CN213233833U - 一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，包括两个相同的固定结构，固定结构包括调节转盘组件和扣件组件，调节转盘组件和扣件组件固定连接，扣件组件用于固定连接杆件；调节转盘组件包括调节转盘，调节转盘上沿同心圆的圆周方向开有多个间隔分布的弧形槽，调节转盘的盘身上刻有角度刻度线；调节转盘上的弧形槽的槽口与另一调节转盘上的弧形槽的槽口对应重合，且重合共用的槽口之间通过紧固螺栓固定连接。本技术节点承载能力强、可标准化加工制作，适用于大型互承结构，上下调节转盘可相对360度转动，特别适用于自由曲面互承结构杆件任意角度搭接的需要。
Description
技术领域
本技术涉及空间结构领域的互承结构中的装配式连接节点，尤其涉及一种杆件间相互搭接的互承结构，具体是一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点。
背景技术
在绿色、环保、建筑材料的不断更替的大环境背景下，互承结构因建造技术要求不高、可快速安装拆卸、适用绿色建筑材料、造型美观、小构件实现大跨度等特点受到了广泛的关注。互承结构可以快速建成并有足够承载强度，特别适合应用在展馆、防灾庇护所等临时结构。
互承结构最早是由杆件直接相互搭接而成，连接形式简单，但刚度较弱，且在整体结构完成前较易破坏。绑扎连接、旋转扣件等连接方式依靠摩擦力进行荷载传递，结构整体承载能力不高，杆件搭接角度不易精确控制。卡槽连接需要在杆件上预先切槽，加工制作较为特殊，且由于削弱了杆件截面，其承载能力受到较大影响。螺栓直连方式需要在杆件上穿孔以便于螺栓穿插于杆件之间，螺栓的运用增强了结构的承载能力，但杆件上的穿孔在一定程度上降低了杆件的截面强度。因此以上各类连接方式多适用于小型临时性建筑。
发明内容
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，通过单圈弧形槽调节杆件搭接角度的装配式节点承载能力强、可标准化加工制作，适用于大型互承结构，且360度旋转特别适用于自由曲面互承结构的杆件任意角度搭接的需要。
为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：
一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，包括两个相同的固定结构，所述固定结构包括调节转盘组件和扣件组件，所述调节转盘组件和扣件组件固定连接，所述扣件组件用于固定连接杆件；
所述调节转盘组件包括调节转盘，所述调节转盘上沿同心圆的圆周方向开有多个均匀并间隔分布的弧形槽，所述调节转盘的盘身上刻有角度刻度线；
所述扣件组件包括扣座、转动轴、扣盖和限位装置，所述扣座的一端与扣盖的一端通过转动轴转动连接，所述扣座的另一端与扣盖的另一端通过螺栓固定连接，所述扣盖的顶部中心开设有一个贯穿的螺纹孔；所述限位装置包括螺栓本体和第一限位块，所述螺栓本体的一端穿过螺纹孔且与螺纹孔螺纹连接，位于扣座与扣盖之间的螺栓本体端部固定连接有第一限位块，所述杆件位于扣座与第一限位块之间；
所述调节转盘上的弧形槽的槽口与另一调节转盘上的弧形槽的槽口对应重合，且重合共用的槽口之间通过紧固螺栓固定连接。
作为对上述一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点进一步改进，所述调节转盘的盘面圆心与扣座的底面中心重合且通过焊接方式固定连接；所述扣座和扣盖的中间分别开有矩形空腔。
作为对上述一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点进一步改进，所述的扣座一侧上部外壁设置与其长度相同向外凸出的扣座连接块；所述扣盖一侧下部外壁上设置了与其相同长度向外凸出的扣盖连接块；所述扣盖连接块与扣座连接块均水平设置，所述扣座连接块和扣盖连接块上均开设有两个通孔，两个通孔的轴线沿竖直方向设置，扣座连接块上的通孔和扣盖连接块上的通孔通过螺栓和螺母固定连接。
作为对上述一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点进一步改进，所述扣座的底面为矩形，且扣座的内壁粘连有橡胶垫，所述第一限位块的下表面为矩形，且下表面粘连有橡胶垫，第一限位块与螺栓本体端部焊接连接。
