度。这样,直角片3、F形片4一起固定连接到钢柱1后,提高直角片3、F形片4的连接稳定性。
如图11所示,如果横梁2的数量为两个,并且呈180度时,按照上述过程,再将两个直角片3、两个F形片4对称地固定连接到钢柱1即可。如图12所示,如果横梁2的数量为两个,并且呈90度时,将另一个横梁2的安装侧面设定为侧面二,在侧面二上再设置一个直角片3,同时调整侧面二对应的两个直角片3和侧面二之间的间距,并将两个F形片4一上一下插入。结合上述两种情况,很容易可以得出如图13到图16所示,横梁2的数量为三个、四个时的连接方式。
每个F形片4的水平片上设置有两处用于连接横梁2的连接孔位一。可以发现,两个F形片4的水平片,只能连接横梁2的上壁、下壁,为了进一步提高F形片4和连接横梁2之间的稳固性,水平片的两侧均弯折有朝向竖直片一和竖直片二的弯折片,每个弯折片上也设置有一处用于连接横梁2的连接孔位一。
F形片4和横梁2之间的连接方式可以参考直角片3和钢柱1,通过紧固件9进行连接。但是可以发现,因为已经将F形片4固定到钢柱1上,横梁2一般较长,所以结合这两点,通过紧固件9连接F形片4和横梁2,在实际操作上具有很大的难度,非常不方便。如果直接将连接孔位一设计为螺纹孔,则可以直接使用螺栓10,从外侧完成连接,而为了稳定性,一般螺纹孔需要有一定深度。上述的直角片3、F形片4都为钢材质,在钢材质上开设多处具有一定深度要求的螺纹孔,降低整个F形片4的生产效率,提高废品率,提高成本。
结合上述的情况,F形片4和横梁2之间的连接方式具体设计为:如图4和图8所示,连接孔位一为螺母7,水平片、弯折片的外侧面均设置有通孔三41,内侧面对应通孔三41的位置设置有一圈六边环形凸起42,螺母7卡于六边环形凸起42内,六边环形凸起42的深度等于螺母7的厚度。这样设计,达到了“连接孔位一设计为螺纹孔”的效果,又避免了在F形片4上开设螺纹孔。可以直接从外侧,将螺栓10穿过横梁2上的安装孔位二21、通孔三41,最后和螺母7连接(为了方便表示,图中的紧固件9、螺栓10、螺母7均未示出螺纹部分)。
另外,考虑到在螺栓10和螺母7配合的过程中,有可能将螺母7顶出六边环形凸起42,特别是上方F形片4的水平片上的螺母7。因此,在两个F形片4之间还设置有矩形框状的限位挡块8。如图5和9所示,限位挡块8的四个侧面分别和同侧的六边环形凸起42贴合,且对应六边环形凸起42的位置还设置有通孔五81,通孔五81供螺栓10穿出。限位挡块8靠近竖直片二的端部和竖直片二贴合,限位挡块8上还设置有上下两个凸起条82。六边环形凸起42靠近竖直片二的边缘和竖直片二平行,凸起条82抵住六边环形凸起42的该边缘。通过限位挡块8,配合六边环形凸起42,完全固定螺母7。
另外,如图5、图6和图7所示,F形片4由L形片一5、L形片二6叠加组成。当L形片一5、L形片二6一起连接到直角片3和钢柱1上后,就组成了F形片4。L形片一5处于外侧,其竖直部分一51即为竖直片一,L形片二6处于内侧,其竖直部分二61即为竖直片二。对于L形片一5的水平部分一52,两侧边缘设置有朝向其竖直部分一51的弯折部分一53,对于L形片二6的水平部分二62,两侧边缘设置有朝向其竖直部分二61的弯折片部分二。弯折部分一53、弯折部分二63组成上述的弯折片。即上述的通孔三41设置于L形片一5的水平部分一52、弯折部分一53,上述的六边环形凸起42设置于L形片二6的水平部分二62、弯折部分二63。F形片4很难直接通过钣金加工获得,将其分解为L形片一5、L形片二6之后,对钢板切割出相应的外形,再通过钣金和冲压加工即可,在生产加工上更加方便。
另外,如图5所示,对于L形片二6,其弯折部分二63贴合自身的竖直部分二61。如图3和图4所示,当两个F形片4呈上下镜像对称设置于两个直角片3上后,L形片一5的弯折部分一53也贴合L形片二6的竖直部分二61,同时上侧的弯折部分一53、弯折部分二63还抵住下侧的弯折部分一53、弯折部分二63。这样,提高L形片一5、L形片二6的抗形变能力。
一种钢柱连接结构的安装方法,包括如下步骤:
S1、根据实际情况,确定钢柱1上需要连接的横梁2的数量,横梁2的数量至少1个,最多4个,确定每个横梁2对应钢柱1的侧面,将钢柱1上需要连接横梁2的侧面标记为连接侧面;
S2、根据S1中连接侧面的位置,选出对应的直角片3和F形片4,直角片3数量至少2个,最多4个,对于任意一个连接侧面,需要对应两个直角片3,对于任意一个连接侧面,还需要两个F形片4;
S3、对于任意一个连接侧面,通过紧固件9,配合通孔一511、通孔二611、腰形通槽311、安装孔位一11,先将两个直角片3、下侧的F形片4安装到钢柱1;
S4、将合适数量的螺母7卡入到S3中安装到钢柱1的两个直角片3、下侧F形片4上的各个六边环形凸起42内,限位挡片先处于六边环形凸的前侧,如图10所示,调整高度,使下方的凸起条82高于下侧F形片4的水平片上的六边环形凸起42,同时,固定下侧F形片4的紧固件9在限位挡片内,后移限位挡片,使限位挡片靠近竖直片二的侧面抵住竖直片二,在下移限位挡片至抵住水片片,凸起条82也同时抵住六边环形凸起42;
