CN209429266U - 一种h型钢建筑的斗拱连接件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种H型钢建筑的斗拱连接件。斗拱连接件安装在钢结构建筑主体大梁、副梁、立柱交叉位置上，大梁、副梁和立柱均采用H型钢，斗拱连接件为一体成型结构，上述交叉位置上面、下面各安装一斗拱连接件；所述斗拱连接件包含：表面槽、深沟槽两个相互交叉的槽型以及竖直方向的方管型立柱槽，方管型立柱槽位于两个槽型交叉位置背面，两个槽型底部均带有若干个用于与大梁或副梁连接的水平固定螺孔，两个交叉槽型之间安装有水平筋，表面槽向外凸出高于水平筋平面，深沟槽向内凹陷水平筋平面，深沟槽侧边带有用于与表面槽侧边相配合的卡槽；方管型立柱槽四个外侧面与槽型背面之间带有竖直筋，四个侧面均带有用于连接立柱的固定孔位。

Description

一种H型钢建筑的斗拱连接件

技术领域

本发明涉及一种H型钢建筑连接部件。

背景技术

现代钢结构建筑主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桥架等构件组成。各构件或部件之间通常采用焊接焊缝、螺丝、铆钉连接，钢结构连接过程中，起主要作用的是钢梁和立柱，是形成整个钢结构框架建筑的主体。

本发明人发现H型钢，由于壁厚大、规格多、型材大、承载能力大、抗扭矩能力大、跨距大等，是高层建筑最理想的梁柱选材。但是现代钢结构建筑中使用的比例却很低，原因就在H型钢的壁厚大，在焊接中很难达到全部优良保证系数。由于在设计时未设计热处理工艺，体现不到H型钢的优越性，在钢结构建筑连接技术领域上，至今未找到一种好的方法代替焊接工艺。

针对上述问题，我们提出一种使用上下两件斗拱连接件的方式，把下立柱、大梁、副梁、上立柱连接成一体，使上下立柱的抗杠杆力和大梁、副梁的抗剪切力及波震力与上下两个斗拱连接件的强力达到平衡，只要出厂的产品合格就能达到百分之百的合格。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种H型钢建筑中的梁柱连接件，以解决上述背景技术中提出的焊点保证系数低，整体建筑刚性性能差的问题。为实现上述目的，本发明提出以下技术方案。

一种H型钢建筑的斗拱连接件，斗拱连接件安装在钢结构建筑主体大梁、副梁、立柱交叉位置上，大梁、副梁和立柱均采用H型钢，斗拱连接件为一体成型结构，上述交叉位置上面、下面各安装一斗拱连接件；

所述斗拱连接件包含：表面槽、深沟槽两个相互交叉的槽型以及竖直方向的方管型立柱槽，方管型立柱槽位于两个槽型交叉位置背面，两个槽型底部均带有若干个用于与大梁或副梁连接的水平固定螺孔，两个交叉槽型之间安装有水平筋，表面槽向外凸出高于水平筋平面，深沟槽向内凹陷水平筋平面，深沟槽侧边带有用于与表面槽侧边相配合的卡槽；

