CN220336099U - 一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，涉及工程结构技术领域，包括纤维增强复合材料柱、纤维增强复合材料梁、拼合式节点连接件，拼合式节点连接件由四片结构相同的具有高耐蚀或经过防腐处理的金属材质拼合式子连接件组成，拼合式子连接件包括竖向拼合式腹套件、水平拼合式腹套件、上拼合式连接翼缘、下拼合式连接翼缘，竖向拼合式腹套件用于节点处柱端固定连接，正中间位置设置有水平限位隔板。四片拼合式子连接件围合形成一个完整的拼合式节点连接件，通过螺栓连接提供足够的预紧力保证节点连接强度和刚度满足设计要求。具有设计简洁、组成简单、装配快捷、承载和抗变形能力强、安全可靠和经济性好的优点。

Description

一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点

技术领域

本实用新型涉及工程结构技术领域，尤其是涉及一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点。

背景技术

常见的纤维增强复合材料有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维增强复合材料等。纤维增强复合材料轻质高强，结构构件可设计定制，通过拉挤、缠绕、模压等工艺一次成型，具有比强度高、比模量大、防腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、抗冲击、耐温绝缘等优点，是一种较为理想的可用于对结构轻量化、防腐等有特殊要求的工程结构材料，广泛应用于航空航天、海洋船舶、汽车工程、武器装备、交通工程、土木工程等领域。纤维增强复合材料结构的构件节点连接主要有螺栓连接、粘结连接、胶栓混合连接等多种形式。采用螺栓连接时，需在纤维复合材料结构构件上打孔，设计时需进行较为保守的安全冗余设计，或者考虑在孔壁内侧采取补强加固措施；结构节点采用单一粘结连接时，需要考虑结构胶的耐久性能对工程结构节点服役性能的影响，无形中增加了经济成本；采用胶栓混合连接时，虽然连接节点具有较大的承载能力，但连接节点装配成型后难以重复使用。因此，本实用新型对此做出改进，采用可避免在纤维增强复合材料构件上直接开孔的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，具有构造简洁、组成简单、装配快捷、承载和抗变形能力强、可靠性高和经济性好的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，包括纤维增强复合材料柱、纤维增强复合材料梁和拼合式节点连接件，所述拼合式节点连接件由四片结构相同的具有高耐蚀或经过防腐处理的拼合式子连接件组成，所述拼合式子连接件包括竖向拼合式腹套件、水平拼合式腹套件、上拼合式连接翼缘和下拼合式连接翼缘，所述竖向拼合式腹套件的两侧均与所述水平拼合式腹套件、所述上拼合式连接翼缘和所述下拼合式连接翼缘连接，所述竖向拼合式腹套件的中部设置有水平限位隔板，所述纤维增强复合材料柱包括节点上柱和节点下柱，所述节点上柱与所述节点下柱均与所述竖向拼合式腹套件连接；所述纤维增强复合材料梁包括节点左梁、节点右梁、节点前梁和节点后梁，所述节点左梁、所述节点右梁、所述节点前梁和所述节点后梁均与所述水平拼合式腹套件连接，所述节点左梁和所述节点右梁同向布置，所述节点前梁和所述节点后梁同向布置，且所述节点左梁和所述节点右梁的轴线与所述节点前梁和所述节点后梁的轴线在连接节点处垂直交汇。

优选的，所述水平拼合式腹套件可分为水平拼合式子腹套件Ⅰ、水平拼合式子腹套件Ⅱ，所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ分别与所述竖向拼合式腹套件的左右两侧连接。

优选的，所述上拼合式连接翼缘包括沿所述拼合式子连接件竖直中性面对称的上拼合式连接翼缘Ⅰ和上拼合式连接翼缘Ⅱ，所述上拼合式连接翼缘Ⅰ和所述上拼合式连接翼缘Ⅱ的竖直部分分别与所述竖向拼合式腹套件的左右两侧连接，所述上拼合式连接翼缘Ⅰ和所述上拼合式连接翼缘Ⅱ的水平部分分别与所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ连接。

优选的，所述下拼合式连接翼缘包括沿所述拼合式子连接件竖直中性面对称的下拼合式连接翼缘Ⅰ和下拼合式连接翼缘Ⅱ，所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ的竖直部分分别与所述竖向拼合式腹套件的左右两侧连接，所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ的水平部分分别与所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ连接。

优选的，所述竖向拼合式腹套件、所述上拼合式连接翼缘Ⅰ、所述上拼合式连接翼缘Ⅱ、所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ均为L型连接板结构。

优选的，所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ均呈U型凹槽连接板结构。

优选的，所述竖向拼合式腹套件、所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ均同时关于所述拼合式子连接件的竖直中性面和水平中性面对称，所述上拼合式连接翼缘Ⅰ、所述上拼合式连接翼缘Ⅱ、所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ关于所述拼合式子连接件的水平中性面对称。

