CN215053927U

CN215053927U - 一种快速可装配式frp柱杆件节点

Info

Publication number: CN215053927U
Application number: CN202120983859.4U
Authority: CN
Inventors: 王龙瀚; 李蓓; 孙伟豪; 邢泽; 孙泽阳; 陈健; 詹瑒; 赵启林
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2021-05-10
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2021-12-07
Anticipated expiration: 2031-05-10

Abstract

本实用新型公开了一种快速可装配式FRP柱杆件节点，包括上接头、下接头、FRP圆管、上扣件、下扣件；所述上接头的顶部螺纹连接FRP圆管；所述下接头的底部螺纹连接FRP圆管；所述上接头的外侧面周向均匀布设上扣件，所述下接头的外侧面周向均匀布设下扣件，所述上扣件与所述下扣件一一对应设置，且所述上扣件与所述下扣件锁扣连接；本实用新型所公开的一种快速可装配式FRP柱杆件节点，利用上、下扣件组合锁扣连接的方式，使得上下接头保持紧密接触吻合，抵抗FRP圆管柱间的拉力；利用螺纹系统，保证铝制接头与FRP管的正常连接，保证杆件之间拉力和压力的正常传递，达到快速连接抢修墩节点的目的。

Description

一种快速可装配式FRP柱杆件节点

技术领域

本实用新型属于土木工程领域，具体涉及一种可快速装配的纤维增强复合材料柱节点。

背景技术

为应对自然灾害、军事战争因素引发的输电塔抢险、山区抢险、输送管道应急抢修、军用桥梁抢险等问题，高效、快速的抢修建筑施工技术至关重要，于今后可能面临的特殊抢险救灾工作中，在资源运输、军队调动方面都将起到至关重要的作用。以军事抢险设施为例，目前的桥梁抢修墩技术仍存在些许不利因素制约其完善：抢修墩整体结构体量过大，需要特殊的载具进行结构构件的承重与运输；抢修墩高度较高，可达到五十米以上，其架设耗时较长，难以满足发生战争桥梁损毁应急抢修的要求；且现有抢修墩多采用钢铁，因此抢修墩自重很大，不利于运输与安装。因此，采用轻质高强的复合材料作为抢修墩的主要组成部分便可减轻结构的整体重量，降低运输难度与安装难度。

为实现应急抢修快速拼装的目标，需要对构件的搭设技术与节点的连接技术进行不断改进，节点的连接技术则成为实现快速抢修的关键。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种快速可装配式FRP柱杆件节点，该快速可装配式FRP柱杆件节点可以实现抢修墩节点快速连接的目的，为实现应急抢修快速拼装抢修墩提供了有利的条件。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种快速可装配式FRP柱杆件节点，包括上接头、下接头、FRP圆管、上扣件、下扣件；所述上接头的顶部螺纹连接FRP圆管；所述下接头的底部螺纹连接FRP圆管；所述上接头的外侧面周向均匀布设上扣件，所述下接头的外侧面周向均匀布设下扣件，所述上扣件与所述下扣件一一对应设置，且所述上扣件与所述下扣件锁扣连接。

作为本实用新型的进一步的优选方案，所述上扣件包括铰支座、固定锁头、连接杆、锁头凹槽；所述铰支座固定安装在上扣件的外侧面上，且铰支座的中心轴线与上接头的中心轴线相互垂直；所述固定锁头为四边形状，所述固定锁头的一边为连接杆，所述连接杆穿插在铰支座中，且连接杆在铰支座中可独立转动；所述固定锁头的另一边上设有锁头凹槽，所述固定锁头与铰支座之间形成扣件容纳腔，所述锁头凹槽与扣件容纳腔相通；所述下扣件包括斜舌、弹簧、扣件底座、外耳；所述扣件底座固定安装在下接头的外侧面上，所述扣件底座内设有开口式弹簧容纳腔，弹簧容纳腔的开口向下；所述弹簧的一端固定连接在弹簧容纳腔的顶部，所述弹簧的另一端与外耳固定连接；所述外耳固定连接在斜舌上，斜舌的直径小于弹簧容纳腔的开口直径；斜舌与锁头凹槽卡扣配合；

所述扣件容纳腔用于容纳扣件底座，当固定锁头翻转至下接头上时，所述扣件容纳腔在下接头上的覆盖区域大于扣件底座与下接头的接触区域。

作为本实用新型的进一步的优选方案，所述弹簧无弹力时的长度大于弹簧容纳腔的深度。

作为本实用新型的进一步的优选方案，所述上接头的底部固定安装有圆管三，圆管三的外表面设有凸起；所述下接头的顶部设有与圆管相配合的圆管对接槽、与凸起相配合的凹槽。

作为本实用新型的进一步的优选方案，所述多个上扣件安装面、多个下扣件安装面的数量为4个。

作为本实用新型的进一步的优选方案，所述上接头与FRP圆管一之间布设结构胶，所述下接头与FRP圆管二之间布设结构胶。

作为本实用新型的进一步的优选方案，所述多个上扣件安装面与多个下扣件安装面的形状相同。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型所公开的一种快速可装配式FRP柱杆件节点，利用上、下扣件组合锁扣连接的方式，使得上下接头保持紧密接触吻合，抵抗FRP圆管柱间的拉力；利用螺纹系统，保证铝制接头与FRP管的正常连接，保证杆件之间拉力和压力的正常传递，达到快速连接抢修墩节点的目的；

