CN110761414B - I型标准块组合式榫卯接头及装配式建造构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种I型标准块组合式榫卯接头及装配式建造构件，属于装配式结构施工领域。该接头包括公卡接头和母卡接头；公卡接头包括I型构件，母卡接头包括C型构件，均由多个I型标准钢板块焊接叠加组成；I型标准钢板块包括一体成型的第一端头部、第二端头部和中间段；中间段位于第一端头部和第二端头部之间；C型构件由两排焊接叠加的I型标准钢板块在第二端头部位置焊接连接为整体，另一端开口形成一张角，开口宽度大于中间段宽度，小于第一端头部宽度；装配状态下，I型构件上的第一端头部匹配卡入到C型构件的开口内。本发明强度可控，可以满足不同工程强度要求，同时可以提高拼装工作的高速化、工程质量和作业安全性。

Description

I型标准块组合式榫卯接头及装配式建造构件

技术领域

本发明属于装配式结构施工领域，涉及一种I型标准块组合式榫卯接头及装配式建造构件，更具体地，涉及一种装配式建造构件的组合式接头。

背景技术

采用装配式结构不仅可以提高施工效率，改善施工质量，还可以缩短工期降低成本。装配式结构离不开装配式接头，装配式结构的接头是装配式建筑的重要组成部分，接头的性能、经济性直接决定整个装配式建筑的性能发挥和建设成本，合适的接头结构形式会提高整体施工的速度和工程结构的质量。

中国专利CN107893665A公开了一种基于型钢的预制装配式复合支护结构安装工艺，其通过U型钢支架配合螺栓及卡缆进行多段预制装配式结构体的连接。该方案虽然能够实现装配式连接，但是仍然存在如下问题：

(1)在垂直于轴向的方向上，采用卡缆螺栓连接工艺比较耗时，安装效率提升有限，并且顶部螺栓安装涉及高空作业，高空作业时间越长则施工风险越大；

(2)让压木块并非连接件，不具有连接刚度，在进入运营期后，当仅有局部预制装配式结构体受力时，极容易在让压木块的接缝处发生较大错位乃至失效，安全性和耐久性不足；

(3)核心连接部件U型钢支架的尺寸需要定制，针对不同场景需要更换不同尺寸规格的U型钢支架，意味着需要重新开模生产，不具有通用性，增加成本。

因此，亟需一种安装更为迅速、承载能力更强，且兼具通用性的装配连接件。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种I型标准块组合式榫卯接头及装配式建造构件，其目的在于，采用I型标准块组成榫卯接头，强度可控，可以满足不同工程强度要求，同时可以提高拼装工作的高速化、工程质量和作业安全性，由此解决现有技术安装效率低、安全性和耐久性不足、不具有通用性的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种I型标准块组合式榫卯接头，用于装配式建造构件的连接，包括：公卡接头和母卡接头；

所述公卡接头包括I型构件，所述母卡接头包括C型构件；所述I型构件和所述C型构件均由多个I型标准钢板块焊接叠加组成，其中：

所述I型标准钢板块包括一体成型的第一端头部、第二端头部和中间段；所述中间段位于所述第一端头部和所述第二端头部之间；

所述C型构件由两排焊接叠加的所述I型标准钢板块在所述第二端头部位置焊接连接为整体，另一端开口，形成一张角，且所述开口的宽度大于所述中间段的宽度，小于所述第一端头部的宽度；

装配状态下，所述I型构件上的所述第一端头部匹配卡入到所述C型构件的所述开口内，实现所述公卡接头与所述母卡接头的连接。

进一步地，所述张角大小为5.5°8°。

进一步地，所述I型标准钢板块采用合金钢冲压制作而成。

进一步地，所述公卡接头还包括第一螺杆，所述母卡接头还包括第二螺杆；所述第一螺杆与所述I型构件上的所述第二端头部焊接固定，所述第二螺杆与所述C型构件上的所述第二端头部焊接固定。

进一步地，所述中间段与所述第二端头部之间圆弧过渡，所述中间段与所述第二端头部之间的第二过渡圆弧的半径与所述第一螺杆、所述第二螺杆的半径相等。

进一步地，所述中间段与所述第一端头部之间圆弧过渡，所述第一端头部靠近所述中间段的一侧倒圆角处理，且该圆角半径不大于所述中间段与所述第一端头部之间的第一过渡圆弧的半径。

进一步地，所述第一端头部的端面设有斜面。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种装配式建造构件，包括本体，所述本体上设有如前所述的I型标准块组合式榫卯接头，其中，所述I型构件上的所述第一端头部以及部分所述中间段露出于所述本体外部，而所述C型构件整体嵌于所述本体内部；且所述本体上开设有连通所述C型构件的所述开口的导槽；

所述公卡接头和所述母卡接头的安装方向设置为：装配时，所述公卡接头沿所述装配式建造构件的轴向，顺着所述导槽卡入所述母卡接头。

进一步地，所述公卡接头还包括第一螺杆，所述母卡接头还包括第二螺杆；所述第一螺杆与所述I型构件上的所述第二端头部焊接固定，所述第二螺杆与所述C型构件上的所述第二端头部焊接固定；所述第一螺杆和所述第二螺杆嵌入固定在所述本体内。

