半蝶型連接卡及建築鋼框架節點結構的製作方法

2023-09-17 13:37:40

專利名稱：半蝶型連接卡及建築鋼框架節點結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築結構連接件，具體說涉及一種半蝶型連接卡及建築鋼框架節點結構。
背景技術：
建築鋼框架中，豎柱與橫粱之間的連接質量是結構承載能力及抗震能力的關鍵。傳統 的鋼結構節點連接一般採取對接方式焊接或焊接和螺栓結合連接方式，其缺點是應力的傳 遞差、應力集中，局部破壞性大，力學特性依賴於柱的材質與壁厚,且經濟性差。
中國專利200510103007. 7公開了一種"配有摩擦抗剪板的蝶型自鎖連接卡及建築鋼框架 節點結構"，如圖1A及圖1B所示為現有蝶型自鎖連接卡結構示意圖及建築鋼框架節點結構的 立體圖，所述建築鋼框架節點結構包括豎柱l'、橫梁2'、四個連接卡3'及四個摩擦抗剪板 11'，結合圖1A所示，連接卡3'包括卡主體4',在卡主體4'的兩端分別設置有卡翼5'， 卡翼5'包括與卡主體4'連接的承載板7',與其相對的預緊板6'，和連接承載板7'、預 緊板6'的自鎖緊固板9'，預緊板6'與自鎖緊固板9'為一體，在自鎖緊固板9'上具有兩個 通孔，在預緊板6'上具有一個通孔，自鎖緊固板9'靠近卡主體4'的一端具有凸出的自鎖肩 8'，該自鎖肩8'與卡主體4'的連接處具有朝向自鎖緊固板9'方向的圓弧凹槽，其另一端 與預緊板6'的連接面為斜面，結合圖1B所示，所述卡主體4'位於豎柱l'的側面上，預緊板 6'相對放置，橫梁2'的腹板插入相對設置的兩個預緊板6'之間，橫梁2'上、下翼板分別 放置在自鎖緊固板9'上方及下方，用螺絲先將兩個預緊板6'與橫梁2'的腹板固定連接，然 後用螺絲連接自鎖緊固板9'與橫梁2'的上、下翼板，所述四個摩擦抗剪板ll'均布於豎柱
r與橫梁2'之間，所述摩擦抗剪板ir由v型摩擦板iir及抗剪板ii2'構成，所述摩擦抗 剪板ir的摩擦板iir貼合於豎柱r外表面，各相鄰摩擦抗剪板的抗剪板ii2'與其之間的
橫梁2'腹板通過螺栓螺接在一起，且各抗剪板112'設於橫梁2'下端，連接卡3'的上下兩 平行自鎖緊固板9'的外表面之間的距離根據所要安裝的橫梁2'的高度來確定，卡主體4' 一 端的自鎖肩8'與同一平面上的另一端的自鎖肩8'之間的距離根據所要安裝的豎柱l'的寬 度來確定。該建築鋼框架節點的連接結構不足之處在於由於連接卡為整體設計，其上下兩 平行自鎖緊固板9'之間的距離需要與所連接的橫梁2'的腹板高度相匹配，否則不能連接， 因此在設計時需要對其位置精準測量好，且設計好的連接卡3'只能匹配一種腹板高度的橫梁2'，因此其不便於調整該建築鋼框架節點的連接結構,連接卡的兩個自鎖肩8'在夾持建築鋼
框架的豎柱r時，由於自鎖肩s'的設計為固定式，因此其夾持豎柱r外表面的摩擦抗剪板
11'距離不能調整，因此在製作連接卡自鎖肩8'時，必須精準算好其夾持寬度，否則不能與
豎柱r外表面的摩擦抗剪板ir連接；另外當有強外力作用於該建築鋼框架結構時，例如地 震等，現有的連接卡3'與豎柱外的摩擦抗剪板ir之間產生作用為剛性作用，這樣產生的能 量再全部施加到豎柱r上，容易破壞該建築鋼框架節點結構，針對上述問題，申請人對其作 為多處改進，並先後提出了一系列專利申請，本申請是上述申請的繼續申請。

發明內容