作为对上述一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点进一步改进，所述调节转盘上的弧形槽的个数为2≤N≤10，一个调节转盘的弧形槽的个数N与弧形槽的开槽角度θ的关系为：θ=360°/2N+10°；弧形槽在圆周方向等弧度间隔分布；弧形槽的开槽圆直径大于紧固螺栓的外螺纹直径。
作为对上述一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点进一步改进，所述扣座的矩形底面的对角线长度为L 1，调节转盘的直径为d 1，紧固螺栓的外螺纹直径为d 2，弧形槽的开槽位置的同心圆直径d 3为：L 1+4d 2<d 3<d 1-4d 2。
作为对上述一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点进一步改进，所述调节转盘能相对另一调节转盘顺时针或逆时针转动；
当调节转盘与另一调节转盘相对转动角度θ 1为θ 1=S×360°/N时，其中S取0≤S≤N的整数，两个调节转盘的弧形槽的槽口完全重合，重合共用的槽口两端均通过紧固螺栓、紧固垫片和螺母固定连接；
当调节转盘与另一调节转盘相对转动角度θ 1为θ 1=(2S-1)×180°/N时，其中S取1≤S≤N的整数，两个调节转盘的弧形槽的槽口不完全重合，所有重合共用的槽口一端均通过紧固螺栓、紧固垫片和螺母固定连接；
当调节转盘与另一调节转盘相对转动角度θ 1为以上两种情况以外的其他情况时，两个调节转盘的弧形槽的槽口不完全重合，重合共用面积较大的槽口两端均通过紧固螺栓、紧固垫片和螺母固定连接。
作为对上述一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点进一步改进，所述杆件的两端均设置有第二限位块，所述杆件通过扣座和扣盖的扣合以及限位装置的螺栓本体的旋紧，使得杆件与扣座的橡胶垫和限位装置上的橡胶垫之间产生相对的挤压实现连接，所述杆件端部的第二限位块紧压在扣件组件端面以限制杆件轴向位移；所述第二限位块尺寸稍大于扣件组件的矩形空腔尺寸。
本技术的有益效果为：
1、本技术节点承载能力强，可标准化加工制作，且无需在杆件上进行切槽或钻孔，适用于大型互承结构，上下调节转盘可通过相对旋转实现360度转动，通过刻度确定旋转角度，特别适用于自由曲面互承结构杆件任意角度搭接的需要。
2、本技术节点各零部件均可在工厂加工制作并完成组装，其中扣件组件与调节转盘组件是焊接连接，其他都是通过螺栓连接与转动轴连接，因此在加工制作过程中不存在残余应力，且在施工现场只需要进行杆件与节点的连接，可有效提高施工安装效率。
3、本技术待杆件搭接角度调整完成后，用紧固螺栓连接使上下调节转盘得以固定，起到了定位限制与固定连接作用，且保证了节点的整体性与刚度。
附图说明
图1是本技术实现的装配式节点的一个固定结构示意图。
图2是本技术实现的装配式节点示意图。
图3是本技术实现的装配式节点与杆件连接的示意图。
图4是本技术实现的装配式节点调节转盘连接的顶面示意图。
图5是本技术实现的装配式节点调节转盘连接的底面示意图。
图6是本技术实现的装配式节点扣件组件示意图。
图7是本技术实现的装配式节点上下调节转盘相对旋转30°示意图。
图8是本技术实现的装配式节点上下调节转盘相对旋转30°时螺栓连接位置示意图。
图9是本技术实现的装配式节点上下调节转盘相对旋转60°示意图。
图10是本技术实现的装配式节点上下调节转盘相对旋转60°时螺栓连接位置示意图。
图11是本技术实现的装配式节点的杆件及第二限位块示意图。
图12是本技术实现的装配式节点的限位装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，包括两个相同的固定结构，所述固定结构包括调节转盘组件和扣件组件，所述调节转盘组件和扣件组件固定连接，所述扣件组件用于固定连接杆件13。
参见图4、图5所示，所述调节转盘组件包括调节转盘1、弧形槽2、角度刻度线3。所述调节转盘1盘身刻有角度刻度线3。所述调节转盘1上沿同心圆的圆周方向开三个弧形槽2。弧形槽2位置为：在调节转盘1面上作同心圆以其圆周方向等弧度距离作三个70°的弧形槽2。调节转盘1与弧形槽2可相对另一调节转盘顺时针或逆时针转动，在施工安装过程中当弧形槽2与另一调节转盘相对转动0°、120°、240°、360°时上下两个调节转盘的弧形槽槽口完全重合，用紧固螺栓4穿过紧固垫片5、调节转盘1上的弧形槽3与另一调节转盘的弧形槽，在共用弧形槽的槽两端进行固定连接。
