CN115354779A - 一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，涉及钢结构建筑的技术领域，改善了现有钢结构建筑抗震性能不足的问题，其包括立柱、横梁以及与横梁连接墙体，横梁设置有若干连接板，连接板上穿设有用于使连接板两侧分别与横梁和立柱固定连接的连接螺栓，立柱两侧的两根横梁相互靠近的一端均设置有可穿设入立柱内的连接件，且两个连接件可于立柱内卡接，连接件包括钩体以及进入立柱内后可伸出并抵接于立柱内壁上的卡接机构。本申请能够为立柱两侧的横梁提供相互之间的连接，地震中，螺栓与焊接的受力点断裂，横梁之间依旧有相互的拉力，避免横梁坠落，卡接机构辅助钩体以达到对于横梁的临时支撑。

Description

一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体

技术领域

本申请涉及钢结构建筑的技术领域，尤其是涉及一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体。

背景技术

装配式建筑是指将建筑中预制构件在工厂加工完成后运输至建筑场地中进行拼装构建完整的建筑，该建筑的结构体系主要是由钢结构框架与混凝土叠合板组合而成。

在实践过程中发明人发现，在地震情况下钢结构建筑最为危险的状态是横梁脱落导致的人身财产损害，而现有技术中，钢结构框架主体包括立柱和横梁，横梁与立柱通过螺栓连接与焊接的方式刚性连接，在地震中，连接点受力易断裂，使横梁坠落。

为此，发明人提供一种钢结构建筑，在一定程度上防止横梁脱离立柱导致的建筑塌方，以增强建筑的抗震性能。

发明内容

为了提高钢结构建筑的抗震性能，本申请提供一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体。

第一方面，本申请提供一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，采用如下的技术方案：

一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，包括竖直设置的立柱和垂直所述立柱设置的横梁，所述横梁靠近所述立柱的一端周向间隔设置有若干连接板，所述连接板一侧贴设于所述横梁外表面，一侧贴设于所述立柱外表面，所述连接板上穿设有若干用于使所述连接板两侧分别与所述横梁和所述立柱固定连接的连接螺栓，所述立柱两侧的两根所述横梁相互靠近的一端均设置有可穿设入所述立柱内的连接件，且两个所述连接件可于所述立柱内卡接，所述连接件包括座体、用于相互卡接的钩体以及进入所述立柱内后可伸出并抵接于所述立柱内壁上的卡接机构，所述钩体位于所述座体远离所述横梁的一端，所述卡接机构设置于所述座体外壁上。

通过采用上述技术方案，在传统的横梁与立柱通过螺栓连接与焊接的刚性连接方式上增加连接件，为立柱两侧的横梁提供相互之间的连接，即使在地震中，螺栓与焊接的受力点断裂，横梁之间依旧有相互的拉力，以此防止横梁脱离立柱，避免横梁坠落的情况发生，同时抵接于立柱内壁上的卡接机构也为横梁带来一定的固定作用，卡接机构辅助钩体以达到对于横梁的临时支撑，以上措施在防止横梁脱落的同时，还方便了在震后对于刚性连接点进行修复。

可选的，所述钩体为环形结构，相邻两个所述钩体相对的一侧均设置有抵块，当所述钩体相互抵接后，所述抵块可运动至令所述钩体产生可供另一所述钩体进入环内的间隙，所述钩体内还设置有令所述抵块运动后进行复位的第一弹性元件。

通过采用上述技术方案，提供一种令两个钩体相互钩设的方案，通过抵块的运动令原本为环形的钩体产生间隙，使两个钩体相互钩设，当抵块复位后两个钩体重新变为两个封闭的环形，以实现钩体之间的连接。

可选的，所述卡接机构包括连环以及沿所述连环周向均匀间隔设置的棘块，所述棘块一侧与所述连环铰接，所述连环套设于所述座体上并沿所述座体长度方向运动，所述座体上开设有供所述连环滑动的环槽以及供所述棘块收纳进所述座体内的容纳槽，所述座体于所述容纳槽所在内壁上设置有供所述棘块抵接后令所述棘块伸出所述座体外表面的斜块。