方管型立柱槽四个外侧面与槽型背面之间带有竖直筋，四个侧面均带有用于连接立柱的固定孔位。

根据所述H型钢建筑的斗拱连接件，所述表面槽、深沟槽两个相互交叉的槽型之间的成直角。

根据所述H型钢建筑的斗拱连接件，所述水平筋、竖直筋的外轮廓为圆弧形。

根据所述H型钢建筑的斗拱连接件，所述方管型立柱槽为带有底板的筒形结构，侧面的固定孔位分布在竖直筋的两侧，四个侧面固定孔位数量、安装位置完全相同。

根据所述H型钢建筑的斗拱连接件，所述竖直筋的中部带有用于与交叉柱或斜柱连接的固定孔位，水平筋中部也带有用于与交叉梁或斜梁连接的固定孔位。

本文中所述的槽型“背面”，是指如图2所示的所述槽型底部的外侧面；本文所述的“向外凸出”、“向内凹陷”分别是指如图3所示，沿水平筋502表面向上突出、向下凹进去。

建筑中H型钢应用采用顶梁柱的方式，以顶住大梁、副梁和边梁，无论楼体有多少长度，都是整体贯通，自成一体相互叠压成十字交叉形的排放。上、下立柱需要分别顶在每个大梁和副梁交叉点的上侧和底侧。这就需要下斗拱连接件下方孔插在立柱上侧，固定住下立柱4；下斗拱连接件的下槽（即深沟槽），先安装纵向的大梁，然后上槽（即表面槽）再安装横向的副梁。上立柱的下端安装在上斗拱连接件的上方孔内，上斗拱连接件与下斗拱连接件形状大小相同，只是上下反向并使用，水平旋转90度使用。四个方向的上下斗拱连接件的槽型钢的水平平面各有10个水平固定螺孔，通过螺栓把上下斗拱连接件连同大梁、副梁连接在一起。上、下两个立柱通过方管型立柱槽外面的定位销孔，各用六个定位销把上下立柱与斗拱连接件连接固定。

本发明具有如下有益效果：

1.高层建筑的承载强度依靠梁和柱，而抵抗强震的杠杆力和剪切力依靠的是梁与柱的接点连接，斗拱连接件是根据H型钢的规格生产的多种规格的标准件，是与梁和柱强力相平衡的标准备件，以实现替代焊接，不用设计抗震级别的目的。

2.斗拱连接件是标准化的储备件，是在车间自动化流水线上按产品技术标准、质量标准、工艺标准、计量标准生产，现场只是积木化的安装，有着现有混凝土建筑十倍的速度、十倍的精度、十分之一的用工量、七分之一的重量、百年以上的使用期。

3.由于H型钢建筑的梁、柱、斗拱连接件等配件都是车间生产，经过热处理工艺加工，其强度抗拉力是普通Q235型钢的5倍，主体结构用钢量不到100公斤。整栋如30层建筑毛坯楼的建筑成本只有钢筋混泥土建筑的一半；如果按百年以上使用期时间成本换算的话，只有混凝土建筑的百分之二十，真正的白菜价。

4.现代建筑材料主要是钢筋、水泥、沙、石、模、砖，这是破坏环境的主要源头，H型钢建筑配合的是轻质混凝土板材做的墙板和层板，不用沙、石、模、砖，这是最大限度保护了青山绿水、森林良田自然环境的环保技术。

5.H型钢建筑技术是采用顶梁柱的方式，以H型钢为框架，以四梁八柱为支撑，以斗拱连接件为技术核心，实现了四大关键技术的突破，是中华民族传统建筑艺术精华，颠覆了人们对现有建筑的认知，跨越钢筋水泥建筑的时代，是打开钢结构建筑大门的钥匙，具有划时代的意义。

附图说明

图1为斗拱连接件与梁柱装配示意图。

图2为斗拱连接件立体图一。

图3为斗拱连接件立体图二。

图4为斗拱连接件俯视图。

图5为图4中的斗拱连接件A-A剖面剖视图。

图6为立柱插装方管型立柱槽后的截面示意图。

图7为立柱两端的螺孔分布示意图。

附图中：1、上立柱； 2、副梁； 3、大梁； 4、下立柱； 5、上斗拱连接件； 6、下斗拱连接件； 501、竖直筋； 502、水平筋； 503、方管型立柱槽；504、立面固定螺孔；505、固定孔位；506、水平固定螺孔；507、表面槽；508、卡槽；509、深沟槽；510、过盈筋；511、倒角；512、安装沉孔。

具体实施方式

H型钢建筑采用H型钢为主要框架结构，以顶梁柱的方式进行设计，采用中国传统的四梁八柱、斗拱、榫铆为主要特点，框架无焊点，梁柱无焊缝，主要依靠斗拱连接件扣住梁与柱，再通过螺栓把梁柱与斗拱连接件固定。梁与柱主要承担的是楼体的承重力，而斗拱连接件主要承担的是外来的强力，即杠杆力、剪切力和波震力。因此斗拱连接件是抵抗强震的主要保障。

