CN107355463B - 用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件及其组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件，具体地，该连接件包括焊接部，焊接部包括两个焊接板，每个焊接板设有用于焊接固定的上表面，第一表面和第二表面，上表面与第一表面和第二表面连接的部分均设有斜口，两个焊接板是相互平行且对立的；以及斜杆连接板，斜杆连接板为一矩形板件，斜杆连接板设有一螺栓孔，斜杆连接板固定于两个焊接板之间，且和与两个焊接板相垂直，斜杆连接板和上表面所成夹角α，其中，30°≤α≤60°；螺栓孔用于与一抗震斜杆进行螺栓固定连接。本发明结构简单，安装方便，比常规的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件强度提高30％以上，而且生产成本低。

Description

用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件及其组件

技术领域

本发明涉及建筑和抗震领域，具体地涉及用于建筑机电工程设施的抗震支撑的通用部件，更具体地涉及用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件及其组件。

背景技术

为了防御和减轻地震灾害，保护人民生命和财产安全，促进经济社会的可持续发展，《中华人民共和国防震减灾法》规定：防震减灾工作，实行预防为主、防御与救助相结合的方针；设计单位应当按照抗震设防要求和工程建设强制性标准进行抗震设计，并对抗震设计的质量以及出具的施工图设计文件的准确性负责。

《建筑机电工程抗震设计规范》中规定抗震设防烈度为6度及6度以上地区的建筑机电工程(包括给水排水、供暖、通风、空调、燃气、热力、电力、通讯、消防等)必须进行抗震设计。

目前，国内工业、建筑工程中有相当部分管道、风道及电缆桥架***有些没有抗震设施。一些工程中虽然采用了抗震支吊架，但仍存在诸多不足之处，其中包括：部件结构较复杂，安装不方便；抗震支吊架(或称为抗震吊架)某些部件的强度较低；抗震支吊架的结构不合理，导致抗震性能难以令人满意等。

以连接件为例，目前通用的与斜杆相连接的连接件包括绞链连接件和抗震座连接件。然而，所述的绞链连接件往往具有90°扭曲的部分，因此导致扭曲部或扭曲处的机械强度较低，此外链接部的强度也较低，难以达到令人满意的抗震效果。

综上所述，本领域迫切需要开发一种结构简单、安装方便且具有优良抗震性的用于抗震吊架的连接件。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、安装方便且具有优良抗震性的用于抗震吊架的连接件。

在本发明的第一方面，提供了一种用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件，具体地，该连接件包括焊接部，焊接部包括两个焊接板，每个焊接板设有用于焊接固定的上表面，第一表面和第二表面，上表面与第一表面连接的部分和上表面与第二表面连接的部分均设有斜口，两个焊接板是相互平行且对立的；以及斜杆连接板，斜杆连接板为一矩形板件，斜杆连接板设有一螺栓孔，斜杆连接板固定于两个焊接板之间，且和与两个焊接板相垂直，斜杆连接板和上表面所成夹角α，其中，30 °≤α≤60°；斜杆连接板设有内表面和外表面，螺栓孔用于与一抗震斜杆进行螺栓固定连接，螺栓孔通过开口向外且锥顶角为β的圆锥面与内表面相连接，螺栓孔通过一圆柱面与外表面相连接，且螺栓孔还具有任选的位于圆锥面和圆柱面之间的过渡面，其中，105°≤β≤135°。