通过采用上述技术方案，座体插入立柱中之后，连环沿座体长度方向运动至使棘块抵接斜块，令原本设置座体内的棘块伸出至座体外表面延伸面之外，以使棘块抵接于立柱内壁上，以限制横梁沿穿入立柱的方向脱离立柱，以加强整体结构的稳定性。

可选的，所述钩体内沿其长度方向滑动连接有滑块，所述滑块可滑动至推动所述连环运动，所述滑块靠近所述抵块的一侧间隔开设有第一卡槽与第二卡槽，所述钩体中设置有可滑动后进入所述第一卡槽或所述第二卡槽中以限制所述滑块运动的卡块，所述卡块与所述抵块之间设置有当所述抵块运动后令所述卡块由所述第一卡槽进入所述第二卡槽中的联动机构，所述滑块远离所述连环的一端设置有第二弹性元件。

通过采用上述技术方案，第二弹性元件推动滑块向连环所在方向滑动，初始位置时，滑块尚未抵接所述连环，抵块也未进行过运动，此时卡块卡设于第一卡槽中；当抵块被推动时，联动机构带动卡块运动至脱离第一卡槽，滑块被第二弹性元件推动至与连环抵接，并推动连环运动至棘块伸出座体外；当抵块复位，此时滑块被推动后令第二卡槽与卡块位置对应，联动机构令卡块卡设与第二卡槽中以限制滑块继续运动。

可选的，所述抵块沿与所述滑块运动方向的延长线的竖直方向滑动连接于所述钩体上，所述抵块与所述卡块平行间隔设置，所述联动机构包括设置于所述抵块靠近所述滑块一端的第一齿纹、设置于所述卡块远离所述滑块一端的第二齿纹以及转动连接于钩体内的齿轮，所述第一齿纹与所述第二齿纹相向设置，且同时从两侧啮合于所述齿轮。

通过采用上述技术方案，当抵块被推动至向滑块所在位置运动时，第一齿纹带动齿轮进行转动，由于第一齿纹与第二齿纹相对设置，齿轮推动与其啮合的第二齿纹所在的卡块向与底块相反方向运动，从而使卡块脱离第一卡槽，滑块被第一弹性元件推动进行运动；当抵块上的推力消失后，第一弹性元件带动抵块移动复位，卡块在齿轮带动下移动至进入第二卡槽中。

可选的，所述立柱上开设有供所述连接件进入所述立柱中的连接槽，所述横梁上还设置有当所述连接件进入所述立柱中后填充所述连接槽的封槽块，所述封槽块厚度与所述立柱厚度相同，且所述封槽块形状与所述连接槽形状对应。

通过采用上述技术方案，立柱侧壁开槽会降低立柱的结构强度，利用封槽块将连接槽填充以增加立柱的强度。

可选的，所述封槽块于所述连接件的所在一侧中心开设有延伸至所述横梁中的组合槽，所述组合槽中穿设有组合柱，所述组合柱远离所述横梁的一端设置有外螺纹，所述座体中开设有可供所述组合柱插入其中的组合孔，所述组合孔设置有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述横梁外壁上开设有垂直所述横梁长度方向贯通所述横梁以及所述组合柱的限位孔，所述限位孔中穿设有用于固定所述组合柱的限位栓。

通过采用上述技术方案，提供一种当连接件设置于立柱中后拆除横梁的方案，连接件与横梁通过组合柱连接，当需要拆除横梁时，将限位栓拆出以解锁组合柱与横梁的固定，而后将横梁抽离组合柱；同样，需要将连接件拆除时，通过转动组合柱以分离内外螺纹，从而使连接件失去支撑于立柱内竖直掉落至立柱底部即可从立柱底部取出。

