CN115316326A - 一种运用于人工鱼礁的装配式钢结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种运用于人工鱼礁的装配式钢结构，包括节点结构、梁连接结构和柱连接结构，梁连接结构和柱连接结构分别与节点结构连接，节点结构包括第一节片、第二节片、第三节片、第四节片、支撑片和连接片，第一节片、第二节片、第三节片和第四节片依次首尾连接围合成一个矩形，在矩形的对角线上设置支撑片，在支撑片的竖直一端或两端焊接连接片，在第一节片、第二节片、第三节片和第四节片的竖直方向上分别开设有一道贯穿单侧侧边的槽孔，槽孔用于插接梁连接结构；装配式钢结构还包括锁止片，锁止片有多片，1片锁止片配合锁住一道槽孔。有益效果：人工鱼礁单构件制作难度小、装配基本无难度、制作成本以及运输投放成本低。
Description
技术领域
本发明涉及人工鱼礁技术领域，具体涉及一种运用于人工鱼礁的装配式钢结构。
背景技术
人工鱼礁是一项海洋生态环境的修复工程，人工鱼礁的投放不仅可以修复近海渔业资源，还可以起到改善海洋生态环境的作用，烟台大学团队对传统的人工鱼礁进行了改进，设计产出了第一代、第二代装配式人工鱼礁，但仍有许多问题亟待解决，如单构件制作难度大、装配难度高等。与此同时，过大的单构件在组装时，会因重量过大、吊机不稳而产生对接失误，从而产生高昂的组装费用，延长组装时间。这会在一定程度上降低装配式技术本身所带来的便利，将在制作和运输时节省的部分时间和费用再一次浪费，严重制约了海洋牧场的建设规模和速度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种运用于人工鱼礁的装配式钢结构，本次技术注重解决前两代传统混凝土人工鱼礁单构件制作难度大、装配难度高、制作成本以及运输投放成本高等问题，将创新点聚焦在人工鱼礁的节点连接上-装配式钢结构，通过本次创新的节点连接结构(装配式钢结构)的技术设计，不仅延续了人工鱼礁的轴向维度和竖向维度的延伸，更重要的是让轴向维度和竖向维度的连接更简单，装配难度更低，运输成本更低。
本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种运用于人工鱼礁的装配式钢结构，包括节点结构、梁连接结构和柱连接结构，所述梁连接结构和柱连接结构分别与节点结构连接，所述节点结构包括第一节片、第二节片、第三节片、第四节片、支撑片和连接片，所述第一节片、第二节片、第三节片和第四节片依次首尾连接围合成一个矩形，在矩形的对角线上设置支撑片，在支撑片的竖直一端或两端焊接连接片，在第一节片、第二节片、第三节片和第四节片的竖直方向上分别开设有一道贯穿单侧侧边的槽孔，所述槽孔用于插接梁连接结构；装配式钢结构还包括锁止片，锁止片有多片，1片锁止片配合锁住一道槽孔。
进一步地，装配式钢结构还包括锁止孔和锁止螺栓，在所述第一节片、第二节片、第三节片、第四节片和锁止片上同时开设锁止孔，并通过锁止螺栓穿透锁止孔锁住第一节片与锁止片之间、第二节片与锁止片之间、第三节片与锁止片之间、第四节片与锁止片之间。
进一步地，在单个所述节点结构的轴向维度上连接1-4个梁连接结构，在单个所述节点结构的竖向维度上连接1-2个柱连接结构；多个梁连接结构通过节点结构实现在轴向维度的多方向延伸，多个柱连接结构通过节点结构实现多个竖向维度的延伸。
进一步地，所述柱连接结构包括柱焊接件和柱连接件，在柱焊接件的一端上焊接柱连接件，在柱连接件上开设有第一连接孔，在连接片的相应位置上开设第二连接孔，柱连接件与连接片之间通过连接螺栓贯穿第一连接孔和第二连接孔连接。
进一步地，所述梁连接结构包括梁焊接件和梁连接件，在梁焊接件的一端上焊接梁连接件，梁连接件的一端在节点结构的矩形外围，梁连接件的另一端伸入节点结构的矩形内部。
进一步地，所述梁连接件包括过渡片和锁体片，过渡片的一端与梁焊接件焊接，过渡片的另一端与锁体片连接，在过渡片靠近锁体片的一端上开设有锁槽，所述锁槽与槽孔配合使用，锁体片伸入节点结构的矩形内部。