参见图6所示，所述扣件组件包括扣座6、转动轴7、扣盖8、扣座连接块9、扣盖连接块10、橡胶垫11、限位装置15；所述扣座6的底面为矩形；所述扣盖8上方中心开有一个贯通的螺纹孔；所述扣座6通过转动轴7与扣盖8转动连接；所述橡胶垫11粘连在扣座6空腔内侧位置；所述限位装置15底部为矩形的第一限位块，限位装置15的第一限位块与螺栓本体焊接连接，第一限位块上粘有橡胶垫11；所述扣盖8右侧下部外壁上设置了与其相同长度向外凸出的扣盖连接块10；所述扣盖8通过顶部上的螺纹孔贯穿有限位装置15，扣盖8与限位装置15通过螺纹连接固定；所述的扣座6右侧上部外壁设置与其长度相同向外凸出的扣座连接块9；所述扣盖连接块10与上下对应设置的扣座连接块9之间间隔设置；所述扣盖连接块10与扣座连接块9水平设置，在上下连接块上同轴线开有对称的两个通孔；通孔轴线沿竖直方向设置，两个通孔之间分别通过螺栓12和螺母固定连接；所述扣座6、扣盖8中间分别开有轴线沿扣座6长度方向设置的矩形空腔，当扣座6与扣盖8扣合时，两个小矩形空腔组成了纵截面是矩形的空腔。
参见图1、图2所示，所述调节转盘1的盘面圆心与扣座6的底面中心重合通过焊接固定连接。
参见图3和图11所示，所述杆件13两端均设置第二限位块14（图中仅示出一端），杆件13通过扣件组合的扣合以及限位装置15的螺栓本体的旋紧，使得杆件13与扣座6内侧橡胶垫11和限位装置15上的橡胶垫11产生相对的挤压实现固定连接，杆件13端部的第二限位块14紧压在扣件组件端面以限制杆件13的轴向位移。
参见图7、图8，装配式节点上下调节转盘相对旋转30°，在施工安装过程中当弧形槽2与另一固定结构的弧形槽槽口不完全重合，用紧固螺栓4穿过紧固垫片5、调节转盘1上的弧形槽3与另一调节转盘重合共用的弧形槽，在重合共用且面积较大的弧形槽的槽两端进行固定连接。
参见图9、图10，装配式节点上下调节转盘相对旋转60°，在施工安装过程中当弧形槽2与另一调节转盘的弧形槽槽口不完全重合，用紧固螺栓4穿过紧固垫片5、调节转盘1上的弧形槽3与另一调节转盘重合共用的弧形槽，在所有共用弧形槽的槽一端进行固定连接。
参见图11，杆件13的端部尺寸较大的部分为第二限位块14且第二限位块14尺寸稍大于扣件组件的矩形空腔尺寸。
参见图12，限位装置15底部为矩形的第一限位块，第一限位块与螺栓本体焊接连接，第一限位块上粘有橡胶垫11，限位装置15通过与扣盖8的竖向相对位移来实现对杆件13的挤压固定。
本技术的弧形槽2的个数不仅限于3个弧形槽，弧形槽2个数为2≤N≤10，一个调节转盘的弧形槽2的个数N与弧形槽2的开槽角度θ的关系为：θ=360°/2N+10°。
本技术扣座6的矩形底面的对角线长度为L 1，调节转盘1的直径为d 1，紧固螺栓4的外螺纹直径为d 2，弧形槽2的开槽位置的同心圆直径d 3为：L 1+4d 2<d 3<d 1-4d 2。
本技术的调节转盘1与弧形槽2可相对另一调节转盘1顺时针或逆时针转动，在施工安装过程中，当调节转盘1与另一调节转盘1相对转动角度θ 1为θ 1=S×360°/N时，其中S取0≤S≤N的整数，两个调节转盘1的弧形槽2的槽口完全重合，重合共用的槽口两端均通过紧固螺栓4、紧固垫片5和螺母固定连接。
在施工安装过程中，当调节转盘1与另一调节转盘1相对转动角度θ 1为θ 1=(2S-1)×180°/N时，其中S取1≤S≤N的整数，两个调节转盘1的弧形槽2的槽口不完全重合，所有重合共用的槽口一端均通过紧固螺栓4、紧固垫片5和螺母固定连接。
在施工安装过程中，当调节转盘1与另一调节转盘1相对转动角度θ 1为以上两种情况以外的其他情况时，两个调节转盘1的弧形槽2的槽口不完全重合，重合共用面积较大的槽口两端均通过紧固螺栓4、紧固垫片5和螺母固定连接。
本技术的保护范围包括但不限于以上实施方式，本技术的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本技术的保护范围。
Claims (8)
1.一种通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，其特征在于：
包括两个相同的固定结构，所述固定结构包括调节转盘组件和扣件组件，所述调节转盘组件和扣件组件固定连接，所述扣件组件用于固定连接杆件（13）；
所述调节转盘组件包括调节转盘（1），所述调节转盘（1）上沿同心圆的圆周方向开有多个均匀并间隔分布的弧形槽（2），所述调节转盘（1）的盘身上刻有角度刻度线（3）；
