专利名称：轻钢龙骨连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑用钢结构，尤其涉及一种轻钢龙骨的连接结构。
背景技术：
随着建筑业的高速发展，新型建筑材料不断涌现，而作为新型建筑材料的轻钢龙骨由于其具有重量轻、强度高、防水、防火、防震、安装使用方便等诸多优异的性能越来越广泛地地应用于各种建筑结构中，在使用轻钢龙骨构建结构的过程中，必然经常需要将不同轻钢龙骨之间连接起来，该连接一般采用的是焊接、螺接或者铆接的方式。结合当前轻钢应用的情况，上述轻钢龙骨连接时的连接结构需要满足一定的要求①强度要求，如静强度、疲劳强度等；②尺寸要求，如螺钉、螺栓或者铆钉之间的中心距及单个中心到任意边的距离要求；③刚度要求，如结构的刚性应足够强，抵抗外部载荷 时变形应小到不至于引起附于其上的装修材料如石膏板开裂、破损；④工艺要求，该结构应容易实现加工，且过程简单、操作可靠，质量稳定；⑤此外，从结构设计角度而言，采用这种连接结构的设计在材料成本等方面应具有一定的优势，如能起到减轻材料重量、降低材料成本的作用。采用焊接相连的方式，虽然可以满足上述的强度、尺寸以及刚度方面的要求，但该种连接方式为不可拆卸的连接，材料再生利用性差、操作较为复杂且对环境污染较大，故而较常见的还是采用螺接或铆接的活动相连方式。为了使得采用活动相连方式的轻钢龙骨的连接结构可满足上述的连接强度要求，通常会考虑增大连接件的直径，但是，由于轻钢龙骨所用的钢材厚度较薄，且连接结构还必须满足上述的尺寸要求，因此所用的螺钉、螺栓或者铆钉等连接件的直径无法做到很大，故而无法通过此方法使得连接结构达到很高的强度要求。并且，现有的采用活动连接方式的轻钢龙骨连接结构也无法达到很好的刚度要求，具体说明如下如图I中所示是一个典型的轻钢墙体结构，其中左侧的图形为正常未受力情况下的轻钢墙体结构，右侧的图形为受力变形之后的轻钢墙体结构，从图I中可以看出在采用现有连接结构的情况下，虽然结构中也有加强刚性的斜拉结构，但结构在面内沿对角方向还是会变形，这一点在装配结构时会很明显，即在左侧的图形中如将B点固定约束，在D点施加横向推力，则可从右侧的图形中可以看出此时结构的变形非常明显，以一个2800 (高)X 3800mm (宽)的轻钢墙体为例，当在D点施加40KG载荷时，对角线AC和BD长度差将达到60_ (没有变形时对角线差为0)，这种变形容易导致结构本身及附着在轻钢上的装修材料如石膏板等的破坏。还有，由于现有的轻钢龙骨连接结构无法达到很高的强度以及刚度要求，因而该连接结构在使用时，通常必需通过增加轻钢组合件上的轻钢龙骨的排布密度来保证组合件的稳定性，这样一来也就无法很好地满足上述连接结构需满足的减轻材料重量、降低材料成本的要求。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决现有技术的轻钢龙骨连接结构所存在的连接强度以及结构刚性不高以及无法减轻使用连接结构的组合件的材料重量，从而降低材料成本的技术问题。为了解决上述技术问题，本发明提供一种轻钢龙骨连接结构，包括至少两根轻钢龙骨以及连接所述轻钢龙骨的连接件，任意一根轻钢龙骨具有与其他轻钢龙骨相连的连接面，所述各连接面上分别设置有向所述轻钢龙骨内部凹陷的凹窝，且上下相连的两连接面的凹窝为叠套设置，所述叠套的两凹窝中的每个凹窝的相对应位置分别开设有至少两个连接孔，所述连接件连接在所述连接孔内。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，所述连接件位于所述凹窝凹陷侧的一端的端头不超出与所述连接件端头相同侧的凹窝的开口外边沿。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，任意相邻的两连接件之间的中心距不小于所述连接件的直径的3倍，且任意一连接件的中心至所述轻钢龙骨的任意外边沿的距离不小于·所述连接件的直径的I. 5倍。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，所述凹窝的开口稍大于底面，所述连接孔开设在所述凹窝底面上。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，所述上下叠套的两凹窝的底面形状为上下适配的圆盘形、十字形、方形、长方形或环形。