一种装配式建筑的钢结构房屋拼装连接部件

技术领域

本发明涉及用于建筑结构领域中的装配式建筑，具体涉及一种装配式建筑的钢结构房屋拼装连接部件。

背景技术

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用的预制构件和配件，然后运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。这种建筑形式具有较完整的标准设计体系，受气候条件制约小，可以减少施工现场的作业量，大幅缩短工期，并最大程度降低施工现场的噪音和污染，同时建筑废弃物量少，对环境友好；同时，标准化的预制构件和配件尺寸和质量都便于控制和管理、整体装配精度高，能有效减少传统建筑施工中可能出现的质量问题，也有利于提高施工效率，幅降低人工依赖。

现有技术中，装配式建筑多以钢结构作为主体架构，并在连接部件通过钢结构节点连接，钢结构节点作为装配式结构中的重要组成部分，主要用于连接钢构件，传递荷载并保持结构稳定性。现有的钢结构节点结构多较为简单，多为钢板裁切后焊接成型，其与钢构件之间多直接通过螺纹连接或者焊接方式进行装配连接，也有一些结构相对简单的装配式节点结构，但这一类已有的装配式节点结构在实际应用过程中普遍存在以下缺陷：

一、通过螺纹连接件或者直接焊接的方式在进行现场装配作业时的便利性差、操作难度大，难于实现复杂和稳定的钢构体成型连接，且连接件的质量或者焊接面的焊接质量直接影响到连接质量和结构强度，作业工人的能力差异导致其稳定性较差，需要相对专业的技术人员进行指导和操作，且常常达不到预期效果。

二、成型后连接部件的结构稳定性较差，且在装配过程中容易出现错位或者是虚位问题，直接影响到成型后的钢架构的节点连接质量和钢构强度；在使用一段时间之后容易出现强度缺陷，后期需要频繁维护，维护时间成本和费用较高。

三、结构的可扩展性能较差，对于一些特殊的建筑形式和个性化需求可能难以满足。

四、适配性存在缺陷，结构件种类多样，需要根据具体的工程要求和实际情况设置不同类型的多种装配式节点结构，而装配式节点结构种类样式一多，会导致预制构件成型、存储、管理以及运输上的难度。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种装配式建筑的钢结构房屋拼装连接部件，可用于管状钢梁、钢柱、钢连杆的装配连接和搭建成型，其组装方便且拆装效率高，能在成型后整体钢构件的结构强度，保持接口位置的强度和连接的稳定性，并能有效解决上述技术背景中的缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种装配式建筑的钢结构房屋拼装连接部件，可用于钢结构中方管形梁、柱结构的装配连接，包括连接方管以及与所述连接方管相匹配的方管对接件，

所述连接方管在对应连接端面位置具有内收结构体，所述内收结构体为与连接方管截面相匹配的内收锥台结构，且所述内收结构体在锥台顶面设置为开放面；连接方管以及内收结构体在相对侧的侧壁上成型有相匹配的穿装孔，穿装孔中以插装方式固定装配有相匹配的紧固件；

所述方管对接件包括轮廓结构对称的两个拼接体，两个拼接体能在相对面上进行拼合，拼合完成的方管对接件包括块状中间结构体，块状中间结构体的横截面与所述连接方管的横截面相匹配，在上、下表面上均成型有与所述内收结构体相匹配的锥台承装部，所述锥台承装部的顶面开口，并在侧面成型有与所述穿装孔相匹配的穿装部；方管对接件通过锥台承装部与内收结构体的匹配来完成与连接方管的端面对接；

两个所述拼接体在方管对接件上块状中间结构体的横截面上对半分切，并在分切面上通过相匹配的企口或者公母插接口进行拼合。

作为进一步限定，所述内收结构体为整装式嵌块结构，嵌装并固定于定长拆切后的连接方管的端面开口位置；

所述内收结构体在对应连接方管的嵌装部端面位置设置有外凸唇边，所述外凸唇边的外缘位于所述块状中间结构体的外轮廓线内侧，连接方管在所述外凸唇边位置设置有背肋作为增强结构。

作为进一步限定，所述穿装孔位置插装的紧固件为螺纹紧固件、销杆、销片、嵌块中的一种或者结合。

作为进一步限定，所述锥台承装部与所述内收结构体的对接面上成型有衬材作为界面结构；所述衬材为橡胶衬圈。

作为进一步限定，拼接成型后的块状中间结构体为实心结构体，且所述块状中间结构体高为连接方管截面边外边长的0.5~1.5倍。

作为进一步限定，两个拼接体在块状中间结构体上的分切面为过块状中间结构体横截面中轴线的对称轴线对应平面，且所述对称轴线与块状中间结构体横截面的其中一条边平行设置。

作为进一步限定，两个拼接体在块状中间结构体上的分切面为块状中间结构体横截面的对角线对应平面。

作为进一步限定，不同的拼接体在对应块状中间结构体的侧壁上分别成型有光面、出线孔以及扩展部；

通过方管对接件对接连接的连接方管通过中空管腔进行供电线的走线，而所述出线孔用于将中空管腔中的供电线引出旁路；

所述扩展部上设置有装配座，并通过所述装配座与预制钢构件进行装配连接，所述预制钢构件与装配座之间通过装配结构进行装配固定，且所述装配结构为插接结构、销固定结构、焊接结构、螺纹连接结构、铆接结构中的一种或者组合。