在另一优选例中，设有斜口的上表面的截面形状为等腰梯形。

在另一优选例中，焊接部和斜杆连接板是一体的或一体成形的。

在另一优选例中，两个焊接板和斜杆连接板是圆滑过渡连接的。

在另一优选例中，焊接板的下部为“V”形结构，其中，斜杆连接板固定连接于“V”形结构左侧或右侧。

在另一优选例中，在“V”形结构中，与斜杆连接板相连接的一侧长度为L₁，未与斜杆连接板相连接的一侧长度为L₂，且L₁＜L₂。

在另一优选例中，“V”形结构的左侧面与“V”形结构的右侧面所成夹角为γ，其中，75°≤γ≤125°。

在另一优选例中，焊接板和斜杆连接板均为平板结构。

在另一优选例中，螺栓孔位于斜杆连接板的中部。

在本发明的第二方面，提供了一种抗震斜杆焊接生根组件，具体地，该组件包括a)上述的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件；b)抗震斜杆，抗震斜杆的一端设有螺栓，斜杆销轴用于与斜杆连接板的螺栓孔进行“螺栓-螺孔”连接，其中，螺栓先后穿过圆柱面和圆锥面；c)球面垫圈，球面垫圈和螺栓相匹配，螺栓通过球面垫圈与螺栓孔的圆锥面接触，形成转动副；以及d)螺帽，螺栓伸出螺栓孔，并通过螺帽紧固。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实例中的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的主视图；

图2为本发明一个实例中的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的俯视图；

图3为本发明一个实例中的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的左视图；

图4为本发明一个实例中的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的透视图。

图5为本发明一个实例中的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的透视图。

附图中，各标示如下：

C102：用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件；

B1：焊接板；

B2：斜杆连接板；

S：上表面；

K012：螺栓孔。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选和优化，首次开发了一套结构新颖的、适用于建筑机电工程设施及各行业工艺管道的抗震吊架的部件和组件，以及采用所述部件和/或组件的抗震吊架结构。本发明的用于抗震吊架的部件和/或组件包括结构独特的连接件和可调杆组合件等。通过本发明的用于抗震吊架的部件和/或组件，可以方便地组装成抗震强度显著提高、结构轻巧、安全可靠的各类抗震吊架，在此基础上完成了本发明。

具体地，就连接件而言，与本发明的连接件相连的包括(但并不限于)：用于单抗震斜杆的螺栓连接件、用于单侧双抗震斜杆的螺栓连接件、用于双侧单抗震斜杆的螺栓连接件、用于双侧双抗震斜杆的螺栓连接件、用于纵向双抗震斜杆的连接件、用于多向多抗震斜杆的连接件等。

术语

如本文所用，术语“抗震吊架”、“抗震支吊架”可互换使用，指对机电设备及管线进行有效保护的重要抗震措施，其构成由锚固体、加固吊杆、抗震连接构件及抗震斜撑组成。

如本文所用，术语“抗震斜撑(bracing component)”、“抗震斜杆”、“斜杆”、“斜撑”可互换使用，指在抗震吊架中，将地震作用力(主要为水平作用力)传递给建筑结构的斜支撑部件。应理解，所述的抗震斜撑包括刚性支撑和柔性绷紧，尤其是刚性支撑。

如本文所用，术语“栓孔”、“螺栓孔”可互换使用，指与螺栓进行连接的通孔。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”或“外”等位置关系术语是相对于本发明的连接件或组件在装配结束后使用时的位置关系而言的，这些位置关系术语仅为表述方便，使之更容易理解。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件

本发明提供了一种用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件，该栓孔连接件具有特定的结构。具体地，该栓孔连接件包括焊接部和斜杆连接板。其中，焊接部又包括两个焊接板，每个焊接板设有用于焊接固定的上表面，第一表面和第二表面，上表面与第一表面连接的部分和上表面与第二表面连接的部分均设有斜口，斜口设计更方便焊接，更易于将斜杆连接板焊接固定到固定件上，且两个焊接板是相互平行且对立的。

斜杆连接板为一矩形板件，固定于两个焊接板之间，且和与两个焊接板相垂直，斜杆连接板和上表面所成夹角α，其中，30°≤α≤60°；优选地，35°≤α≤55°；更佳地，40°≤α≤50°；斜杆连接板设有一螺栓孔，该螺栓孔用于与一抗震斜杆进行螺栓固定连接，斜杆连接板设有内表面和外表面，螺栓孔通过开口向外且锥顶角为β的锥面与内表面相连接，螺栓孔通过一圆柱面与外表面相连接，且螺栓孔还具有任选的位于圆锥面和圆柱面之间的过渡面(如圆柱面、或圆弧曲面，优选向中心突出的圆弧曲面)，其中，105°≤β≤135°；更佳地，110°≤β≤130 °；最佳地，115°≤β≤125°。