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，所述轻钢龙骨包括互相连接的一主体轻钢龙骨以及至少一对接轻钢龙骨，所述主体轻钢龙骨以及所述对接轻钢龙骨均包括上下水平平行设置的一上翼板以及一下翼板，还包括垂直连接在所述上下翼板一侧之间的一腹板，所述凹窝设置在所述主体轻钢龙骨的上翼板与所述对接轻钢龙骨的上翼板相连接的位置以及所述主体轻钢龙骨的下翼板与所述对接轻钢龙骨的下翼板相连接的位置，且所述主体轻钢龙骨的上下翼板上的凹窝分别叠套在所述对接轻钢龙骨的上下翼板上的凹窝内。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，所述对接轻钢龙骨的数量为一根，所述主体轻钢龙骨的上下翼板上的对称位置分别设置有一个所述凹窝，所述对接轻钢龙骨的上下翼板上的对称位置也分别设置有一个所述凹窝。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，所述对接轻钢龙骨的数量为两根以上，所述主体轻钢龙骨的上下翼板上的对称位置分别并排设置有数量等于所述对接轻钢龙骨数量的凹窝，每一对接轻钢龙骨的上下翼板上的对称位置分别设置有一个所述凹窝。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，所述凹窝设置在所述主体轻钢龙骨的上下翼板的中部以及所述对接轻钢龙骨的上下翼板的一端，所述主体轻钢龙骨与所述对接轻钢龙骨的一端相连。所述的轻钢龙骨连接结构，其中，所述凹窝设置在所述主体轻钢龙骨的上下翼板的中部以及所述对接轻钢龙骨的上下翼板的中部，所述对接轻钢龙骨垂直贯穿所述主体轻钢龙骨的腹板，所述主体轻钢龙骨与所述对接轻钢龙骨的中部垂直贯穿连接。本发明具有以下有益效果，本发明的轻钢龙骨连接结构在连接处设置有凹窝结构，该凹窝结构非常容易实现机械化的大批量生产，由于上下连接面的凹窝结构互相叠套，故而装配时极易定位；再加上该凹窝结构内又可同时容纳两个以上的连接件，故而轻钢龙骨的连接强度以及刚性也得到了大大的提高，因为一个连接点采用两个以上的连接件连接，载荷将由各连接件分担，所以连接强度得到了提高，又因为该两个以上的连接件的约束，被连接的轻钢龙骨在连接点再也难以发生相对转动，所以大大提高了结构的刚性；并且，由于该轻钢龙骨连接结构可以达到很高的强度以及刚度要求，因而可以适当减小使用该连接结构的轻钢组合件上的轻钢龙骨的排布密度，故而减轻了材料的重量、降低了材料的成本；还有，由于凹窝结构具有一定的深度，故而连接件的顶端平面可完全没入所述凹窝内，因此不会对轻钢龙骨表面上的其他连接部件造成干涉。
图I是使用现有技术的轻钢龙骨连接结构的轻钢墙体受力变形示意图(图I中左侧的图形为正常未受力情况下的轻钢墙体结构，图I中右侧的图形为受力变形之后的轻钢墙体结构)。图2是本发明的轻钢龙骨连接结构的连接处的分解结构示意图。图2A是本发明的轻钢龙骨连接结构的连接处的结构示意图。 图3是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例一的分解结构示意图。图3A是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例一的连接结构示意图。图4是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例二的分解结构示意图。图4A是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例二的连接结构示意图。图5是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例三的分解结构示意图。图5A是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例三的连接结构示意图。图6是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例四的分解结构示意图。图6A是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例四的连接结构示意图。图7是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例五的分解结构示意图。图7A是本发明的轻钢龙骨连接结构的实施例五的连接结构示意图。