进一步地，在所述过渡片上开设1个或2个锁槽，若为2个时，沿过渡片的轴中心线镜像设置。
一种人工鱼礁，包括装配式钢结构、鱼礁梁和鱼礁柱，所述鱼礁梁和鱼礁柱为预制混泥土结构，所述鱼礁梁的两端分别与梁连接结构连接，在鱼礁柱的两端分别与柱连接结构连接；人工鱼礁还包括引流板，在鱼礁柱上预留安装孔，引流板通过安装孔连接在相邻两个鱼礁柱之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明创新了一种完全新颖的节点连接结构——装配式钢结构，将人工鱼礁的构件与构件之间(鱼礁梁与中间连接件、鱼礁柱与中间连接件)的连接转变为节点结构与梁连接结构，节点结构与柱连接结构之间的连接，节点结构、柱连接结构和梁连接结构均采用钢板材料，节点结构是由多个钢板焊接而成，柱连接结构和梁连接结构为单个钢板的切割制成，所以最终的节点结构与柱连接结构之间的连接为2片钢板之间的螺栓连接，最终的节点结构与梁连接结构之间的连接为钢板之间的插接，本次发明申请的人工鱼礁的构件与构件之间连接方式整体相对于第一代和第二代的人工鱼礁在大大降低了装配的难度，节省了装配的时间，在延续了前面人工鱼礁的多方向连接的基础上，重点对装配结构进行的创新。在鱼礁柱上预留的引流板的安装孔，也使得最终的人工鱼礁具有了在水流的作用下产生上升流的效果，从而将深水区的营养物质带到表层，为鱼类提供丰富的饵料，促进鱼群聚集，最终形成很好的人工渔场。增添人工鱼礁造型的多样性，更好的诱集鱼群，提高生产效益，促进现代化海洋牧场的建设。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是装配式钢结构的结构示意图。
图2是节点结构的结构示意图。
图3是梁连接结构与鱼礁梁的连接结构图。
图4是单体的人工鱼礁的结构示意图。
图5是多维度延伸拓展的人工鱼礁的结构示意图。
其中，1.节点结构，2.第一节片，3.第二节片，4.第三节片，5.第四节片，6.支撑片，7.连接片，8.锁止片，9.槽孔，10.梁焊接件，11.梁连接件，12.柱焊接件，13.柱连接件，14.锁止孔，15.锁止螺栓，16.连接螺栓，17.锁体片，18.锁槽，19.鱼礁梁，20.过渡片，21.鱼礁柱。
具体实施方式
如图1至5所示，一种运用于人工鱼礁的装配式钢结构，包括节点结构1、梁连接结构和柱连接结构，所述梁连接结构和柱连接结构分别与节点结构1连接，所述节点结构1包括第一节片2、第二节片3、第三节片4、第四节片5、支撑片6和连接片7，所述第一节片2、第二节片3、第三节片4和第四节片5依次首尾连接围合成一个矩形，在矩形的对角线上设置支撑片6，在支撑片6的竖直一端或两端焊接连接片7，在第一节片2、第二节片3、第三节片4和第四节片5的竖直方向上分别开设有一道贯穿单侧侧边的槽孔9，所述槽孔9用于插接梁连接结构；装配式钢结构还包括锁止片8，锁止片8有多片，1片锁止片8配合锁住一道槽孔9。在轴向维度上，需要延伸2个方向时，安装2个梁连接结构，每个梁连接结构分别插装在1道槽孔9中，然后在槽孔9的开口端安装锁止片8封闭槽孔9的开口端，已将梁连接结构锁在槽孔9内，以此类推，实现人工鱼礁在轴向维度的多方向延伸拓展。本发明创新了一种完全新颖的节点连接结构——装配式钢结构，将人工鱼礁的构件与构件之间(鱼礁梁19与中间连接件、鱼礁柱21与中间连接件)的连接转变为节点结构1与梁连接结构，节点结构1与柱连接结构之间的连接，节点结构1、柱连接结构和梁连接结构均采用钢板材料，节点结构1是由多个钢板焊接而成，柱连接结构和梁连接结构为单个钢板的切割制成，所以最终的节点结构1与柱连接结构之间的连接为2片钢板之间的螺栓连接，最终的节点结构1与梁连接结构之间的连接为钢板之间的插接，本次发明申请的人工鱼礁的构件与构件之间连接方式整体相对于第一代和第二代的人工鱼礁在大大降低了装配的难度，节省了装配的时间，在延续了前面人工鱼礁的多方向连接的基础上，重点对装配结构进行的创新。