本發明的目的是提供一種半蝶型連接卡及建築鋼框架節點結構，其連接卡便於調整與橫 梁的連接、可以根據所夾持豎柱外的摩擦抗剪板的大小方便調整連接卡的夾持距離且當外力 作用於連接卡上時能消弱外力對該建築鋼框架節點結構的破壞作用。
為了實現上述方案，本發明的技術解決方案為 一種半蝶型連接卡，其中該連接卡包括 承載板，在承載板的左右兩側設置有兩個截面為L形的卡翼，卡翼與承載板形成兩個截面為 門形的卡槽，該卡翼由與承載板相對的預緊板和連接承載板及預緊板的自鎖緊固板一體構成， 自鎖緊固板上具有至少兩個通孔，所述預緊板上具有至少一個通孔，所述自鎖緊固板靠近承 載板的一端具有凹槽，所述自鎖緊固板上表面靠近凹槽處設有楔形塊，所述楔形塊上表面為 向連接卡中間傾斜的斜面，所述禊形塊上面設有與其上表面垂直的鎖固螺孔，所述凹槽正對 著其槽口的面與楔形塊上表面垂直，該連接卡還包括L形自鎖塊、螺栓及彈簧，所述自鎖塊 上部的橫向杆上設有通孔，所述橫向杆下面的縱向杆下端插入所述的凹槽內並與所述凹槽表 面貼合，所述螺栓穿過所述通孔、彈簧與鎖固螺孔固定在一起，所述彈簧置於自鎖塊的上部 或下部。
本發明半蝶型連接卡，其中所述預緊板平行或傾斜於承載板。
本發明半蝶型連接卡，其中所述凹槽與承載板的連接處具有朝向自鎖緊固板方向的圓弧 凹槽，其另一端與預緊板的連接面為弧面或斜面。
本發明半蝶型連接卡，其中所述楔形塊上表面為向連接卡中間下部傾斜的斜面時，彈簧 設置於自鎖塊與楔形塊之間，所述楔形塊上表面為向連接卡中間上部傾斜的斜面時，彈簧設 置於自鎖塊上部。
一種建築鋼框架節點結構，其包括豎柱、橫粱及四個摩擦抗剪板，所述四個摩擦抗剪板
均布於豎柱四角的外表面，其位於所述豎柱與橫梁之間，所述摩擦抗剪板由橫截面為v型或
C型的摩擦板及與摩擦板兩側中部連接的抗剪板構成，各相鄰摩擦抗剪板的抗剪板與該兩個 抗剪板之間的橫梁腹板用螺栓相互緊固在一起，其中該建築鋼框架節點結構還包括至少四個連接卡，所述連接卡包括承載板、L形自鎖塊、螺栓及彈簧，在承載板的左右兩側設置有一 個截面為L形的卡翼，卡翼與承載板形成一個截面為門形的卡槽，該卡翼由與承載板相對的 預緊板和連接承載板及預緊板的自鎖緊固板一體構成，自鎖緊固板上具有至少兩個通孔，所 述自鎖緊固板靠近承載板的一端具有凹槽，所述自鎖緊固板上表面靠近凹槽處設有楔形塊， 所述楔形塊上表面為向連接卡中間傾斜的斜面，所述凹槽正對著其槽口面與楔形塊上表面垂 直，所述楔形塊上面設有與其上表面垂直的鎖固螺？L，所述自鎖塊上部的橫向杆上設有通孔， 所述橫向杆下面的縱向杆下端插入所述的凹槽內並與所述凹槽表面貼合，所述螺栓穿過所述 通孔與鎖固螺孔固定在一起，所述彈簧設置於螺栓杆上，所述每兩個連接卡組成一對，每對 連接卡分別位於豎柱的兩相對側面上，每對連接卡的預緊板相對放置，橫粱的翼板放置在自 鎖緊固板上面或下面，自鎖緊固板與橫梁的上、下翼板螺接，所述預緊板上具有至少一個通 孔，每對連接卡的預緊板兩兩相對的用螺栓固定在一起。
本發明建築鋼框架節點結構，其中所述橫梁為二根或三根或四根，且分別呈一字形、V 形交叉、T形交叉、十字交叉於豎柱內。