具体实施例方式为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。请参阅图2至图7A所示，本发明的轻钢龙骨连接结构包括至少两根轻钢龙骨I、至少两个凹窝2以及至少两连接件3。该轻钢龙骨I中的任意一根轻钢龙骨具有与其他轻钢龙骨相连的连接面11。该凹窝2分别设置在各连接面11上且向该轻钢龙骨I的内部凹陷形成一底面21，且上下相连的两连接面11上的凹窝2为叠套设置。该凹窝2的开口稍大于该底面21。该上下叠套的两凹窝2的底面形状可为上下适配的圆形、十字形、方形、长方形或环形，底面21为圆形时无需考虑设置方向问题，如若为其他形状时则需考虑上下叠套的方向，其他方面则与圆形相同，为了叙述的方便，以下仅以该底面21为圆形为例进行说明。该底面21上开设有连接孔211且每个凹窝2内的该连接孔211的数量为至少两个，该连接孔211设置在上下叠套的两凹窝2的相对应位置，以使得连接时上下两连接孔211相重合。该连接件3可为螺钉、螺栓或铆钉，该连接件3连接在上下重合的该连接孔211内，上述的连接孔211在开设时需注意保证如下的尺寸在将所述连接件3插入所述连接孔211内后，任意相邻的两连接件3之间的中心距不小于所述连接件3的直径的3倍，且任意一连接件3的中心至所述轻钢龙骨I的任意外边沿的距离不小于所述连接件3的直径的
I.5倍。并且对于该凹窝2的设置深度可以考虑，当该连接件3插入时，该连接件3位于所述凹窝2凹陷侧的一端(如螺钉头、螺栓头或铆钉头等)的端头不超出与所述连接件端头相同侧的凹窝2的开口外边沿。实施例一请参阅图3及图3A所示。在本实施例中，该轻钢龙骨I包括互相垂直连接的一主体轻钢龙骨IA以及一对接轻钢龙骨1H。该主体轻钢龙骨IA包括上下水平平行设置的一上翼板IlA以及一下翼板IlA ’，还包括垂直连接在该上翼板IlA以及一下翼板IlA ’ 一侧之间的一腹板12A。该上翼板IlA 以及该下翼板IlA'上的对称位置分别设置有一凹窝2，该凹窝2可位于该上翼板IlA以及 该下翼板IlA ^的中部。该对接轻钢龙骨IH包括上下水平平行设置的一上翼板IlH以及一下翼板IlH ’，还包括垂直连接在该上翼板IlH以及一下与该翼板IlH' —侧之间的一腹板12H。该上翼板IlH以及该下翼板IlH'的中部的对称位置分别设置有一凹窝2。该对接轻钢龙骨IH垂直穿过该主体轻钢龙骨IA的腹板12A，且该上翼板IIH连接在该上翼板IlA的内侧，该下翼板IlV连接在该下翼板IlA ^的内侧。该上翼板IlA上的凹窝2叠套在该上翼板IlH上的凹窝2内，该下翼板11 A ^上的该凹窝2叠套在该下翼板1ΠΓ上的凹窝2内。每个凹窝2的底面21上开设有两个连接孔211，上下叠套的两凸窝2上的连接孔211相重合故而在上下翼板上分别形成两固定孔位。该连接件3的数量为四个，该四个连接件3分别连接在所述固定孔位内，且该连接件3的顶端平面不超出该上翼板IlA以及该下翼板IlA'的外表面。实施例二 请参阅图4及图4A所示。在本实施例中，该轻钢龙骨I包括互相垂直连接的一主体轻钢龙骨IB以及两对接轻钢龙骨IJ和1K。该主体轻钢龙骨IB包括上下水平平行设置的一上翼板IlB以及一下翼板IlB '，还包括垂直连接在该上翼板IlB以及一下翼板IlB ’ 一侧之间的一腹板12B。该上翼板IlB以及该下翼板IlB丨上的对称位置分别并排设置有两凹窝2，该凹窝2可位于该上翼板IlB以及该下翼板IlB ^的中部。该对接轻钢龙骨IJ包括上下水平平行设置的一上翼板IlJ以及一下翼板IlJ丨，还包括垂直连接在该上翼板IlJ以及一下与该翼板Il1T 一侧之间的一腹板12J。该上翼板Ilj以及该下翼板Ilj丨的一端的对称位置分别设置有一凹窝2。该对接轻钢龙骨IK包括上下水平平行设置的一上翼板IlK以及一下翼板IlK ’，还包括垂直连接在该上翼板IlK以及一下与该翼板IlK' 一侧之间的一腹板12K。该上翼板IlK以及该下翼板IlK丨的一端的对称位置也分别设置有一凹窝2。该对接轻钢龙骨IJ以及该对接轻钢龙骨IK的一端垂直连接在该主体轻钢龙骨IB的内侧，且该上翼板IlJ以及该上翼板IIK连接在该上翼板IlB的内侧，该下翼板Il1T以及该翼板IlK丨连接在该下翼板IlB丨的内侧,该上翼板IlB上的两凹窝2分别叠套在该上翼板IlJ以及该上翼板IlK上的凹窝2内，该下翼板11 B ;上的两凹窝2分别叠套在该下翼板IlJ '以及该下翼板IlI^上的凹窝2内。