进一步地，所述I型构件和所述C型构件均相对于所述本体的拼装面倾斜1°～2°，优选倾斜1.5°。

总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)I型构件与C型构件的基本构成部件I型标准钢板块只有一种形状和尺寸，只需要一种标准块生产模具，大大降低生产难度及生产成本；

(2)装配式结构结构强度可控：可以根据实际工程需要，通过调整I型构件与C型构件的I型标准钢板块叠加数量控制接头强度，适用场景广泛；

(3)装配式结构拼装作业高速化：通过简化装配式结构的定位和操作，实现拼装作业的简洁化和高速化，拼装时间大幅缩短；

(4)安全性提高：在装配式结构拼装作业中，比螺栓连接减少了大部分高空作业、狭小空间作业，从而提高拼装作业的安全性；

(5)所有接头连接件都使用一般合金钢，保证高连接强度的同时，也能够降低生产难度。

附图说明

图1是本发明优选实施例的公卡接头和母卡接头的装配结构示意图；

图2是图1的平面示意图；

图3是本发明优选实施例的公卡接头的结构示意图；

图4是本发明优选实施例的母卡接头的结构示意图；

图5是本发明优选实施例的标准块的结构示意图；

图6是本发明优选实施例的拼装过程示意图；

图7是本发明优选实施例中I型构件和C型构件的安装角度示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1、装配式结构端面；1-1、导槽；2、公卡接头；2-1、I型构件；2-2、第一螺杆；3、母卡接头；3-1、C型构件；3-2、第二螺杆；4、标准块；4-1、第一端头部；4-2中间段、；4-3、第二端头部；4-4、斜面；4-5、第二端头部端面；4-6、第一过渡圆弧；4-7、第二过渡圆弧。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实现了在公路/桥梁/建筑预制混凝土PC件上的使用同形状/同尺寸构件的接头。下面将结合本发明实施例中的附图，以公卡接头和母卡接头分别由12块和24块I型标准钢板块叠加为例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明优选的一种I型标准块组合式榫卯接头及装配式建造构件如图1～5所示，其中，I型标准块组合式榫卯接头用于垂直整体装配结构轴向方向的两个装配式建造构件1的连接。在两个装配式建造构件1中，其中一个装配式建造构件1端面设置有公卡接头2，另外一个装配式建造构件1端面设置有母卡接头3，相邻两个构件1端面的连接由配套设置的公卡接头2与母卡接头3实现快速卡接。

公卡接头2上具有I型构件2-1、第一螺杆2-2，母卡接头3上具有C型构件3-1、第二螺杆3-2。公卡接头2从母卡接头3的一端匹配卡入到母卡接头3中，实现公卡接头2与母卡接头3的连接，第一螺杆2-2和第二螺杆3-2分别嵌入固定在装配式结构内。

其中，I型构件2和C型构件3均是由I型标准钢板块4焊接而成，焊接点如图3和图4中的a所示。I型标准钢板块4包括一体成型的第一端头部4-1、第二端头部4-3和中间段4-2；中间段4-2位于第一端头部4-1和第二端头部4-3之间。I型构件2和C型构件3-1均是一体成型在装配式结构上的，I型构件2的部分露出于装配式结构外，C型构件3-1嵌于装配式结构内。

当然，在两个端部1上亦可以均设置有公卡接头2和母卡接头3，其中一个端部1上的公卡接头2与另外一个端部1上的母卡接头3位置相对应，其中一个端部1上的母卡接头3与另外一个端部1上的公卡接头2位置相对应。

优选地，C型构件3-1由两排焊接叠加的I型标准钢板块4在第二端头部4-3位置焊接连接为整体，另一端开口，形成一张角，且开口的宽度大于中间段4-2的宽度，小于第一端头部4-1的宽度，以避免装配后脱落。优选地，该张角大小为5.5°-8°，在保证顺利匹配的同时，也有一定的卡合强度和施工误差容错性。

优选地，I型标准钢板块4采用合金钢冲压制作而成，整体性及强度更好。

优选地，中间段4-2与第二端头部4-3之间圆弧过渡，中间段4-2与第二端头部4-3之间的第二过渡圆弧4-7的半径与第一螺杆2-2、第二螺杆3-2的半径相等，在焊接时的匹配性及稳定性更好。

优选地，中间段4-2与第一端头部4-1之间圆弧过渡，第一端头部4-1靠近中间段4-2的一侧倒圆角处理，且该圆角半径不大于中间段4-2与第一端头部4-1之间的第一过渡圆弧4-6的半径。如图2及图5所示，该设计在图示左右方向受拉时，能在I型构件2-1的第一端头部4-1与C型构件3-1的第二端头部4-3之间形成缓冲作用，进一步延长使用寿命。