图1为了表达方便，未绘出连接螺栓或销子。如图1所示，钢结构的立柱顶位于大梁3下面，副梁2成“十字”交叉装在大梁上面，上立柱装在副梁上述交叉点位置上面，形成顶梁柱的方式。立柱的长度根据楼层的高度，减去大梁、副梁及斗拱连接件内垫高度就是立柱的长度；立柱使用H型钢的型号是根据楼体的重量，立柱的承载力由大梁与副梁强力之和而设定。如图7所示，立柱上下两端的平面各有6个定位销孔，斗拱连接件的方管型立柱槽四个立面均带有与上述定位销孔位置相对应的立面固定螺孔。交叉点位置上下安装的两个立柱相同。

“十字”交叉梁位置需要安装两个相互配合的斗拱连接件。大梁与副梁交叉90度安装，也可根据设计要求成不同度数和不同坡度的安装。

在每根梁的平面上根据技术标准定位尺寸，加工有两排用于与斗拱连接件连接的平面固定螺孔。安装孔位的中心到下一个安装孔位的中心，就是定位尺寸。梁与梁交叉点的中心到下一个定位尺寸的中心，就是模数。模数是楼体设计的基准线，楼体所有配件的加工安装都是在模数这个基准线的基础上，确定各自的定位尺寸、配合关系、安装精度。由于大梁是纵向安装，副梁是横向安装，无论楼体长度和宽度，它们都是通过连接板贯通成一根的整梁，这就形成每根梁上有N个定位尺寸和N个安装孔位。所有的梁、柱都必须经过热处理加工，如弹簧钢质经热处理后是建筑钢筋Q235材质5倍的强度，即使是45号碳结钢也高出3倍，这样可大大降低钢材用量减轻楼体重量降低成本。

如图2-3所示，斗拱连接件为整体铸钢件，两个槽型在水平面方向成十字形，卡在大梁与副梁上，其中部有一个用于安装立柱的竖直的方管型立柱槽503。

方管型立柱槽四个立面外表面与槽型的水平外表面中间位置上各有一个竖直筋501，用于提高斗拱连接件抗杠杆力的能力。上述四个立面上各有6个立面固定螺孔504，用于固定立柱。

横向、纵向的两个槽型交叉，在交叉位置的同一水平面上带有四个水平筋502，形成一个平面筋，增强整体强度。水平筋的外轮廓边界为圆弧形。

斗拱连接件是上下两件配套使用，使用时候下斗拱连接件需水平旋转90度，竖直方向旋转180度，方管型立柱槽开口向下，然后安装使用。下斗拱连接件的表面槽外凸出的榫边，就插在上侧斗拱连接件深沟槽509铆边的槽（卡槽508）内，形成榫铆配合。这样4个边槽经过上下两个斗拱连接件相互配合，就形成了四个带榫铆配合的方管形槽以卡住大梁与副梁，再通过每个卡槽水平平面上的水平固定螺孔506，用螺栓贯穿H钢，把上下两个斗拱连接件与梁固定在一起。

由于上斗拱连接件5与下斗拱连接件6是上下叠压合在一起，上下两个水平方向的水平筋502中部螺孔相对应，可以采用螺栓固定。大梁的上平面与副梁的下平面是直接叠压接触的。当出现大梁与副梁的剪切力时，上下梁推动和拉伸的是上述两个水平筋。水平筋起到抗剪切力的作用，经过多次试验证明水平筋502、竖直筋501外轮廓采用半圆弧型设计是最佳设计方案。同时水平筋的固定孔位也可以安装交叉梁、斜梁，用于提高楼整体抗剪切力的能力。

斗拱连接件也可以制成，比图3少一半卡槽，成丁字形的连接件；也可制成少两个卡槽成拐角型（非直角）的斗拱连接件，也可制成不同坡度的斜形斗拱连接件，这主要根据楼体设计的用途，只要改变模具即可实现楼体变化的设计。

如图4所示，为上斗拱连接件俯视图，中间为方管型立柱槽，横向为深沟槽；纵向为表面槽507。上下两件斗拱连接件对应安装后，其水平筋502中的螺孔用螺栓固定，使两个平面筋成一体形成合力，起到提高抗剪切力的能力。

如图2所示，方管型立柱槽的底部为封闭形状，用于安装承托上立柱。由于立柱承担了立柱以上的楼体重量，其立柱承载的重力通过斗拱连接件的整体再传到副梁、大梁和下侧的立柱上，以增大梁柱的承载面积。