装配式钢结构还包括锁止孔14和锁止螺栓15，在所述第一节片2、第二节片3、第三节片4、第四节片5和锁止片8上同时开设锁止孔14，并通过锁止螺栓15穿透锁止孔14锁住第一节片2与锁止片8之间、第二节片3与锁止片8之间、第三节片4与锁止片8之间、第四节片5与锁止片8之间。锁止片8上的锁止孔14有2个以上，分别开设在锁止片8的长度两端。第一节片2、第二节片3、第三节片4、第四节片5上的锁止孔14也有2个以上，开设在槽孔9的竖直两侧，更进一步的开设在第一节片2、第二节片3、第三节片4、第四节片5被槽孔9贯穿的单侧。将梁连接结构插入槽孔9之后，安装锁止片8，锁止螺栓15穿入锁止孔14中固定锁止片8，以此实现梁连接结构与节点结构1的简单安装。
在单个所述节点结构1的轴向维度上连接1-4个梁连接结构，在单个所述节点结构1的竖向维度上连接1-2个柱连接结构；多个梁连接结构通过节点结构1实现在轴向维度的多方向延伸，多个柱连接结构通过节点结构1实现多个竖向维度的延伸。当所述人工鱼礁是单体结构时，每个节点结构1上插接有2个梁连接结构和1个柱连接结构，如图所示。
所述柱连接结构包括柱焊接件12和柱连接件13，在柱焊接件12的一端上焊接柱连接件13，在柱连接件13上开设有第一连接孔，在连接片7的相应位置上开设第二连接孔，柱连接件13与连接片7之间通过连接螺栓16贯穿第一连接孔和第二连接孔连接。
所述梁连接结构包括梁焊接件10和梁连接件11，在梁焊接件10的一端上焊接梁连接件11，梁连接件11的一端在节点结构1的矩形外围，梁连接件11的另一端伸入节点结构1的矩形内部。所述梁连接件11包括过渡片20和锁体片17，过渡片20的一端与梁焊接件10焊接，过渡片20的另一端与锁体片17连接，在过渡片20靠近锁体片17的一端上开设有锁槽18，所述锁槽18与槽孔9配合使用，锁体片17伸入节点结构1的矩形内部。锁体片17的设置是为了保证梁连接件11插入槽孔9之后不会脱落，保证鱼礁梁19与装配式钢结构的稳定连接。梁焊接件10上焊接有钢筋，梁焊接件10通过钢筋与鱼礁梁连接固定，具体的，在鱼礁梁的预制过程中将钢筋预埋进去。
在所述过渡片20上开设1个或2个锁槽18，若为2个时，沿过渡片20的轴中心线镜像设置。虽说1个锁槽18完全满足装配的需要，但是镜像设置的2个锁槽18提供了安装的便捷性和效率，毕竟降尺寸之后预制混泥土的鱼礁梁19还是有相当的重量的，人工的翻转还是需要很大的劳动强度的。
一种人工鱼礁，包括装配式钢结构、鱼礁梁19和鱼礁柱21，所述鱼礁梁19和鱼礁柱21为预制混泥土结构，所述鱼礁梁19的两端分别与梁连接结构连接，在鱼礁柱21的两端分别与柱连接结构连接；人工鱼礁还包括引流板，在鱼礁柱21上预留安装孔，引流板通过安装孔连接在相邻两个鱼礁柱21之间。本发明还将人工鱼礁中的混泥土梁和混泥土柱降低的尺寸大小，以配合装配式钢结构的承载力，最终使得人工鱼礁在维持其本身的作用以外，降低装配难度，降低成本费用，降低运输成本等。
本发明在1代和2代人工鱼礁的研究基础上，维持了1代和2代的多维度延伸拓展的优势，更重要的、更关键的是突破了现有技术人工鱼礁的装配方式，创新了一种完全新型的结构更简单，安装更快捷、更容易的装配方式，现有技术中多少是预制混泥土构件之间的装配，插接或各种方式的螺栓连接，但是都逃脱不了，预制混泥土构件相互之间较大难度的插接，或螺栓在一定预制混泥土构件厚度中的穿插，这样的现有技术的安装，人工操作的难度可想而知，预制混泥土构件本身具有一定的重量和长度，人工翻转单个构件本身就比较难，再考虑预制混泥土构件的加工精度，要实现两个预制混泥土构件之间的插接，就实用性很差了。所以也就是为什么现有的人工鱼礁几乎都是整体预制混泥土结构。现在行业中能够做到有实用性的多维度延伸拓展的人工鱼礁为数不多。上海海洋大学的CN111789062A，做到了在轴向维度的多方向延伸，但是使用的也是预制混泥土构件之间的榫卯结构。本申请的1代，CN201921691266.X一种装配式混凝土人工鱼礁，使用的是螺栓在一定预制混泥土构件厚度中的穿插。本申请的2代，CN202120641380.2一种新型人工鱼礁，使用的是预制混泥土构件之间的插接。本发明突破了现有技术的启示，完全避免了“预制混泥土构件相互之间的插接”或者是“螺栓在一定预制混泥土构件厚度中的穿插”所带来的各种装配难度和对加工精度的高要求，采用了一种全新的人工鱼礁的装配方式。