应理解，本发明的斜杆连接板的厚度没有特别限制，可以根据抗震吊架所需的要求进行确定，代表性的，其厚度为8-80mm，较佳地10-55mm，更佳地12-30mm。

应理解，本发明的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的材质没有特别限制，可以是具有优良机械强度的材料，例如碳钢、合金钢等。

在另一优选例中，第一表面和第二表面是平行的或基本平行的。

在另一优选例中，内表面和外表面是平行的或基本平行的。

在另一优选例中，圆锥面的锥顶点位于螺栓孔的中心轴上(即与螺栓孔的中心轴是重合或基本重合的)。

在另一优选例中，过渡面为圆弧曲面。

在另一优选例中，过渡面的半径不小于5mm。

在另一优选例中，沿螺栓孔方向上的过渡面高度d₃为0-20mm，优选地0-15mm, 更佳地0-10mm。

在另一优选例中，沿螺栓孔的中心轴，圆锥面的高度为d₁，圆柱面的高度为 d₂，过渡面的高度为d₃，则d₁+d₂+d₃之和与斜杆连接板的厚度相等；并且d₁/d₂之比为0.1-0.7；和/或(d₁+d₂)/(d₁+d₂+d₃)之比为0.8-1。

在另一优选例中，螺栓孔与斜杆连接板的外边缘的最近距离为其半径的2-5 倍，优选地2.2-4倍，更佳地2.5-3倍。

在另一优选例中，螺栓孔的最小直径(即螺栓孔最窄处的直径)Z_xmin为11-93mm，优选地13-67mm，更佳地17-37mm。

另外，由于本发明的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件不仅结构简化，而且提高了本发明栓孔连接件的强度。此外，由于避免了扭曲结构，因此本发明的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的厚度没有特别限制，可以制备成所需厚度(尤其是较厚厚度)的栓孔连接件，从而进一步提高栓孔连接件的强度；此外，本发明的螺栓孔设有圆锥面，该设计使得螺栓孔和抗震斜杆、球面垫圈以及螺帽能够更好的配合，并在安装过程和抗震过程中提供更好的适应性以及更好的抗震性能。

抗震斜杆焊接生根组件

本发明还提供了一种抗震斜杆焊接生根组件，它包括：(a)上述的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件；(b)抗震斜杆；(c)球面垫圈；以及(d)螺帽。适用于本发明的抗震斜杆没有特别限制，只要其一端或两端设有螺栓。本发明主要适用于刚性抗震斜杆。代表性的抗震斜杆包括C型、U型、以及L型槽钢或其他任何常规的斜杆。

当抗震斜杆的一端或两端设有斜杆螺栓时，则本发明的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的螺栓孔的尺寸大小与斜杆螺栓的尺寸大小是相匹配的，可进行“螺栓-螺孔”连接，螺栓先后穿过螺栓孔的圆柱面和圆锥面，并伸出螺栓孔，然后用螺帽将抗震斜杆的螺栓紧固，从而使得抗震斜杆可连接于或已连接于用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的螺栓孔。

在另一优选例中，所述球面垫圈被所述螺栓贯穿，且位于所述螺帽和所述斜杆连接板的内表面之间。在另一优选例中，所述抗震斜杆焊接生根组件包括固定座，该固定座为整个所述组件提供固定基础，焊接板的上表面焊接于该固定座上。