第二方面，本申请提供一种抗震墙体，采用如下的技术方案：

可选的，包括上墙、下墙以及若干固定件，所述固定件包括与所述上墙连接的上接件、与所述下墙连接的下接座以及将所述上接件与所述下接座进行连接的上下固定螺栓，所述下接座一侧连接所述下墙另一侧与所述横梁连接。

通过采用上述技术方案，将墙板分块设立避免在震中整体坍塌，通过连接件将上墙与下墙连接，将下墙与横梁连接，使墙板的装配更加方便，同时在震后也更加容易修复。

可选的，所述上墙和所述下墙之间设置有缓冲层。

通过采用上述技术方案，提供上墙与下墙之间的缓冲，在震时通过缓冲层削减上下墙之间所传递的振动，以提高上墙与下墙连接结构的稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.提供一种令横梁与立柱间具有更强的抗震性能的方案，通过将两个横梁于立柱内进行连接，以避免在震中梁柱的刚性连接节点断裂后的横梁坠落；

2.将墙板分块设立避免在震中整体坍塌，通过固定件将上墙与下墙连接，将下墙与横梁连接，使墙板的装配更加方便，同时在震后也更加容易修复。

附图说明

图1是本申请的整体结构示意图；

图2是本申请梁柱连接部结构示意图；

图3是连接件结构示意图；

图4是连接件剖示结构示意图；

图5是正视连接件剖示结构示意图；

图6是墙体固定件结构示意图。

附图标记：1、立柱；11、连接槽；2、横梁；21、连接板；211、连接螺栓；22、封槽块；23、组合槽；24、限位孔；241、限位栓；3、连接件；31、座体；311、环槽；312、容纳槽；313、斜块；314、插槽；32、钩体；321、端部；322、抵块；323、倒角；324、凸块；325、限位块；326、第二弹性元件；327、卡块；328、斜角；33、滑块；331、第一卡槽；332、第二卡槽；333、滑槽；334、第一弹性元件；34、卡接机构；341、连环；342、铰接座；344、棘块；35、联动机构；351、第一齿纹；352、第二齿纹；353、齿轮；354、连接架；36、组合柱；361、外螺纹；362、组合孔；363、内螺纹；4、上墙；5、下墙；6、缓冲层；7、固定件；71、上接件；711、上接螺栓；72、下接座；721、下接螺栓；722、梁接螺栓；73、上下固定螺栓。

具体实施方式

以下结合附图1-附图6对本申请作进一步详细说明。

实施例1

一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，包括竖直设置的立柱1和垂直立柱1设置的横梁2，立柱1与横梁2均为中空矩形柱体，但横梁2两端为实心，立柱1与横梁2均为钢制。

横梁2靠近立柱1的一端周向间隔设置有四块连接板21，连接板21为L型，连接板21一侧贴设并焊接于横梁2外表面，一侧贴设并焊接于立柱1外表面，连接板21上还穿设有若干连接螺栓211，连接螺栓211均匀分布于连接板21贴设于横梁2上的一侧和连接板21贴设于立柱1上的一侧，并穿设过连接板21使连接板21两侧分别与横梁2和立柱1固定连接。

每根立柱1两侧均垂直连接有两根横梁2，立柱1两侧于横梁2对应位置均开设有矩形的连接槽11，两根横梁2相互靠近的一端均设置有可通过连接槽11穿设入立柱1内的连接件3，且两个连接件3可于立柱1内卡接，横梁2与连接件3之间还设置有用于封堵连接槽11的封槽块22，封槽块22形状和厚度分别与连接槽11的形状和立柱1壁厚相同。

连接件3包括座体31、用于相互卡接的钩体32以及进入立柱1内后可伸出并抵接于立柱1内壁上的卡接机构34，座体31为矩形块，座体31于其外壁上沿其周向开设有用于安装卡接机构34的矩形的环槽311，钩体32位于座体31远离横梁2的一端。