优选地，第一端头部4-1的端面设有斜面4-4，使得第一端头部4-1的端面具有一条凸棱，从而减少与导槽1-1底面的接触面积，使得安装更加顺畅。

优选地，如图7所示，所述I型构件2-1和所述C型构件3-1均相对于所述本体的拼装端面倾斜1°～2°，本实施例取倾斜1.5°。该设计使得拼装过程中I型构件2-1的第一端头部4-1的活动空间逐渐缩小，而在脱落方向上容易被导槽1-1阻挡，必须倾斜相应的角度才能实现拆解，而正常使用状态下两个本体的错位受端面接触限制是平行的，因此该设计能够起到防脱效果。

本发明通过简化装配式结构的定位和操作，实现拼装作业的简洁化和高速化，拼装时间大幅缩短。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种I型标准块组合式榫卯接头，用于装配式建造构件的连接，其特征在于，包括：公卡接头(2)和母卡接头(3)；

所述公卡接头(2)包括I型构件(2-1)，所述母卡接头(3)包括C型构件(3-1)；所述I型构件(2-1)和所述C型构件(3-1)均由多个I型标准钢板块(4)焊接叠加组成，其中：

所述I型标准钢板块(4)包括一体成型的第一端头部(4-1)、第二端头部(4-3)和中间段(4-2)；所述中间段(4-2)位于所述第一端头部(4-1)和所述第二端头部(4-3)之间；

所述C型构件(3-1)由两排焊接叠加的所述I型标准钢板块(4)在所述第二端头部(4-3)位置焊接连接为整体，另一端开口，形成一张角，且所述开口的宽度大于所述中间段(4-2)的宽度，小于所述第一端头部(4-1)的宽度；

装配状态下，所述I型构件(2-1)上的所述第一端头部(4-1)匹配卡入到所述C型构件(3-1)的所述开口内，实现所述公卡接头(2)与所述母卡接头(3)的连接。

2.如权利要求1所述的一种I型标准块组合式榫卯接头，其特征在于，所述张角大小为5.5°-8°。

3.如权利要求1所述的一种I型标准块组合式榫卯接头，其特征在于，所述I型标准钢板块(4)采用合金钢冲压制作而成。

4.如权利要求1所述的一种I型标准块组合式榫卯接头，其特征在于，所述公卡接头(2)还包括第一螺杆(2-2)，所述母卡接头(3)还包括第二螺杆(3-2)；所述第一螺杆(2-2)与所述I型构件(2-1)上的所述第二端头部(4-3)焊接固定，所述第二螺杆(3-2)与所述C型构件(3-1)上的所述第二端头部(4-3)焊接固定。

5.如权利要求4所述的一种I型标准块组合式榫卯接头，其特征在于，所述中间段(4-2)与所述第二端头部(4-3)之间圆弧过渡，所述中间段(4-2)与所述第二端头部(4-3)之间的第二过渡圆弧(4-7)的半径与所述第一螺杆(2-2)、所述第二螺杆(3-2)的半径相等。

6.如权利要求1～5任意一项所述的一种I型标准块组合式榫卯接头，其特征在于，所述中间段(4-2)与所述第一端头部(4-1)之间圆弧过渡，所述第一端头部(4-1)靠近所述中间段(4-2)的一侧倒圆角处理，且该圆角半径不大于所述中间段(4-2)与所述第一端头部(4-1)之间的第一过渡圆弧(4-6)的半径。

7.如权利要求1～5任意一项所述的一种I型标准块组合式榫卯接头，其特征在于，所述第一端头部(4-1)的端面设有斜面(4-4)。

8.一种装配式建造构件，其特征在于，包括本体，所述本体上设有如权利要求1～7任意一项所述的I型标准块组合式榫卯接头，其中，所述I型构件(2-1)上的所述第一端头部(4-1)以及部分所述中间段(4-2)露出于所述本体外部，而所述C型构件(3-1)整体嵌于所述本体内部；且所述本体上开设有连通所述C型构件(3-1)的所述开口的导槽(1-1)；

所述公卡接头(2)和所述母卡接头(3)的安装方向设置为：装配时，所述公卡接头(2)沿所述装配式建造构件的轴向，顺着所述导槽(1-1)卡入所述母卡接头(3)。

9.如权利要求8所述的装配式建造构件，其特征在于，所述公卡接头(2)还包括第一螺杆(2-2)，所述母卡接头(3)还包括第二螺杆(3-2)；所述第一螺杆(2-2)与所述I型构件(2-1)上的所述第二端头部(4-3)焊接固定，所述第二螺杆(3-2)与所述C型构件(3-1)上的所述第二端头部(4-3)焊接固定；所述第一螺杆(2-2)和所述第二螺杆(3-2)嵌入固定在所述本体内。

10.如权利要求8所述的装配式建造构件，其特征在于，所述I型构件(2-1)和所述C型构件(3-1)均相对于所述本体的拼装面倾斜1°～2°。

11.如权利要求10所述的装配式建造构件，其特征在于，所述I型构件(2-1)和所述C型构件(3-1)均相对于所述本体的拼装面倾斜1.5°。

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