採用上述方案後，本發明半蝶型連接卡在原有連接卡的設計基礎上設計為半式的連接卡， 其可以方便調整與橫梁連接；連接卡上設置自鎖肩，當壓縮或彈起彈簧時可以使自鎖塊沿著 彈簧的運動方向而運動，由於螺栓杆插入通孔及鎖固螺孔的方向與豎直向成一定夾角，因 此自鎖塊會在水平面的左右方向運動，這樣可調整自鎖塊夾持豎柱外的摩擦抗剪板間的距 離，這樣降低了連接卡的加工精度，該連接卡在受外力作用時，其上的自鎖塊會壓縮彈簧， 連接卡與豎柱外的摩擦抗剪板之間產生的剛性作用通過彈簧伸縮耗能逐漸消弱，當摩擦抗 剪板再將力施加到豎柱上時，產生的破壞力大大減小，保護了整個建築鋼框架節點結構。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。


圖1A是現有蝶型自鎖連接卡的立體圖1B是現有建築鋼框架節點結構的立體圖2A是本發明半蝶型連接卡的立體分解圖2B是本發明半蝶型連接卡的立體組合圖2C是本發明半蝶型連接卡的局部剖視立體圖3是本發明半蝶型連接卡的另一實施例立體分解圖4是本發明建築鋼框架節點結構示意圖4A是本發明建築鋼框架節點結構的局部結構示意圖。
具體實施例方式
如圖2A及圖2B所示為本發明半蝶型連接卡的立體分解圖及立體組合圖，該連接卡包括承載板l、 L形自鎖塊5、螺栓6及彈簧7，承載板l的左右兩側分別設置有一個截面為L形的卡翼2，卡翼2與承載板1形成兩個截面為門形的卡槽，卡翼2由與承載板1相對的預緊板3和連接承載板1及預緊板3的自鎖緊固板4 一體構成，自鎖緊固板4上具有兩個通孔，自鎖緊固板4靠近承載板1的一端具有凹槽41，自鎖緊固板4上表面靠近凹槽41處設有楔形塊42，楔形塊42上表面為向連接卡中間下方傾斜的斜面，該斜面與連接卡上表面的夾角g為73度(結合圖4A所示)，楔形塊42上面設有與其上表面垂直的鎖固螺孔421，凹槽41正對著其槽口的面與楔形塊42上表面垂直，自鎖塊5上部為橫向杆51，下部為縱向杆52，橫向杆51中部設有通孔511，縱向杆52下端插入的凹槽41內並與凹槽41內表面相貼合，結合圖2C所示，螺栓6穿過通孔511、彈簧7與鎖固螺孔421固定在一起。預緊板3平行於承載板l，凹槽41與承載板1的連接處具有朝向自鎖緊固板4方向的圓弧凹槽，其另一端與預緊板3的連接面為弧面，預緊板3上具有兩個通孔。
請參閱圖3所示的半蝶型連接卡的另一實施例立體分解圖，該連接卡與圖2A中有相同的結構承載板1、卡翼2，卡翼2由與承載板1相對的預緊板3和連接承載板1及預緊板3的自鎖緊固板4 一體構成，自鎖緊固板4上具有兩個通孔，自鎖緊固板4靠近承載板1的一端具有凹槽41，所不同的是，靠近凹槽41處的楔形塊13上表面為向連接卡中間上方傾斜的斜面，楔形塊13上面設有與其上表面垂直的鎖固螺孔(圖中未示出)，凹槽41正對著其槽口的面與楔形塊13上表面垂直，自鎖塊14上部為橫向杆141,下部為縱向杆142，橫向杆141中部設有通孔1411,縱向杆142下端插入的凹槽41內並與凹槽41內表面相貼合，螺栓15穿過彈簧7、通孔1411後與鎖固螺孔固定在一起。
請參閱圖4所示本發明建築鋼框架節點結構示意圖，其包括豎柱8、四個呈十字交叉的工字型橫粱9、八個半蝶型連接卡及四個摩擦抗剪板ll，摩擦抗剪板ll由橫截面為V型的摩擦板111及與摩擦板111兩側中部連接的抗剪板112構成，四個摩擦抗剪板11的摩擦板111均勻貼合於豎柱8四角的外表面，摩擦抗剪板11設置於豎柱8與連接卡之間，各相鄰摩擦抗剪板11的抗剪板112與該兩個抗剪板112之間的橫梁9的腹板用螺栓相互緊固在一起，每兩個連接卡組成一對，每對連接卡分別位於豎柱8的兩相對側面上，每兩對連接卡組成一組固定在同一直線上的兩根橫梁9,其中一組連接卡中的一對設置於呈十字交叉的四個橫梁中的縱向兩根橫梁9上翼板的上面，另外一對連接卡設置於該縱向兩根橫梁9下翼板的下面，並通過螺栓將該組連接卡的自鎖緊固板4與縱向兩根橫梁9的上翼板及下翼板螺接固定在一起，另外一組連接卡固定呈十字交叉的四個橫梁中的橫向兩根橫梁9，該組連接卡中的一對連接