钩体32为环形结构，包括沿底座长度方向延伸出的平行间隔分布的两个端部321以及分别垂直于端部321且相对设置并互抵接两个抵块322，当相邻两个钩体32相互抵接后，抵块322可运动至令钩体32产生可供另一钩体32进入环内的间隙，抵块322运动方式可以是转动或滑动等方式，为方便表述，本实施例采用滑动方式，钩体32内还设置有令抵块322滑动后进行复位的第一弹性元件334，第一弹性元件334为弹簧。通过抵块322的运动令原本为环形的钩体32产生间隙，使两个钩体32相互钩设，当抵块322复位后两个钩体32重新变为两个封闭的环形，以实现钩体32之间的连接。此外，抵块322上还设置有防止抵块322运动后脱离钩体32的限位块325，两个抵块322于相互靠近的一端并远离底座的一侧均设有倒角323，抵块322靠近底座的一侧设置有用于当两个钩体32连接后令相邻抵块322相互抵接的凸块324。

卡接机构34包括连环341以及沿连环341周向均匀间隔设置的棘块344，连环341为套设于环槽311内的矩形环，连环341上开设有四个供棘块344转动的铰接座342，铰接座342中设置有铰接柱，棘块344一侧通过铰接做与连环341连接，连环341沿座体31长度方向运动，座体31上开设有与棘块344位置对应并供棘块344收纳进座体31内的容纳槽312，座体31于容纳槽312所在内壁上设置有供棘块344抵接后令棘块344伸出座体31外表面的三角形的斜块313，斜块313与底座内壁之间设置有供连环341于铰接座342下部薄壁进入其中的插槽314。座体31插入立柱1中之后，连环341沿座体31长度方向运动至使棘块344抵接斜块313，令原本设置座体31内的棘块344伸出至座体31外表面延伸面之外，以使棘块344抵接于立柱1内壁上，以限制横梁2沿穿入立柱1的方向脱离立柱1，以加强整体结构的稳定性。

钩体32于两侧端部321内沿端部321长度方向均滑动连接有滑块33，端部321内开设有与环槽311连通的滑槽333，滑块33可于滑槽333内滑动至于连环341抵接并推动连环341运动，滑块33靠近抵块322的一侧间隔开设有第一卡槽331与第二卡槽332，钩体32中设置有可滑动后进入第一卡槽331或第二卡槽332中以限制滑块33运动的卡块327，卡块327与抵块322之间设置有当抵块322运动后令卡块327由第一卡槽331进入第二卡槽332中的联动机构35，卡块327上设置有斜角328以方便进入第二卡槽332中。滑块33远离连环341的一端设置有第二弹性元件326，第二弹性元件326为弹簧。初始位置时，滑块33尚未抵接连环341，抵块322也未进行过运动，此时卡块327卡设于第一卡槽331中；当抵块322被推动时，联动机构35带动卡块327运动至脱离第一卡槽331，滑块33被第二弹性元件326推动至与连环341抵接，并推动连环341运动至棘块344伸出座体31外；当抵块322复位，此时滑块33被推动后令第二卡槽332与卡块327位置对应，联动机构35令卡块327卡设与第二卡槽332中以限制滑块33继续运动。

抵块322沿与滑块33运动方向的延长线的竖直方向滑动连接于端部321上，抵块322与卡块327平行间隔设置，联动机构35包括设置于抵块322靠近滑块33一端的第一齿纹351、设置于卡块327远离滑块33一端的第二齿纹352以及齿轮353，端部321上设置有连接架354以供齿轮353转动连接于钩体32内，第一齿纹351与第二齿纹352相向设置，且同时从两侧啮合于齿轮353。当抵块322被推动至向滑块33所在位置运动时，第一齿纹351带动齿轮353进行转动，由于第一齿纹351与第二齿纹352相对设置，齿轮353推动与其啮合的第二齿纹352所在的卡块327向与底块相反方向运动，从而使卡块327脱离第一卡槽331，滑块33被第一弹性元件334推动进行运动；当抵块322上的推力消失后，第一弹性元件334带动抵块322移动复位，卡块327在齿轮353带动下移动至进入第二卡槽332中。