有益效果：本发明的装配式建筑的钢结构房屋拼装连接部件作为预制装配结构可根据实际装配需求进行结构件的工厂化生产，并适配不同尺寸的方管形梁、柱结构的装配需求；

其连接方管与方管对接件的组合在装配过程中具有较佳的可操作性，对接工作简单快捷，操作难度低，对工人操作水平要求低，有助于缩短工期；

对接完成后的连接方管整体结构稳定、简洁、轻巧，能够保证受力的均匀分布，同时接口稳定性好、牢固可靠、强度优异，且通过锥台结构的匹配组合能有效避免装配过程中出现的错位和虚位问题；

通过将扩展部在块状中间结构体的侧壁进行集成，能有效提高对预制件链接结构的依赖，提高结构件的通配性，并降低预制钢构件的种类，方便进行运输、存储、管理和分配。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的装配结构示意图。

图2为图1中方管对接件的结构俯视图。

图3为另一实施例的方管对接件结构俯视图。

其中：1、上部连接方管；2、装配螺杆；3、内收锥台；4、背肋；5、橡胶衬圈；6、第一拼接体；7、第二拼接体；8、外凸唇边；9、锥台承装部；10、下部连接方管；11、扩展部装配座；12、压紧垫块；13、顶紧螺杆；14、斜撑；15、T型插装部；16、斜撑侧挡架；17、公母插接口；18、T型插槽。

实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要注意的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，“多个”的含义是两个或两个以上，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接或者胶粘剂连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1~图2的一种装配式建筑的钢结构房屋拼装连接部件的较佳实施例，该钢结构房屋拼装连接部件用于对装配式建筑中的部分钢结构方管进行对接，以满足上述不同的加工长度需求，上述对接后的连接方管可以根据尺寸以及实际需求作为梁、柱或者其他结构/机构的支撑体进行使用。另外，其对接的节点位置可以根据需求设置侧支或者其他扩展结构，以提高上述扩展结构在对应连接方管上的装配便利性以及装配后结构的稳定性。

钢结构房屋拼装连接部件对应上述连接方管的对接节点位置结构，其包括用于进行对接的连接方管以及将两端连接方管（即对应的上部连接方管1以及下部连接方管10）进行对接的方管对接件。为了便于理解，图1展示的实施例是对应连接方管利用方管对接件连接成立柱结构的实施例，而用于横梁结构或者斜向撑杆时，仅需要以类似结构成型后进行横置再固定装配即可。

本实施例中，上部连接方管1以及下部连接方管10在对接端的端面上分别成型有一个内收结构体，该内收结构体为一个整装式嵌块结构，其主体为一个连接方管截面相匹配的内收锥台3，而在内收锥台3的基部成型有一个外凸唇边8；装配时，该内收结构体被压力设备以过盈装配方式将内收锥台3部分压装到定长拆切完成后的上部连接方管1或者下部连接方管10的端部开口位置，并在基部以外凸唇边8作外端限位。

为防止外凸唇边8被过度压装而变形，在对应外凸唇边8的外环面上还成型有若干间隔设置的三角形的背肋4，该背肋4能在内收结构体压装于上部连接方管1或者下部连接方管10的端部开口位置时夹装于上部连接方管1或者下部连接方管10的端部管面上，即如图1所示的，背肋4对应三角形的一个直角边贴靠背肋4表面，而另一直角边贴靠对应侧上部连接方管1或者下部连接方管10的管壁表面。

在另外的实施例中，内收结构体可以与上部连接方管1和/或下部连接方管10设置为一体成型结构，其优点为结构强度和稳定性更好，但缺点在于没有修正空间，对预制件结构尺寸要求更高，同时装配使用时的灵活性要略差。

装配好内收结构体的上部连接方管1以及下部连接方管10可以在方管对接件的对应面上以如图1所示样式进行对接。对应的，方管对接件在上下表面上成型有与上部连接方管1以及下部连接方管10上内收结构体相匹配的锥台承装部9，该锥台承装部9与内收锥台3的尺寸相匹配，以使得方管对接件的锥台承装部9能以如图1所示样式嵌装于内收锥台3中并保持贴靠。