所述扣件组件包括扣座（6）、转动轴（7）、扣盖（8）和限位装置（15），所述扣座（6）的一端与扣盖（8）的一端通过转动轴（7）转动连接，所述扣座（6）的另一端与扣盖（8）的另一端通过螺栓（12）固定连接，所述扣盖（8）的顶部中心开设有一个贯穿的螺纹孔；所述限位装置（15）包括螺栓本体和第一限位块，所述螺栓本体的一端穿过螺纹孔且与螺纹孔螺纹连接，位于扣座（6）与扣盖（8）之间的螺栓本体端部固定连接有第一限位块，所述杆件（13）位于扣座（6）与第一限位块之间；
所述调节转盘（1）上的弧形槽（2）的槽口与另一调节转盘（1）上的弧形槽（2）的槽口对应重合，且重合共用的槽口之间通过紧固螺栓（4）固定连接。
2.根据权利要求1所述的通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，其特征在于：所述调节转盘（1）的盘面圆心与扣座（6）的底面中心重合且通过焊接方式固定连接；所述扣座（6）和扣盖（8）的中间分别开有矩形空腔。
3.根据权利要求2所述的通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，其特征在于：所述的扣座（6）一侧上部外壁设置与其长度相同向外凸出的扣座连接块（9）；所述扣盖（8）一侧下部外壁上设置了与其相同长度向外凸出的扣盖连接块（10）；所述扣盖连接块（10）与扣座连接块（9）均水平设置，所述扣座连接块（9）和扣盖连接块（10）上均开设有两个通孔，两个通孔的轴线沿竖直方向设置，扣座连接块（9）上的通孔和扣盖连接块（10）上的通孔通过螺栓（12）和螺母固定连接。
4.根据权利要求3所述的通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，其特征在于：所述扣座（6）的底面为矩形，且扣座（6）的内壁粘连有橡胶垫（11），所述第一限位块的下表面为矩形，且下表面粘连有橡胶垫（11），第一限位块与螺栓本体端部焊接连接。
5.根据权利要求1所述的通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，其特征在于：所述调节转盘（1）上的弧形槽（2）的个数为2≤N≤10，一个调节转盘（1）的弧形槽（2）的个数N与弧形槽（2）的开槽角度θ的关系为：θ=360°/2N+10°；弧形槽（2）在圆周方向等弧度间隔分布；弧形槽（2）的开槽圆直径大于紧固螺栓（4）的外螺纹直径。
6.根据权利要求5所述的通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，其特征在于：所述扣座（6）的矩形底面的对角线长度为L 1，调节转盘（1）的直径为d 1，紧固螺栓（4）的外螺纹直径为d 2，弧形槽（2）的开槽位置的同心圆直径d 3为：L 1+4d 2<d 3<d 1-4d 2。
7.根据权利要求1所述的通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，其特征在于：
所述调节转盘（1）能相对另一调节转盘（1）顺时针或逆时针转动；
当调节转盘（1）与另一调节转盘（1）相对转动角度θ 1为θ 1=S×360°/N时，其中S取0≤S≤N的整数，两个调节转盘（1）的弧形槽（2）的槽口完全重合，重合共用的槽口两端均通过紧固螺栓（4）、紧固垫片（5）和螺母固定连接；
当调节转盘（1）与另一调节转盘（1）相对转动角度θ 1为θ 1=(2S-1)×180°/N时，其中S取1≤S≤N的整数，两个调节转盘（1）的弧形槽（2）的槽口不完全重合，所有重合共用的槽口一端均通过紧固螺栓（4）、紧固垫片（5）和螺母固定连接；
当调节转盘（1）与另一调节转盘（1）相对转动角度θ 1为以上两种情况以外的其他情况时，两个调节转盘（1）的弧形槽（2）的槽口不完全重合，重合共用面积较大的槽口两端均通过紧固螺栓（4）、紧固垫片（5）和螺母固定连接。
8.根据权利要求2所述的通过单圈弧形槽调节搭接角度的装配式节点，其特征在于：所述杆件（13）的两端均设置有第二限位块（14），所述杆件（13）通过扣座（6）和扣盖（8）的扣合以及限位装置（15）的螺栓本体的旋紧，使得杆件（13）与扣座（6）的橡胶垫（11）和限位装置（15）上的橡胶垫（11）之间产生相对的挤压实现连接，所述杆件（13）端部的第二限位块（14）紧压在扣件组件端面以限制杆件（13）轴向位移；所述第二限位块（14）尺寸稍大于扣件组件的矩形空腔尺寸。
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