7卡設置於橫向兩根橫梁9上翼板的下面，另外一對連接卡設置於該橫向兩根橫梁9下翼板的上面，並通過螺栓將該組中的連接卡的自鎖緊固板4與該橫向兩根橫梁9的上翼板及下翼板螺接固定在一起，該組中的連接卡的預緊板3與該橫向兩根橫梁9的腹板螺接固定在一起，每對連接卡的預緊板3兩兩相對的用螺栓固定在一起。
本發明半蝶型連接卡及建築鋼框架節點結構在原有連接卡的設計基礎上設計為半式的連接卡，這樣連接卡在與橫梁連接時，不需要提前設計好連接卡的精密尺寸，可以不同的方式方便調整與橫梁連接，而不會有不能配合的問題；在連接卡上設置的自鎖塊代替了現有的自鎖肩，當壓縮或彈起彈簧時可以使自鎖塊沿著彈簧的運動方向而運動，由於螺栓杆插入通孔及鎖固螺孔的方向與豎直向成一定夾角，因此自鎖塊會在水平面的左右方向運動，這樣就可以調整連接卡上的兩個自鎖塊之間的距離，即調整了自鎖塊夾持豎柱外的摩擦抗剪板的距離，這樣對連接卡的加工精度要求降低，其不會產生當加工失誤時造成廢品的隱憂，其次當半蝶型連接卡在受外力作用時，例如在地震發生時，強外力首先作用在自鎖塊上，而自鎖塊受力勢必先作用於彈簧，這樣使半蝶型連接卡與豎柱外表面的摩擦抗剪板之間產生的剛性作用通過其兩者之間的彈簧壓縮耗能將該剛性作用力產生的能量耗去大部分，這樣當自鎖塊再將力通過摩擦抗剪板施加到豎柱上時，產生的破壞力大大減小，保護了整個建築鋼框架節點結構。
以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。
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權利要求
1、一種半蝶型連接卡，其特徵在於該連接卡包括承載板(1)，在承載板(1)的左右兩側設置有兩個截面為L形的卡翼(2)，卡翼(2)與承載板(1)形成兩個截面為門形的卡槽，該卡翼(2)由與承載板(1)相對的預緊板(3)和連接承載板(1)及預緊板(3)的自鎖緊固板(4)一體構成，自鎖緊固板(4)上具有至少兩個通孔，所述預緊板(3)上具有至少一個通孔，所述自鎖緊固板(4)靠近承載板(1)的一端具有凹槽(41)，所述自鎖緊固板(4)上表面靠近凹槽(41)處設有楔形塊(42)，所述楔形塊(42)上表面為向連接卡中間傾斜的斜面，所述楔形塊(42)上面設有與其上表面垂直的鎖固螺孔(421)，所述凹槽(41)正對著其槽口的面與楔形塊(42)上表面垂直，該連接卡還包括L形自鎖塊(5)、螺栓(6)及彈簧(7)，所述自鎖塊(5)上部的橫向杆(51)上設有通孔(511)，所述橫向杆(51)下面的縱向杆(52)下端插入所述的凹槽(41)內並與所述凹槽(41)表面貼合，所述螺栓(6)穿過所述通孔(511)、彈簧(7)與鎖固螺孔(421)固定在一起，所述彈簧(7)置於自鎖塊(5)的上部或下部。
2、 如權利要求1所述的半蝶型連接卡，其特徵在於所述預緊板(3)平行或傾斜於承 載板(1)。
3、 如權利要求2所述的半蝶型連接卡，其特徵在於所述凹槽(41)與承載板(1)的 連接處具有朝向自鎖緊固板(4)方向的圓弧凹槽，其另一端與預緊板(3)的連接面為弧面 或斜面。