如图4所示，方管型立柱槽503内有四个内侧面，每个内侧面上有两条竖直的过盈筋510，过盈筋到内角要让开H型钢翼边一定的距离。如图6，在方管型立柱槽的两个相对的外侧面均有6个相同的定位销孔。为了便于安装，方管型立柱槽端面带有装配倒角511，用于方便引导对准安装。

在工地现场安装时，通过可移动卧式液压机，把上下两个斗拱连接件和立柱的两端压在一起。立柱的一端插在方管型立柱槽内，过盈筋与H型钢立柱是过盈配合，在液压力的作用下把立柱推进到方管型立柱槽内。如图6所示，由于H型钢的立柱是经过热处理具有一定的弹性，在推动力的作用下H型钢的边沿向内压缩，推到底后其纵向就自然定位，再安装6个定位销后，横向也就定位，立柱与斗拱连接件形成一体，定位销是沉头式安装，前端包含一个垫片螺栓。

如图6所示，方管型立柱槽中的过盈筋，立柱H型钢的平面翼边，通过推力的作用下，把立柱推进方管型立槽内，平面翼边的反弹产生过盈配合，使之卡住立柱。方管型立柱槽内四面各有两条过盈筋，无论斗拱连接件是正面安装，还是侧面安装，均可卡住立柱。H型钢截面长宽相等。

如图1所示，斗拱连接件与上下两个立柱、大梁、副梁装配后，这种连接装配方式在整栋建筑每个立柱上全部装配形成合力。当地震强力波动或平行推动摇摆时，立柱抵抗了杠杆力，梁抵抗了剪切力和波动力，再配合交叉柱、斜柱和蝶式摆动减震器相结合。大梁、副梁都是贯通构造，楼层板、墙板都是贯通竹排相扣合形成整体。而且楼体重量只有现有建筑的七分之一，这就能实现无论多大的强力，多强的地震也就像摇篮一样摇几下而已，所以说斗拱连接件是H型钢建筑的技术核心，决定了H型钢建筑的抗震能力，是人们居住家园的最核心的安全保障。

以上所述实施方式、实施方法，仅仅是对本发明的优先实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明技术的精神前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案推出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种H型钢建筑的斗拱连接件，斗拱连接件安装在钢结构建筑主体大梁、副梁、立柱交叉位置上，大梁、副梁和立柱均采用H型钢，其特征在于：斗拱连接件为一体成型结构，上述交叉位置上面、下面各安装一斗拱连接件；

所述斗拱连接件包含：表面槽（507）、深沟槽（509）两个相互交叉的槽型以及竖直方向的方管型立柱槽（503），方管型立柱槽（503）位于两个槽型交叉位置背面，两个槽型底部均带有若干个用于与大梁或副梁连接的水平固定螺孔，两个交叉槽型之间安装有水平筋（502），表面槽（507）向外凸出高于水平筋平面，深沟槽（509）向内凹陷水平筋平面，深沟槽（509）侧边带有用于与表面槽（507）侧边相配合的卡槽（508）；

方管型立柱槽（503）四个外侧面与槽型背面之间带有竖直筋（501），四个侧面均带有用于连接立柱的固定孔位（505）。

2.根据权利要求1所述H型钢建筑的斗拱连接件，其特征在于：所述表面槽（507）、深沟槽（509）两个相互交叉的槽型之间的成直角。

3.根据权利要求1所述H型钢建筑的斗拱连接件，其特征在于：所述水平筋（502）、竖直筋（501）的外轮廓为圆弧形。

4.根据权利要求1所述H型钢建筑的斗拱连接件，其特征在于：所述方管型立柱槽（503）为带有底板的筒形结构，侧面的固定孔位（505）分布在竖直筋（501）的两侧，四个侧面固定孔位（505）数量、安装位置完全相同。

5.根据权利要求1所述H型钢建筑的斗拱连接件，其特征在于：所述竖直筋（501）的中部带有用于与交叉柱或斜柱连接的固定孔位（505），水平筋（502）中部也带有用于与交叉梁或斜梁连接的固定孔位。