S5、将合适数量的螺母7卡入S3中少安装的F形片4上的各个六边环形凸起42内,将该F形片4安装到钢柱1;
S6、将横梁2端部套入到对应连接侧面的两个F形片4中,横梁2端部的四个侧面均设置有安装孔位二21,螺栓10穿过安装孔位二21、对应的通孔三41,和对应的螺母7连接。
Claims (5)
1.一种钢柱连接结构,包括组合件,所述组合件用于连接口字形的钢柱(1)和口字形的横梁(2),其特征在于,所述组合件包括若干直角片(3)、若干F形片(4);
所述直角片(3)用于配合钢柱(1)的四角处的位置,连接钢柱(1)和F形片(4);直角片(3)包括垂直的、相同的两个安装片(31);每个安装片(31)上均设置有上下对齐的两个腰形通槽(311),且两个安装片(31)上的腰形通槽(311)成对称状态;
所述F形片(4)用于连接钢柱(1)同侧的两个直角片(3)和横梁(2),且钢柱(1)同侧的两个直角片(3)上设置上下两个镜像对称的F形片(4);F形片(4)包括竖直片一、竖直片二、水平片;竖直片一和竖直片二之间的间距等于直角片(3)的厚度,竖直片一上设置有两个通孔一(511),竖直片二上设置有和通孔一(511)对齐的两个通孔二(611),水平片上设置有两处用于连接横梁(2)的连接孔位;
所述F形片(4)的水平片的两侧均弯折有朝向竖直片一和竖直片二的弯折片,两个连接孔位分别设置在两个所述弯折片上;所述连接孔位为螺母(7),水平片、弯折片的外侧面均设置有通孔三(41),内侧面对应通孔三(41)的位置设置有一圈六边环形凸起(42),螺母(7)卡于六边环形凸起(42)内;
所述F形片(4)由L形片一(5)、L形片二(6)叠加组成;L形片一(5)处于外侧,其竖直部分一(51)为所述竖直片一;L形片二(6)处于内侧,其竖直部分二(61)为所述竖直片二;对于L形片一(5)的水平部分一(52),两侧边缘设置有朝向其竖直部分一(51)的弯折部分一(53);对于L形片二(6)的水平部分二(62),两侧边缘设置有朝向其竖直部分二(61)的弯折部分二(63);弯折部分一(53)、弯折部分二(63)组成所述弯折片;所述通孔三(41)设置于L形片一(5)的水平部分一(52)、弯折部分一(53);所述六边环形凸起(42)设置于L形片二(6)的水平部分二(62)、弯折部分二(63)。
2.根据权利要求1所述的一种钢柱连接结构,其特征在于,在两个F形片(4)之间还设置有矩形框状的限位挡块(8),所述限位挡块(8)的四个侧面分别和同侧的六边环形凸起(42)贴合,且对应六边环形凸起(42)的位置还设置有通孔五(81),限位挡块(8)靠近竖直片二的端部和竖直片二贴合,限位挡块(8)上还设置有上下两个凸起条(82),六边环形凸起(42)靠近竖直片二的边缘和竖直片二平行,凸起条(82)抵住六边环形凸起(42)的该边缘。
3.根据权利要求1所述的一种钢柱连接结构,其特征在于,对于L形片二(6),其弯折部分二(63)贴合自身的竖直部分二(61)。
4.根据权利要求1所述的一种钢柱连接结构,其特征在于,当两个F形片(4)呈上下镜像对称设置于两个直角片(3)上后,L形片一(5)的弯折部分一(53)也贴合L形片二(6)的竖直部分二(61),同时上侧的弯折部分一(53)、弯折部分二(63)还抵住下侧的弯折部分一(53)、弯折部分二(63)。
5.一种基于权利要求1所述的钢柱连接结构的安装方法,其特征在于,包括:S1、根据实际情况,确定钢柱(1)上需要连接的横梁(2)的数量,横梁(2)的数量至少1个,最多4个,确定每个横梁(2)对应钢柱(1)的侧面,将钢柱(1)上需要连接横梁(2)的侧面标记为连接侧面;
S2、根据S1中连接侧面的位置,选出对应的直角片(3)和F形片(4),直角片(3)数量至少2个,最多4个,对于任意一个连接侧面,需要对应两个直角片(3),对于任意一个连接侧面,还需要两个F形片(4);
S3、对于任意一个连接侧面,通过紧固件(9),配合通孔一(511)、通孔二(611)、腰形通槽(311)、安装孔位一(11),先将两个直角片(3)、下侧的F形片(4)安装到钢柱(1);
S4、将合适数量的螺母(7)卡入到S3中安装到钢柱(1)的两个直角片(3)、下侧F形片(4)上的各个六边环形凸起(42)内,限位挡片先处于六边环形凸的前侧,调整高度,使下方的凸起条(82)高于下侧F形片(4)的水平片上的六边环形凸起(42),同时,固定下侧F形片(4)的紧固件(9)在限位挡片内,后移限位挡片,使限位挡片靠近竖直片二的侧面抵住竖直片二,在下移限位挡片至抵住水片片,凸起条(82)也同时抵住六边环形凸起(42);
S5、将合适数量的螺母(7)卡入S3中少安装的F形片(4)上的各个六边环形凸起(42)内,将该F形片(4)安装到钢柱(1);
S6、将横梁(2)端部套入到对应连接侧面的两个F形片(4)中,横梁(2)端部的四个侧面均设置有安装孔位二(21),螺栓(10)穿过安装孔位二(21)、对应的通孔三(41),和对应的螺母(7)连接。
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