2、本实用新型作为抢修墩节点传力明确：桥梁荷载可直接由上一节FRP管轴向传递至FRP柱杆件节点处，经过FRP柱杆件节点内部圆形管，直接传递至下节点和下一节FRP管；

3、本实用新型节点连接性、紧密性高：在利用本实用新型实现连接工作过程中，弹簧处于压缩状态，推动斜舌挤压弹簧，使得下扣件全部进入上扣件的扣件容纳腔后，松开斜舌，弹簧回弹，使得斜舌与锁头凹槽卡扣连接，弹簧回弹在提供斜舌与锁头凹槽相卡和的动力同时，弹簧回弹延长填充扣件容纳腔的空隙，避免使用过程中因节点位移产生整体结构位移；

4、本实用新型具有一定抵抗偏心受力能力：受偏心力作用下，除内外管壁抵抗偏心力作用外，四周安装的上下扣件锁扣连接也可以提供拉力，避免节点受弯过程中发生明显变形；

5、在上接头上连接圆管三、凸起，在下接头上设置与圆管相配合的圆管对接槽、与凸起相配合的凹槽，通过圆管三与圆管对接槽卡合、凸起与凹槽，配合上扣件与下扣件的锁扣连接，进一步增加本实用新型的节点抗拉力。

附图说明

图1是本实用新型一种快速可装配式FRP柱杆件节点的拼装效果图；

图2是上接头的结构示意图；

图3是上接头的结构分解图；

图4是上扣件的结构主视图；

图5是上扣件的结构侧视图；

图6是下接头的结构示意图；

图7是下接头的结构分解图；

图8是下扣件的结构主视图；

图9是下扣件的结构侧视图。

其中有：1.上接头；101.圆管三；102.凸起；2.下接头；201.圆管对接槽；202.凹槽；3.FRP圆管；401.铰支座；402.固定锁头；403.连接杆；404.锁头凹槽；405.扣件容纳腔；501.斜舌；502.弹簧；503.扣件底座；504.外耳。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。

如图1至图9所示，一种快速可装配式FRP柱杆件节点，包括上接头1、下接头2、FRP圆管3、上扣件、下扣件；上接头1的顶部螺纹连接FRP圆管3；下接头2的底部螺纹连接FRP圆管3；上接头1的外侧面周向均匀布设上扣件，下接头2的外侧面周向均匀布设下扣件，上扣件与下扣件一一对应设置，上扣件与下扣件锁扣配合连接，当上扣件与下扣件处于锁定状态时，上接头1和下接头2锁死连接，当上扣件与下扣件处于解锁状态时，上接头1和下接头2分离。

为了达到上接头1和下接头2快速连接或分离的目的，在本实施例中举例说明上扣件与下扣件的一种锁扣连接结构，具体锁扣连接结构如下：

如图2至图9所示，上扣件包括铰支座401、固定锁头402、连接杆403、锁头凹槽404；铰支座401固定安装在上扣件的外侧面上，且铰支座401的中心轴线与上接头1的中心轴线相互垂直，固定锁头402为四边形状，固定锁头402的一边为连接杆403，连接杆403穿插在铰支座401中，且连接杆403在铰支座401中可独立转动；固定锁头402与铰支座401之间形成扣件容纳腔405，固定锁头402中与连接杆403相对的另一边上开设锁头凹槽404，锁头凹槽404与扣件容纳腔405相通；下扣件包括斜舌501、弹簧502、扣件底座503、外耳504；扣件底座503固定安装在下接头2的外侧面上，扣件底座503内设有开口式弹簧容纳腔，弹簧容纳腔的开口向下，弹簧502的一端固定连接在弹簧容纳腔的顶部；弹簧502的另一端与外耳504固定连接，外耳504固定连接在斜舌501上，斜舌501的直径小于弹簧容纳腔的开口直径；斜舌501与锁头凹槽404卡扣配合；扣件容纳腔405用于容纳扣件底座503，扣件容纳腔405在下接头2上的覆盖区域大于扣件底座503与下接头2的接触区域。

向上翻转固定锁头402，使得固定锁头402远离下扣件，将上接头1的底部套接在下接头2的顶部上后，推动外耳504压缩弹簧502，同时向下翻转固定锁头402，使得下扣件完全置于上扣件的扣件容纳腔405中后，撤去外耳504的外部压力，弹簧502回弹，直至斜舌501卡入锁头凹槽404中，斜舌501卡入锁头凹槽404中后，又对弹簧502产生了一定的压力，由于力的作用是相互的，压力反作用于斜舌501，挤压斜舌501与锁头凹槽404紧密接触，弹簧502回弹提供斜舌501与锁头凹槽404相卡和的动力同时，弹簧502回弹延长填充扣件容纳腔405的空隙，避免使用过程中因节点位移产生整体结构位移。