4、 如權利要求3所述的半蝶型連接卡，其特徵在於所述楔形塊(42)上表面為向連接 卡中間下部傾斜的斜面時，彈簧(7)設置於自鎖塊(5)與楔形塊(42)之間，所述楔形塊 上表面為向連接卡中間上部傾斜的斜面時，彈簧(7)設置於自鎖塊上部。
5、 一種建築鋼框架節點結構，其包括豎柱(8)、橫粱(9)及四個摩擦抗剪板(11)， 所述四個摩擦抗剪板(11)均布於豎柱(8)四角的外表面，其位於所述豎柱(8)與橫梁(9) 之間，所述摩擦抗剪板(11)由橫截面為V型或C型的摩擦板(111)及與摩擦板(111)兩 側中部連接的抗剪板(112)構成，各相鄰摩擦抗剪板(11)的抗剪板(112)與該兩個抗剪 板(112)之間的橫梁(9)腹板用螺栓相互緊固在一起，其特徵在於該建築鋼框架節點結 構還包括至少四個連接卡，所述連接卡包括承載板(1) 、 L形自鎖塊(5)、螺栓(6)及彈 簧(7)，在承載板(1)的左右兩側設置有一個截面為L形的卡翼(2)，卡翼(2)與承載 板(1)形成一個截面為門形的卡槽，該卡翼(2)由與承載板(1)相對的預緊板(3)和連 接承載板(1)及預緊板(3)的自鎖緊固板(4) 一體構成，自鎖緊固板(4)上具有至少兩個通孔，所述自鎖緊固板(4)靠近承載板(1)的一端具有凹槽(41)，所述自鎖緊固板(4) 上表面靠近凹槽(41)處設有楔形塊(42)，所述楔形塊(42)上表面為向連接卡中間傾斜 的斜面，所述凹槽(41)正對著其槽口面與楔形塊(42)上表面垂直，所述楔形塊(42)上 面設有與其上表面垂直的鎖固螺孔(421)，所述自鎖塊(5)上部的橫向杆(51)上設有通 孔(511)，所述橫向杆(51)下面的縱向杆(52)下端插入所述的凹槽(41)內並與所述凹 槽(41)表面貼合，所述螺栓(6)穿過所述通孔(511)與鎖固螺孔(421)固定在一起，所 述彈簧(7)設置於螺栓杆上，所述每兩個連接卡組成一對，每對連接卡分別位於豎柱(8) 的兩相對側面上，每對連接卡的預緊板(3)相對放置，橫粱(9)的翼板放置在自鎖緊固板 (4)上面或下面，自鎖緊固板(4)與橫梁(9)的上、下翼板螺接，所述預緊板(3)上具 有至少一個通孔，每對連接卡的預緊板(3)兩兩相對的用螺栓固定在一起。
6、如權利要求5所述的建築鋼框架節點結構，其特徵在於所述橫梁(9)為二根或三 根或四根，且分別呈一字形、V形交叉、T形交叉、十字交叉於豎柱(8)內。
全文摘要
一種半蝶型連接卡及建築鋼框架節點結構，主要用於建築鋼框架連接，連接卡包括承載板、L形自鎖塊、螺栓及彈簧，承載板左右兩側設有L形卡翼，卡翼由預緊板和自鎖緊固板一體構成，自鎖緊固板具有至少兩個通孔，預緊板具有至少一個通孔，自鎖緊固板靠近承載板端具有凹槽，自鎖緊固板上表面靠近凹槽處設有楔形塊，楔形塊上表面為斜面，楔形塊上設有鎖固螺孔，自鎖塊上部的橫向杆設有通孔，橫向杆下的縱向杆插入並貼合於凹槽內，凹槽對著槽口面與楔形塊上表面垂直，螺栓穿過通孔與鎖固螺孔固定，彈簧設於螺栓杆上。本發明連接卡便於調整與橫梁的連接、可根據夾持豎柱的大小方便調其夾持距離且當外力作用於連接卡時能消弱外力對建築鋼框架的破壞作用。
文檔編號E04B1/19GK101463628SQ20081010537
公開日2009年6月24日 申請日期2008年4月29日 優先權日2008年4月29日
發明者甘秀明 申請人:甘秀明