在另一优选例中，在工作状态下，抗震斜杆焊接生根组件中的抗震斜杆与“V”形结构的未连接有斜杆连接板的一侧平行或近似平行。

在另一优选例中，抗震斜杆的另一端为螺纹端，螺纹端可与栓孔连接件相连接。

在另一优选例中，抗震斜杆的另一端为销轴端，销轴端可与栓孔连接件相连接。

在另一优选例中，抗震斜杆的另一端为销孔，销孔可与销轴连接件相连接 (例如：销轴管夹)。

本发明的主要优点包括：

(a)本发明的连接件，结构简单，安装方便。

(b)本发明的连接件比常规连接件(绞链型连接件)不仅强度提高30％以上，而且生产成本低。

(c)本发明的连接件，可作为抗震支吊架的一种基础通用部件,适用于各种不同的工业和建筑的管道、风道和电缆桥架的抗震结构。

(d)本发明的连接件不仅能有效抵抗纵向震动，还可有效抵抗横向震动。

(e)第一直角侧的斜口设计更方便焊接，更易于将斜杆连接板焊接固定到固定件上。

(f)本发明的螺栓孔用圆锥面替代锥面垫圈与抗震杆组件的球面垫圈形成转动副，便于安装过程中的定位校正。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1

图1-4示出了本发明一个实例中的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件C102。本发明的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件C102包括焊接部和斜杆连接板B2，且焊接部和斜杆连接板B2是一体成形的。

焊接部包括两个焊接板B1，且两个焊接板B1和斜杆连接板B2是圆滑过渡连接的。每个焊接板B1设有用于焊接固定的上表面S，第一表面和第二表面，上表面S用于焊接固定，上表面S与第一表面连接的部分和上表面S与第二表面连接的部分均设有斜口，斜口设计更方便焊接，更易于将斜杆连接板B2焊接固定到固定件上，且两个焊接板B1是相互平行且对立的。焊接板B1的下部为“V”形结构，其中，斜杆连接板B2固定连接于“V”形结构的右侧，“V”形结构的右侧长度L₁小于其左侧长度L₂，且“V”形结构的左侧面与“V”形结构的右侧面所成夹角γ为 90°。设有斜口的上表面S的截面形状为等腰梯形，上表面S的长度为80mm，等腰梯形的顶边长为2mm，高为4mm，底边长为10mm。“V”形结构的左侧长度为73mm，右侧长度为37mm，“V”形结构的左侧与竖直方向的夹角为135°。两个焊接板B1 之间中心距离为70mm。

斜杆连接板B2为一矩形板件，斜杆连接板B2设有一螺栓孔K012，螺栓孔K012 位于斜杆连接板B2的中部，斜杆连接板B2固定于两个焊接板B1之间，且和与两个焊接板B1相垂直，两个焊接板B1和斜杆连接板B2之间为圆弧过度连接，形成圆弧过度段，其中，外侧圆弧的半径为20mm，内侧圆弧的半径为10mm，斜杆连接板B2和上表面S所成夹角α为45°。斜杆连接板B2设有内表面和外表面，螺栓孔K012用于与一抗震斜杆进行螺栓固定连接，螺栓孔K012通过开口向外且锥顶角为β的锥面与内表面相连接，螺栓孔K012通过一圆柱面与外表面相连接，其中，β为120°。圆锥面可为抛物面，且圆锥面的锥顶点位于螺栓孔K012的中心轴上，螺栓孔K012的中心轴线距“V”形结构的左侧垂直距离为25mm，螺栓孔K012的最小直径Z_xmin为20mm，圆锥面的高度d₁为3mm，圆柱面的高度d₂为7mm，斜杆连接板 B2的高度为10mm。

焊接板B1和斜杆连接板B2均为平板结构，即焊接板B1的第一表面和第二表面是平行的，斜杆连接板B2的内表面和外表面是平行的。焊接板B1和斜杆连接板 B2的厚度是相同的，均为10mm。