优选的，所述上拼合式连接翼缘Ⅰ、所述上拼合式连接翼缘Ⅱ、所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ的水平和轴向的中心线上均设置有均匀排列的螺栓孔。

因此，本实用新型采用上述结构的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，提供了一种避免在纤维复合材料结构构件上直接打孔的节点连接方式，更好的发挥纤维复合材料结构构件的受力性能，提升结构的可靠性，具有构造简洁、组成简单、装配快捷、承载和抗变形能力强、可靠性高和经济性好的优点。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点的拼合式子连接件的结构示意图；

附图标记

1、节点上柱；2、节点下柱；3、节点左梁；4、节点右梁；5、节点前梁；6、节点后梁；7、节点上柱竖向拼合式腹套件；8、节点下柱竖向拼合式腹套件；9、上拼合式连接翼缘Ⅰ；10、上拼合式连接翼缘Ⅱ；11、水平拼合式子腹套件Ⅰ；12、水平拼合式子腹套件Ⅱ；13、下拼合式连接翼缘Ⅰ；14、下拼合式连接翼缘Ⅱ；15、螺栓孔；16、水平限位隔板。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

请参阅图-2，本实用新型提供了一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，包括纤维增强复合材料柱、纤维增强复合材料梁、拼合式节点连接件，纤维增强复合材料柱包括节点上柱1和节点下柱2，纤维增强复合材料梁包括节点左梁3、节点右梁4、节点前梁5、节点后梁6，节点左梁3和节点右梁4同向布置，节点前梁5和节点后梁6同向布置，且节点左梁3和节点右梁4的轴线与节点前梁5和节点后梁6的轴线在节点处垂直交汇，拼合式节点连接件由四片结构相同的具有高耐蚀或经过防腐处理的金属材质拼合式子连接件组成，拼合式子连接件包括竖向拼合式腹套件、水平拼合式腹套件、上拼合式连接翼缘、下拼合式连接翼缘，节点上柱1和节点下柱2均与竖向拼合式腹套件连接，节点左梁3、节点右梁4、节点前梁5和节点后梁6均与水平拼合式腹套件连接。

竖向拼合式腹套件用于节点处柱端箍套连接，竖向拼合式腹套件的中部设置有水平限位隔板16，水平限位隔板16将竖向拼合式腹套件划分为节点上柱竖向拼合式腹套件7和节点下柱竖向拼合式腹套件8两个部分，节点上柱1与节点上柱竖向拼合式腹套件7连接，节点下柱2与节点下柱竖向拼合式腹套件8连接，水平限位隔板16对纤维增强复合材料柱起到限位的作用。

水平拼合式腹套件用于节点处梁端箍套连接，水平拼合式腹套件包括水平拼合式子腹套件Ⅰ11、水平拼合式子腹套件Ⅱ12，水平拼合式子腹套件Ⅰ11、水平拼合式子腹套件Ⅱ12分别与竖向拼合式腹套件的左右两侧连接，水平拼合式子腹套件Ⅰ和水平拼合式子腹套件Ⅱ均为呈U型凹槽连接板结构，水平拼合式子腹套件Ⅰ和水平拼合式子腹套件Ⅱ同时关于拼合式子连接件的竖直中性面和水平中性面对称。

上拼合式连接翼缘包括沿拼合式子连接件竖直中性面对称的上拼合式连接翼缘Ⅰ9和上拼合式连接翼缘Ⅱ10，上拼合式连接翼缘Ⅰ9和上拼合式连接翼缘Ⅱ10的竖直部分分别与节点上柱竖向拼合式腹套件7的左右两侧连接，上拼合式连接翼缘Ⅰ9和上拼合式连接翼缘Ⅱ10的水平部分分别与水平拼合式子腹套件Ⅰ11和水平拼合式子腹套件Ⅱ12的上端连接，下拼合式连接翼缘包括沿拼合式子连接件竖直中性面对称的下拼合式连接翼缘Ⅰ13和下拼合式连接翼缘Ⅱ14，下拼合式连接翼缘Ⅰ13和下拼合式连接翼缘Ⅱ14的竖直部分分别与节点下柱竖向拼合式腹套件8的左右两侧连接，下拼合式连接翼缘Ⅰ13和下拼合式连接翼缘Ⅱ14的水平部分分别与水平拼合式子腹套件Ⅰ11和水平拼合式子腹套件Ⅱ12的下端连接，上拼合式连接翼缘Ⅰ9、上拼合式连接翼缘Ⅱ10、下拼合式连接翼缘Ⅰ13和下拼合式连接翼缘Ⅱ14为L型连接板结构，上拼合式连接翼缘Ⅰ9、上拼合式连接翼缘Ⅱ10、下拼合式连接翼缘Ⅰ13和下拼合式连接翼缘Ⅱ14均关于拼合式子连接件的水平中性面对称，保证节点连接精度和对称性。