封槽块22于连接件3的所在一侧中心开设有延伸至横梁2中的圆形组合槽23，组合槽23中穿设有组合柱36，组合柱36远离横梁2的一端设置有外螺纹361，座体31中开设有可供组合柱36插入其中的组合孔362，组合孔362设置有与外螺纹361配合的内螺纹363，横梁2外壁上开设有垂直横梁2长度方向贯通横梁2以及组合柱36的限位孔24，限位孔24中穿设有用于固定组合柱36的限位栓241。连接件3与横梁2通过组合柱36连接，当需要拆除横梁2时，将限位栓241拆出以解锁组合柱36与横梁2的固定，而后将横梁2抽离组合柱36；同样，需要将连接件3拆除时，通过转动组合柱36以分离内外螺纹361，从而使连接件3失去支撑于立柱1内竖直掉落至立柱1底部即可从立柱1底部取出。

本实施例的实施原理为：

在传统的横梁2与立柱1通过螺栓连接与焊接的刚性连接方式上增加连接件3，为立柱1两侧的横梁2提供相互之间的连接，即使在地震中，螺栓与焊接的受力点断裂，横梁2之间依旧有相互的拉力，以此防止横梁2脱离立柱1，避免横梁2坠落的情况发生，同时抵接于立柱1内壁上的卡接机构34也为横梁2带来一定的固定作用，卡接机构34辅助钩体32以达到对于横梁2的临时支撑，以上措施在防止横梁2脱落的同时，还方便了在震后对于刚性连接点进行修复。

实施例2

提供一种包括上述装配式抗震钢骨架的抗震墙体包括上墙4、下墙5以及若干固定件7，所述固定件7包括与所述上墙4连接的上接件71、与所述下墙5连接的下接座72以及将所述上接件71与所述下接座72进行连接的上下固定螺栓73，所述下接座72一侧连接所述下墙5另一侧与所述横梁2连接。所述上墙4和所述下墙5之间设置有缓冲层6。提供上墙4与下墙5之间的缓冲，在震时通过缓冲层6削减上下墙5之间所传递的振动，以提高上墙4与下墙5连接结构的稳定性。

固定件7还包括上接螺栓711、下接螺栓721、梁接螺栓722以及上下固定螺栓73，下接座72一侧通过梁接螺栓722与横梁2连接，另一侧通过下接螺栓721与下墙5连接，上接件71通过上接螺栓711与上墙4连接，最后上接件71通过两侧的上下固定螺栓73与下接座72固定。

本实施例的实施原理为：

将墙板分块设立通过固定件7将上墙4与下墙5连接，将下墙5与横梁2连接，使墙板的装配更加方便，同时避免在震中整体坍塌，在震后也更加容易修复。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，包括竖直设置的立柱（1）和垂直所述立柱（1）设置的横梁（2），所述横梁（2）靠近所述立柱（1）的一端周向间隔设置有若干连接板（21），所述连接板（21）一侧贴设于所述横梁（2）外表面，一侧贴设于所述立柱（1）外表面，所述连接板（21）上穿设有若干用于使所述连接板（21）两侧分别与所述横梁（2）和所述立柱（1）固定连接的连接螺栓（211），其特征在于：所述立柱（1）两侧的两根所述横梁（2）相互靠近的一端均设置有可穿设入所述立柱（1）内的连接件（3），且两个所述连接件（3）可于所述立柱（1）内卡接，所述连接件（3）包括座体（31）、用于相互卡接的钩体（32）以及进入所述立柱（1）内后可伸出并抵接于所述立柱（1）内壁上的卡接机构（34），所述钩体（32）位于所述座体（31）远离所述横梁（2）的一端，所述卡接机构（34）设置于所述座体（31）外壁上。