在拆卸分离上接头1和下接头2时，推动斜舌501，压缩弹簧502，直至斜舌501离开锁头凹槽404，向上翻转固定锁头402，此时上扣件与下扣件实现分离，达到轻松拆卸分离上接头1和下接头2的目的。

在上述锁扣连接结构中，弹簧502无弹力时的长度大于弹簧容纳腔的深度，弹簧502受压收缩的最小长度小于弹簧容纳腔的深度，保证斜舌501与锁头凹槽404的紧密挤压接触，且斜舌501卡合在锁头凹槽404中，防止上接头1和下接头2受力错位扭转，抵抗分解上接头1和下接头2的拉力。

实施例二

在连接上接头1和下接头2时，为了快速、准确的连接上接头1、下接头2，在上接头1的底部固定安装圆管三101，圆管三101的外表面设有凸起102；下接头2的顶部设有与圆管三101相配合的圆管对接槽201、与凸起102相配合的凹槽202，在上扣件与下扣件锁定之前，上接头1与下接头2的连接处先卡合，在进行上扣件和下扣件的锁扣配合的锁定工作，保证上扣件和下扣件的锁扣配合时，上接头1与下接头2受力不会错位扭转，同时凸起102配合凹槽202使用，可以抵抗分解FRP柱杆件节点部分的纵向和横向压力。

另外，在FRP柱杆件节点上均匀布置四组锁扣扣件，即在上接头1的外侧面周向均匀设置四个上扣件，在下接头2的外侧面周向均匀设置四个下扣件，这样设置的四组锁扣扣件可以实现上接头1和下接头2的紧密连接。

另外，在上接头1或下接头2与FRP圆管3之间布设结构胶，在上接头1或下接头2螺纹连接FRP圆管3之前，现将FRP圆管3的螺纹面用干棉布清洗干净，再将上接头1或下接头2螺纹连接FRP圆管3，最后在螺纹连接处灌以胶粘剂，采用“螺纹-胶接”的连接方式提高上接头1/下接头2与FRP圆管3的连接强度，且“螺纹-胶接”的连接步骤可以在工厂预先进行加工。

为了提高本FRP柱杆件节点的整体美观性和均匀受力，设置上扣件安装面和下扣件安装面的形状相同。

在本实用新型中，上接头1和下接头2均采用铝、钢等硬度较大的材料制成。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种快速可装配式FRP柱杆件节点，其特征在于：包括上接头、下接头、FRP圆管、上扣件、下扣件；所述上接头的顶部螺纹连接FRP圆管；所述下接头的底部螺纹连接FRP圆管；所述上接头的外侧面周向均匀布设上扣件，所述下接头的外侧面周向均匀布设下扣件，所述上扣件与所述下扣件一一对应设置，且所述上扣件与所述下扣件锁扣连接。

2.根据权利要求1所述的快速可装配式FRP柱杆件节点，其特征在于：所述上扣件包括铰支座、固定锁头、连接杆、锁头凹槽；

所述铰支座固定安装在上扣件的外侧面上，且铰支座的中心轴线与上接头的中心轴线相互垂直；

所述固定锁头为四边形状，所述固定锁头的一边为连接杆，所述连接杆穿插在铰支座中，且连接杆在铰支座中可独立转动；

所述固定锁头的另一边上设有锁头凹槽，所述固定锁头与铰支座之间形成扣件容纳腔，所述锁头凹槽与扣件容纳腔相通；

所述下扣件包括斜舌、弹簧、扣件底座、外耳；

所述扣件底座固定安装在下接头的外侧面上，所述扣件底座内设有开口式弹簧容纳腔，弹簧容纳腔的开口向下；

所述弹簧的一端固定连接在弹簧容纳腔的顶部，所述弹簧的另一端与外耳固定连接；

所述外耳固定连接在斜舌上，斜舌的直径小于弹簧容纳腔的开口直径；斜舌与锁头凹槽卡扣配合；

3.根据权利要求2所述的快速可装配式FRP柱杆件节点，其特征在于：所述弹簧无弹力时的长度大于弹簧容纳腔的深度。

4.根据权利要求1至3所述的快速可装配式FRP柱杆件节点，其特征在于：所述上接头的底部固定安装有圆管三，圆管三的外表面设有凸起；

所述下接头的顶部设有与圆管相配合的圆管对接槽、与凸起相配合的凹槽。

5.根据权利要求1所述的快速可装配式FRP柱杆件节点，其特征在于：所述多个上扣件安装面、多个下扣件安装面的数量为4个。

6.根据权利要求1所述的快速可装配式FRP柱杆件节点，其特征在于：所述上接头与FRP圆管一之间布设结构胶，所述下接头与FRP圆管二之间布设结构胶。

7.根据权利要求1所述的快速可装配式FRP柱杆件节点，其特征在于：所述多个上扣件安装面与多个下扣件安装面的形状相同。