上拼合式连接翼缘Ⅰ9、上拼合式连接翼缘Ⅱ10、下拼合式连接翼缘Ⅰ13和下拼合式连接翼缘Ⅱ14的水平和轴向的中心线上均设置有均匀排列的螺栓孔15。相邻拼合式子连接件通过螺栓紧固连接。

拼合式子连接件上半部分和下半部分关于其水平中性面对称，拼合式子连接件左半部分和右半部分关于其竖直中性面对称，保证节点连接合理性和可靠性，四片拼合式子连接件通过“十”字形围合形成一个完整的拼合式节点连接件，节点柱、梁端部保持有足够的节点连接长度并紧固在拼合式子连接件围合形成的梁柱节点连接件腔体内部并顶紧，每个拼合式子连接件的拼合式腹套件内壁与梁柱表面贴合后，每对相互镜像相邻的拼合式连接翼缘之间预留有一定的间隙，这样可通过螺栓紧固连接在节点连接件与柱、梁的接触区域提供足够的握裹力，保证节点连接强度和刚度满足设计要求，从而形成一个完整的复合材料构件的拼合式梁柱连接节点。

因此，本实用新型采用上述结构的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，提供了一种避免在纤维复合材料结构构件上直接打孔的节点连接方式，更好的发挥纤维复合材料结构构件的受力性能，提升结构的可靠性，具有设计简洁、组成简单、装配快捷、承载和抗变形能力强、可靠性高和经济性好的优点，满足工程结构“强节点弱构件、强剪弱弯”的设计原则。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，其特征在于：包括纤维增强复合材料柱、纤维增强复合材料梁和拼合式节点连接件，所述拼合式节点连接件由四片结构相同的具有高耐蚀或经过防腐处理的拼合式子连接件组成，所述拼合式子连接件包括竖向拼合式腹套件、水平拼合式腹套件、上拼合式连接翼缘和下拼合式连接翼缘，所述竖向拼合式腹套件的两侧均与所述水平拼合式腹套件、所述上拼合式连接翼缘和所述下拼合式连接翼缘连接，所述竖向拼合式腹套件的中部设置有水平限位隔板；所述纤维增强复合材料柱包括节点上柱和节点下柱，所述节点上柱与所述节点下柱均与所述竖向拼合式腹套件连接；所述纤维增强复合材料梁包括节点左梁、节点右梁、节点前梁和节点后梁，所述节点左梁、所述节点右梁、所述节点前梁和所述节点后梁均与所述水平拼合式腹套件连接，所述节点左梁和所述节点右梁同向布置，所述节点前梁和所述节点后梁同向布置，且所述节点左梁和所述节点右梁的轴线与所述节点前梁和所述节点后梁的轴线在连接节点处垂直交汇。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，其特征在于：所述水平拼合式腹套件可分为水平拼合式子腹套件Ⅰ、水平拼合式子腹套件Ⅱ，所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ分别与所述竖向拼合式腹套件的左右两侧连接。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，其特征在于：所述上拼合式连接翼缘包括沿所述拼合式子连接件竖直中性面对称的上拼合式连接翼缘Ⅰ和上拼合式连接翼缘Ⅱ，所述上拼合式连接翼缘Ⅰ和所述上拼合式连接翼缘Ⅱ的竖直部分分别与所述竖向拼合式腹套件的左右两侧连接，所述上拼合式连接翼缘Ⅰ和所述上拼合式连接翼缘Ⅱ的水平部分分别与所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ连接。

4.根据权利要求3所述的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，其特征在于：所述下拼合式连接翼缘包括沿所述拼合式子连接件竖直中性面对称的下拼合式连接翼缘Ⅰ和下拼合式连接翼缘Ⅱ，所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ的竖直部分分别与所述竖向拼合式腹套件的左右两侧连接，所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ的水平部分分别与所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ连接。

5.根据权利要求4所述的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，其特征在于：所述竖向拼合式腹套件、所述上拼合式连接翼缘Ⅰ、所述上拼合式连接翼缘Ⅱ、所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ均为L型连接板结构。

6.根据权利要求5所述的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，其特征在于：所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ均呈U型凹槽连接板结构。

7.根据权利要求6所述的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，其特征在于：所述竖向拼合式腹套件、所述水平拼合式子腹套件Ⅰ和所述水平拼合式子腹套件Ⅱ均同时关于所述拼合式子连接件的竖直中性面和水平中性面对称，所述上拼合式连接翼缘Ⅰ、所述上拼合式连接翼缘Ⅱ、所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ关于所述拼合式子连接件的水平中性面对称。

8.根据权利要求7所述的一种复合材料构件的拼合式梁柱连接节点，其特征在于：所述上拼合式连接翼缘Ⅰ、所述上拼合式连接翼缘Ⅱ、所述下拼合式连接翼缘Ⅰ和所述下拼合式连接翼缘Ⅱ的水平和轴向的中心线上均设置有均匀排列的螺栓孔。