在本实施例中，单个凹窝2的结构与实施例一中的相同，在此不再重复描述。该连接件3的数量为四对，每对连接件3分别连接在上下叠套的两凹窝2上的连接孔211重合形成的两固定孔位内，且该连接件3的顶端平面不超出该上翼板IlB以及该下翼板11 B丨的外表面。实施例三请参阅图5及图5A所示。本实施例中的该轻钢龙骨连接结构的其余部分的结构都与实施例一中相同，所不同的是该凹窝2的底面21上开设有三个连接孔211，上下叠套的两凸窝2上的连接孔211相重合分别在上下翼板上形成三个固定孔位。该连接件3的数量为六个，该六个连接件3分别连接在所述固定孔位内。实施例四请参阅图6及图6A所示。·本实施例中的该轻钢龙骨连接结构的其余部分的结构都与实施例一中相同，所不同的是该凹窝2的底面21上开设有四个连接孔211，上下叠套的两凸窝2上的连接孔211相重合分别在上下翼板上形成四个固定孔位。该连接件3的数量为八个，该八个连接件3分别连接在所述固定孔位内。实施例五请参阅图7及图7A所示。在本实施例中，该轻钢龙骨I包括互相垂直连接的一根主体轻钢龙骨IC以及三根对接轻钢龙骨，该三根对接轻钢龙骨分别为对接轻钢龙骨1H、对接轻钢龙骨IM和对接轻钢龙骨IN。该主体轻钢龙骨IC包括上下水平平行设置的一上翼板IlC以及一下翼板IlC丨，还包括垂直连接在该上翼板Iic以及一下翼板IlC ’ 一侧之间的一腹板12C。该上翼板IlC以及该下翼板IlC丨上的对称位置分别并排设置有三个凹窝2，该凹窝2可位于该上翼板IlC以及该下翼板IlC'的中部。该对接轻钢龙骨IH的结构与实施例一中的相同，在此不再重复描述。该对接轻钢龙骨IM包括上下水平平行设置的一上翼板IlM以及一下翼板IlM ’，还包括垂直连接在该上翼板IlM以及一下与该翼板IlM' —侧之间的一腹板12M。该上翼板IlM以及该下翼板IlM丨的中部的对称位置分别设置有一凹窝2。该对接轻钢龙骨IN包括上下水平平行设置的一上翼板IlN以及一下翼板IlN ’，还包括垂直连接在该上翼板IlN以及一下与该翼板IlN' —侧之间的一腹板12N。该上翼板IlN以及该下翼板IlN丨的中部的对称位置分别设置有一凹窝2。该对接轻钢龙骨1H、该对接轻钢龙骨IM以及该对接轻钢龙骨IN分别垂直穿过该主体轻钢龙骨IC的腹板12C，且该上翼板11H、该上翼板IlM以及该上翼板I IN分别连接在该上翼板IlC的内侧，该下翼板IlH'、该下翼板IlM'以及该下翼板IlN'分别连接在该下翼板IlC丨的内侧。该上翼板IlC上的三个凹窝2分别叠套在该上翼板11H、该上翼板IlM以及该上翼板IlN上的凹窝2内，该下翼板11 C'上的三个凹窝2分别叠套在该下翼板IlH'、该下翼板IlM'以及该下翼板IlN'上的凹窝2内。在本实施例中，单个凹窝2的结构与实施例一中的相同，在此不再重复描述。该连接件3的数量为六对，每对连接件3分别连接在上下叠套的两凹窝2上的连接孔211重合形成的两固定孔位内，且该连接件3的顶端平面不超出该上翼板IlC以及该下翼板11 C ’的外表面。在此，有一点需要说明的是，上述各实施中的每个凹窝2上的连接孔211的数量可以根据实际连接时所需要达到的强度和刚度以及连接件3的粗细情况相应进行调整，并不仅限于上述实施例中所列举的情形。本发明的轻钢龙骨连接结构在连接处设置有凹窝结构，该凹窝结构非常容易实现机械化的大批量生产；又由于上下连接面的凹窝结构互相叠套，故而装配时极易定位；再加上该凹窝结构内又可同时容纳两个以上的连接件，故而轻钢龙骨的连接强度以及刚性也得到了大大的提高，因为一个连接点采用两个以上的连接件连接，载荷将由各连接件分担，所以连接强度得到了提高，又因为该两个以上的连接件的约束，被连接的轻钢龙骨在连接点再也难以发生相对转动，所以大大提高了结构的刚性；并且，由于该轻钢龙骨连接结构可 以达到很高的强度以及刚度要求，因而可以适当减小使用该连接结构的轻钢组合件上的轻钢龙骨的排布密度，从已得到的设计实例分析数据来看，采用该种连接结构节省材料的使用量可达到15%以上，故而减轻了材料的重量、降低了材料的成本；还有，由于凹窝结构具有一定的深度，故而连接件的顶端平面可完全没入所述凹窝内，因此不会对轻钢龙骨表面上的其他连接部件造成干涉。然而，以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种轻钢龙骨连接结构，包括至少两根轻钢龙骨以及连接所述轻钢龙骨的连接件，任意一根轻钢龙骨具有与其他轻钢龙骨相连的连接面，其特征在于，所述各连接面上分别设置有向所述轻钢龙骨内部凹陷的凹窝，且上下相连的两连接面的凹窝为叠套设置，所述叠套的两凹窝中的每个凹窝的相对应位置分别开设有至少两个连接孔，所述连接件连接在所述连接孔内。