实施例2

本实施例的抗震斜杆焊接生根组件包括：如实施例1所述的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件、抗震斜杆、球面垫圈以及螺帽。抗震斜杆为刚性抗震斜杆，其一端设有斜杆螺栓。斜杆螺栓的尺寸大小和实施例1中的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件的螺栓孔的尺寸大小是相匹配的，二者以“螺栓-螺孔”的方式进行连接，螺栓先后穿过螺栓孔的圆柱面和圆锥面，并伸出螺栓孔，并穿过与该螺栓相匹配的球面垫圈，该螺栓通过球面垫圈与螺栓孔的圆锥面接触，形成转动副，便于该组件在安装过程中的定位校正，螺栓的伸出部分最后通过螺帽紧固，且球面垫圈位于螺帽和斜杆连接板的内表面之间，从而使得抗震斜杆连接到用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件。抗震斜杆的另一端为斜杆销孔，该斜杆销孔与销轴管夹相连接。该抗震斜杆焊接生根组件可用于悬吊管道等，且有效抵抗纵向震动和横向震动。

在工作状态下，抗震斜杆焊接生根组件中的抗震斜杆与“V”形结构的左侧平行或近似平行。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件，其特征在于，所述栓孔连接件包括

焊接部，所述焊接部包括两个焊接板，每个所述焊接板设有用于焊接固定的上表面，第一表面和第二表面，所述上表面与所述第一表面连接的部分和所述上表面与所述第二表面连接的部分均设有斜口，两个所述焊接板是相互平行且对立的；以及

斜杆连接板，所述斜杆连接板为一矩形板件，所述斜杆连接板设有一螺栓孔，所述斜杆连接板固定于两个所述焊接板之间，且和与两个所述焊接板相垂直，所述斜杆连接板和所述上表面所成夹角α，其中，30°≤α≤60°；

所述斜杆连接板设有内表面和外表面，所述螺栓孔用于与一抗震斜杆进行螺栓固定连接，所述螺栓孔通过开口向外且锥顶角为β的圆锥面与所述内表面相连接，所述螺栓孔通过一圆柱面与所述外表面相连接，且所述螺栓孔还具有任选的位于所述圆锥面和所述圆柱面之间的过渡面，其中，105°≤β≤135°；

其中，所述焊接板的下部为“V”形结构，所述斜杆连接板固定连接于所述“V”形结构左侧或右侧，在所述“V”形结构中，与所述斜杆连接板相连接的一侧长度为L₁，未与所述斜杆连接板相连接的一侧长度为L₂，且L₁＜L₂，所述“V”形结构的左侧面与所述“V”形结构的右侧面所成夹角为γ，其中，75°≤γ≤125°；

其中，所述焊接部和所述斜杆连接板是一体的或一体成形的。

2.如权利要求1所述的栓孔连接件，其特征在于，设有所述斜口的所述上表面的截面形状为等腰梯形。

3.如权利要求1所述的栓孔连接件，其特征在于，所述斜杆连接板的厚度为8-80mm。

4.如权利要求1所述的栓孔连接件，其特征在于，两个所述焊接板和所述斜杆连接板是圆滑过渡连接的。

5.如权利要求1所述的栓孔连接件，其特征在于，所述栓孔连接件的材质为碳钢、合金钢。

6.如权利要求1所述的栓孔连接件，其特征在于，所述过渡面为圆弧曲面；所述过渡面的半径不小于5mm。

7.如权利要求6所述的栓孔连接件，其特征在于，所述焊接板和所述斜杆连接板均为平板结构。

8.如权利要求1所述的栓孔连接件，其特征在于，所述螺栓孔位于所述斜杆连接板的中部。

9.一种抗震斜杆焊接生根组件，其特征在于，所述组件包括

a)如权利要求1-8中任一所述的用于抗震斜杆焊接生根的栓孔连接件；

b)抗震斜杆，所述抗震斜杆的一端设有螺栓，所述斜杆销轴用于与所述斜杆连接板的所述螺栓孔进行“螺栓-螺孔”连接，其中，所述螺栓先后穿过所述圆柱面和所述圆锥面；

c)球面垫圈，所述球面垫圈和所述螺栓相匹配，所述螺栓通过所述球面垫圈与所述螺栓孔的圆锥面接触，形成转动副；以及

d)螺帽，所述螺栓伸出所述螺栓孔，并通过所述螺帽紧固。