本发明在运输中，将第一节片2、第二节片3、第三节片4、第四节片5和支撑片6作为一个整体来运输，鱼礁梁19和梁连接结构作为一个整体来运输，鱼礁柱21和柱连接结构作为一个整体来运输，在装配过程中根据需要在节点结构1的支撑片6的一端或两端焊接连接片7，进一步的用连接螺栓16固定柱连接结构与节点结构1之间，用锁止螺栓15固定梁连接结构与节点结构1之间。在装配过程中，只需要简单的钢板之间的平面焊接和两个钢板之间的螺栓连接。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种运用于人工鱼礁的装配式钢结构，包括节点结构、梁连接结构和柱连接结构，所述梁连接结构和柱连接结构分别与节点结构连接，其特征在于：所述节点结构包括第一节片、第二节片、第三节片、第四节片、支撑片和连接片，所述第一节片、第二节片、第三节片和第四节片依次首尾连接围合成一个矩形，在矩形的对角线上设置支撑片，在支撑片的竖直一端或两端焊接连接片，在第一节片、第二节片、第三节片和第四节片的竖直方向上分别开设有一道贯穿单侧侧边的槽孔，所述槽孔用于插接梁连接结构；装配式钢结构还包括锁止片，锁止片有多片，1片锁止片配合锁住一道槽孔。
2.根据权利要求1所述的运用于人工鱼礁的装配式钢结构，其特征在于：装配式钢结构还包括锁止孔和锁止螺栓，在所述第一节片、第二节片、第三节片、第四节片和锁止片上同时开设锁止孔，并通过锁止螺栓穿透锁止孔锁住第一节片与锁止片之间、第二节片与锁止片之间、第三节片与锁止片之间、第四节片与锁止片之间。
3.根据权利要求1所述的运用于人工鱼礁的装配式钢结构，其特征在于：在单个所述节点结构的轴向维度上连接1-4个梁连接结构，在单个所述节点结构的竖向维度上连接1-2个柱连接结构；多个梁连接结构通过节点结构实现在轴向维度的多方向延伸，多个柱连接结构通过节点结构实现多个竖向维度的延伸。
4.根据权利要求1所述的运用于人工鱼礁的装配式钢结构，其特征在于：所述柱连接结构包括柱焊接件和柱连接件，在柱焊接件的一端上焊接柱连接件，在柱连接件上开设有第一连接孔，在连接片的相应位置上开设第二连接孔，柱连接件与连接片之间通过连接螺栓贯穿第一连接孔和第二连接孔连接。
5.根据权利要求1所述的运用于人工鱼礁的装配式钢结构，其特征在于：所述梁连接结构包括梁焊接件和梁连接件，在梁焊接件的一端上焊接梁连接件，梁连接件的一端在节点结构的矩形外围，梁连接件的另一端伸入节点结构的矩形内部。
6.根据权利要求5所述的运用于人工鱼礁的装配式钢结构，其特征在于：所述梁连接件包括过渡片和锁体片，过渡片的一端与梁焊接件焊接，过渡片的另一端与锁体片连接，在过渡片靠近锁体片的一端上开设有锁槽，所述锁槽与槽孔配合使用，锁体片伸入节点结构的矩形内部。
7.根据权利要求6所述的运用于人工鱼礁的装配式钢结构，其特征在于：在所述过渡片上开设1个或2个锁槽，若为2个时，沿过渡片的轴中心线镜像设置。
8.一种人工鱼礁，包括上述权利要求1-7任一项所述的装配式钢结构、鱼礁梁和鱼礁柱，所述鱼礁梁和鱼礁柱为预制混泥土结构，所述鱼礁梁的两端分别与梁连接结构连接，在鱼礁柱的两端分别与柱连接结构连接；人工鱼礁还包括引流板，在鱼礁柱上预留安装孔，引流板通过安装孔连接在相邻两个鱼礁柱之间。
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