内收锥台3与锥台承装部9的顶面均设置为开放面以方便进行走线，同时在内收锥台3与锥台承装部9的侧壁上对应与上部连接方管1和/或下部连接方管10对应位置的侧壁上设置有相匹配的螺纹穿装孔，螺纹穿装孔为横向贯穿孔，用以在内收结构体被压入上部连接方管1和/或下部连接方管10中、且锥台承装部9在内收锥台3位置完成装配后，通过在横向贯穿孔位置以如图1所示样式装入装配螺杆2并固定来实现内收结构体和方管对接件在对应上部连接方管1和/或下部连接方管10上对应位置的装配固定。

而在另外的实施例中，为了保证装配性能，还可以在锥台承装部9位置设置略大于内收锥台3斜面的斜角，以使得锥台承装部9在压入内收锥台3中时发生微形变，以保证贴靠面的紧密度。

另外，对应穿装孔位置插装的紧固件在不同的实施例中，也可以采用其他螺纹紧固件、销杆、销片、嵌块中的一种或者结合进行替代，其效果类似，但连接强度以及操作的便利性上存在差异，操作人员或者厂家可以根据实际情况进行选择。

方管对接件上的锥台承装部9直接成型于一个横截面外轮廓大于外凸唇边8外轮廓的块状中间结构体，并以该块状中间结构体受力承载结构，该块状中间结构体的整体为实心的矩形块状体结构，且该矩形块状体结构的体高为对应上部连接方管1以及下部连接方管10截面边外边长的0.75倍。

方管对接件整体由两块轮廓结构对称的拼接体在相对面上进行拼合后获得，在本实施例中，对应的第一拼接体6以及第二拼接体7均为矩形块状体，其横截面为如图2所示，为长宽比为2:1的矩形，第一拼接体6与第二拼接体7在相对面上成型有公母插接口17作为拼合结构，同时，方管对接件上的锥台承装部9同样以如图所示中线位置进行剖切，并其能在第一拼接体6、第二拼接体7的相对面上通过公母插接口17进行拼合后获得完整的锥台承装部9结构体。

而在另外的实施例中，用于拼接组合得到方管对接件的第一拼接体6以及第二拼接体7也可以以如图3所示样式进行拼接，其中，第一拼接体6与第二拼接体7的块状中间结构体位置为直角三角形结构，并在三角形的斜边上进行拼合，为了保证拼合的准确度，其对应的公母插接口17为如图所示的折角结构。

在另外的实施例中，用于第一拼接体6以及第二拼接体7拼合对位的公母插接口17也可以采用企口结构进行替换来辅助进行拼合。

为了辅助预制钢构件进行功能扩展，在方管对接件的侧壁面上可选择设置扩展结构，其扩展结构对应设置于块状中间结构体的侧壁，而对应用于块状中间结构体拼合的拼接体则在可以根据实际需求选择光面侧壁或者带扩展结构的侧壁。

如在本实施例中，其在第二拼接体7的侧壁上成型有扩展部装配座11，其扩展部装配座11与第二拼接体7的实心的矩形块状体为一体成型，该扩展部装配座11上设置有T型插槽18作为插装结构来实现扩展结构的连接装配，而该T型插槽18在两侧还设置有螺纹固位孔。

在实施例中，该扩展结构为组合斜撑杆结构，其包括位于两侧的斜撑侧挡架16，斜撑侧挡架16在外侧与斜撑14的外端枢接，斜撑侧挡架16在内侧通过T型插装部15进行连接，该T型插装部15能用于在T型插槽18进行插装固定，斜撑14的内侧固定有一个压紧垫块12，该压紧垫块12能在T型插装部15插装于在T型插槽18中完成预固定后，通过将斜撑14的压紧垫块12衬装于螺纹固位孔位置，然后再在螺纹固位孔位置旋入顶紧螺杆13，使其顶紧T型插装部15表面即完成该扩展结构的装配。而该成型后的斜撑14可以作为辅助受力结构来优化对应钢结构骨架的受力性能。

在其他不同的实施例中，对应的扩展结构也可以为侧支、侧连杆之类的受力辅助结构；对应的用于与扩展结构进行装配连接的扩展部装配座11也可以由图中所示的插接结构替换为销固定结构、焊接结构、螺纹连接结构、铆接结构中的一种或者组合。

在其他不同的实施例中，对应的扩展结构还包括一类特殊的功能结构，即走线结构，该扩展结构基础上，对接完成后的管体通过中空管腔进行供电线的走线，而在对应的第一拼接体6或者第二拼接体7上可以通过出线孔对光面或者扩展部装配座11结构进行替换，该出线孔向内与管腔连通，用于将中空管腔中的供电线接出支线旁路。

在另外的实施例中，为了防止在管件对接过程中产生虚位问题，还可以在第一拼接体6与第二拼接体7拼接得到的块状中间结构体表面衬装橡胶衬圈5，并以不同厚度的橡胶衬圈5或者多个橡胶衬圈5的叠合来在块状中间结构体表面与外凸唇边8之间进行衬装，以弥补上述虚位问题的缺陷。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。