2.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，其特征在于：所述钩体（32）为环形结构，相邻两个所述钩体（32）相对的一侧均设置有抵块（322），当所述钩体（32）相互抵接后，所述抵块（322）可运动至令所述钩体（32）产生可供另一所述钩体（32）进入环内的间隙，所述钩体（32）内还设置有令所述抵块（322）运动后进行复位的第一弹性元件（334）。

3.根据权利要求2所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，其特征在于：所述卡接机构（34）包括连环（341）以及沿所述连环（341）周向均匀间隔设置的棘块（344），所述棘块（344）一侧与所述连环（341）铰接，所述连环（341）套设于所述座体（31）上并沿所述座体（31）长度方向运动，所述座体（31）上开设有供所述连环（341）滑动的环槽（311）以及供所述棘块（344）收纳进所述座体（31）内的容纳槽（312），所述座体（31）于所述容纳槽（312）所在内壁上设置有供所述棘块（344）抵接后令所述棘块（344）伸出所述座体（31）外表面的斜块（313）。

4.根据权利要求3所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，其特征在于：所述钩体（32）内沿其长度方向滑动连接有滑块（33），所述滑块（33）可滑动至推动所述连环（341）运动，所述滑块（33）靠近所述抵块（322）的一侧间隔开设有第一卡槽（331）与第二卡槽（332），所述钩体（32）中设置有可滑动后进入所述第一卡槽（331）或所述第二卡槽（332）中以限制所述滑块（33）运动的卡块（327），所述卡块（327）与所述抵块（322）之间设置有当所述抵块（322）运动后令所述卡块（327）由所述第一卡槽（331）进入所述第二卡槽（332）中的联动机构（35），所述滑块（33）远离所述连环（341）的一端设置有第二弹性元件（326）。

5.根据权利要求4所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，其特征在于：所述抵块（322）沿与所述滑块（33）运动方向的延长线的竖直方向滑动连接于所述钩体（32）上，所述抵块（322）与所述卡块（327）平行间隔设置，所述联动机构（35）包括设置于所述抵块（322）靠近所述滑块（33）一端的第一齿纹（351）、设置于所述卡块（327）远离所述滑块（33）一端的第二齿纹（352）以及转动连接于钩体（32）内的齿轮（353），所述第一齿纹（351）与所述第二齿纹（352）相向设置，且同时从两侧啮合于所述齿轮（353）。

6.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，其特征在于：所述立柱（1）上开设有供所述连接件（3）进入所述立柱（1）中的连接槽（11），所述横梁（2）上还设置有当所述连接件（3）进入所述立柱（1）中后填充所述连接槽（11）的封槽块（22），所述封槽块（22）厚度与所述立柱（1）厚度相同，且所述封槽块（22）形状与所述连接槽（11）形状对应。

7.根据权利要求6所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架，其特征在于：所述封槽块（22）于所述连接件（3）的所在一侧中心开设有延伸至所述横梁（2）中的组合槽（23），所述组合槽（23）中穿设有组合柱（36），所述组合柱（36）远离所述横梁（2）的一端设置有外螺纹（361），所述座体（31）中开设有可供所述组合柱（36）插入其中的组合孔（362），所述组合孔（362）设置有与所述外螺纹（361）配合的内螺纹（363），所述横梁（2）外壁上开设有垂直所述横梁（2）长度方向贯通所述横梁（2）以及所述组合柱（36）的限位孔（24），所述限位孔（24）中穿设有用于固定所述组合柱（36）的限位栓（241）。

8.一种抗震墙体，其特征在于：包括如权利要求1-7中任意一项的所述的装配式抗震钢骨架，还包括上墙（4）、下墙（5）以及若干固定件（7），所述固定件（7）包括与所述上墙（4）连接的上接件（71）、与所述下墙（5）连接的下接座（72）以及将所述上接件（71）与所述下接座（72）进行连接的上下固定螺栓（73），所述下接座（72）一侧连接所述下墙（5）另一侧与所述横梁（2）连接。

9.根据权利要求8所述的一种抗震墙体，其特征在于：所述上墙（4）与所述下墙（5）之间有一层缓冲层（6）。

Images