2.根据权利要求I所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，所述连接件位于所述凹窝凹陷侧的一端的端头不超出与所述连接件端头相同侧的凹窝的开口外边沿。
3.根据权利要求I所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，任意相邻的两连接件之间的中心距不小于所述连接件的直径的3倍，且任意一连接件的中心至所述轻钢龙骨的任意外边沿的距离不小于所述连接件的直径的I. 5倍。
4.根据权利要求I所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，所述凹窝的开口稍大于底面，所述连接孔开设在所述凹窝底面上。
5.根据权利要求I所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，所述上下叠套的两凹窝的底面形状为上下适配的圆形、十字形、方形、长方形或环形。
6.根据权利要求I所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，所述轻钢龙骨包括互相连接的一主体轻钢龙骨以及至少一对接轻钢龙骨，所述主体轻钢龙骨以及所述对接轻钢龙骨均包括上下水平平行设置的一上翼板以及一下翼板，还包括垂直连接在所述上下翼板一侧之间的一腹板，所述凹窝设置在所述主体轻钢龙骨的上翼板与所述对接轻钢龙骨的上翼板相连接的位置以及所述主体轻钢龙骨的下翼板与所述对接轻钢龙骨的下翼板相连接的位置，且所述主体轻钢龙骨的上下翼板上的凹窝分别叠套在所述对接轻钢龙骨的上下翼板上的凹窝内。
7.根据权利要求6所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，所述对接轻钢龙骨的数量为一根，所述主体轻钢龙骨的上下翼板上的对称位置分别设置有一个所述凹窝，所述对接轻钢龙骨的上下翼板上的对称位置也分别设置有一个所述凹窝。
8.根据权利要求6所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，所述对接轻钢龙骨的数量为两根以上，所述主体轻钢龙骨的上下翼板上的对称位置分别并排设置有数量等于所述对接轻钢龙骨数量的凹窝，每一对接轻钢龙骨的上下翼板上的对称位置分别设置有一个所述凹窝。
9.根据权利要求6所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，所述凹窝设置在所述主体轻钢龙骨的上下翼板的中部以及所述对接轻钢龙骨的上下翼板的一端，所述主体轻钢龙骨与所述对接轻钢龙骨的一端相连。
10.根据权利要求6所述的轻钢龙骨连接结构，其特征在于，所述凹窝设置在所述主体轻钢龙骨的上下翼板的中部以及所述对接轻钢龙骨的上下翼板的中部，所述对接轻钢龙骨垂直贯穿所述主体轻钢龙骨的腹板，所述主体轻钢龙骨与所述对接轻钢龙骨的中部垂直贯穿连接。
全文摘要
一种轻钢龙骨连接结构，包括至少两根轻钢龙骨以及连接所述轻钢龙骨的连接件，任意一根轻钢龙骨具有与其他轻钢龙骨相连的连接面，所述各连接面上分别设置有向所述轻钢龙骨内部凹陷的凹窝，且上下相连的两连接面的凹窝为叠套设置，所述上下叠套的两凹窝中的每个凹窝的相对应位置分别开设有至少两个连接孔，所述连接件连接在所述连接孔内且所述连接件的端头不超出所述凹窝的开口外边沿。该连接结构在连接处设置有非常容易实现机械化大批量生产且可容纳两个以上连接件的凹窝，故而装配时极易定位，连接强度以及刚性也得到了提高，并且连接件的顶端可完全没入所述凹窝内，因此不会对轻钢龙骨表面上的其他连接部件造成干涉。
文档编号E04B1/58GK102888898SQ20111020029
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者涂书栋 申请人:广东新会中集特种运输设备有限公司, 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司