一种用于装配连接的梭形榫卯连接节点及拱形支架的制作方法

1.本发明涉及建筑领域，更具体地，涉及一种用于装配连接的梭形榫卯连接节点及拱形支架。


背景技术：

2.目前，大跨度结构的现场连接以焊接和螺栓连接为主。焊接连接现场焊接量大，人工时花费多，不能无损拆卸，不便于重复利用。螺栓连接用于大跨度结构时，需要大量螺栓，需要设置连接板，增加用钢量，且加工精度要求高，增加工程造价，拆卸后螺栓报废，如重复利用会增加工程造价。
3.现有技术中，弓式支架结构及其安装方法，其中包括十字对插接头、丁字对插接头和直角对插接头，避免了大跨度结构现场焊接和螺栓连接，并且容易拆卸，便于重复安装和使用。但是上述专利提出的十字对插接头、丁字对插接头和直角对插接头均通过方管插接，安装精度要求高、安装不便。
4.现有技术的缺陷：
5.大跨度结构的焊接连接存在现场焊接量大、人工时花费多、不能无损拆卸和不便于重复利用的缺点。大跨度结构的螺栓连接存在用钢量大、螺栓需求多、加工精度要求高、工程造价高以及拆卸后螺栓报废、如重复利用会增加工程造价的缺点。十字对插接头、丁字对插接头和直角对插接头，容易拆卸，但是存在安装精度要求高、安装不便的缺点。


技术实现要素：

6.本发明的一个目的是提供一种用于装配连接的梭形榫卯连接节点及拱形支架。
7.根据本发明的第一方面，提供了一种用于装配连接的梭形榫卯连接节点，所述梭形榫卯连接节点包括连接件(300)，以及连接件所连接的构件；
8.所述构件包括：第一构件(100)和第二构件(200)；
9.所述连接件(300)包括：第一连接件(310)、第二连接件(320)和节点区构件(330)；
10.所述第一连接件(310)包括：第一左锥形套筒(311)、第一右锥形套筒(312)和第一梭形连接件(313)；
11.所述第二连接件(320)包括：第二左锥形套筒(321)、第二右锥形套筒(322)
12.和第二梭形连接件(323)；
13.所述连接件(300)设置在所述第一构件(100)和第二构件(200)之间，用于连接和固定所述第一构件(100)和第二构件(200)；
14.所述第一左锥形套筒(311)设置在所述第一构件(100)的一端内，所述第一左锥形套筒(311)与所述第一构件(100)通过焊接连接为一体；所述第一右锥形套筒(312)设置在所述节点区构件(330)的一端内，所述第一右锥形套筒(312)与所述节点区构件(330)通过焊接连接为一体；所述第一左锥形套筒(311)的端面与所述第一右锥形套筒(312)的端面贴合在一起；
15.所述第二左锥形套筒(321)设置在所述节点区构件(330)的另一端内，所述第二左锥形套筒(321)与所述节点区构件(330)通过焊接连接为一体；所述第二右锥形套筒(322)设置在第二构件(200)的一端内，所述第二右锥形套筒(322)与所述第二构件(200)通过焊接连接为一体；所述第二左锥形套筒(321)的端面与所述第二右锥形套筒的端面贴合在一起；
16.所述第一梭形连接件(313)设置在所述第一左锥形套筒(311)和第一右锥形套筒(312)形成的梭形腔体内，形成梭形榫卯连接；所述第二梭形连接件(323)设置在所述第二左锥形套筒(321)和第二右锥形套筒(322)形成的梭形腔体内，形成梭形榫卯连接；使连接件(300)将第一构件(100)和第二构件(200)连接在一起。
17.根据本发明第一方面所述的梭形榫卯连接节点，所述第一左锥形套筒(311)包括：锥形套筒本体(3111)和锥形套筒外缘(3112)；
18.所述锥形套筒本体(3111)为套筒结构，中间为中空的半个梭形腔体；
19.所述锥形套筒外缘(3112)设置在所述锥形套筒本体(3111)一端的耳状外缘。
20.根据本发明第一方面所述的梭形榫卯连接节点，第一左锥形套筒(311)还包括锥形套筒凸环(3113)；
21.所述锥形套筒凸环(3113)为设置在所述锥形套筒外缘(3112)端面上凸出的环形结构体。
22.根据本发明第一方面所述的梭形榫卯连接节点，所述锥形套筒本体(3111)的半个梭形腔体的直径从锥形套筒本体(3111)一个端面即所述锥形套筒凸环(3113)的端面向所述锥形套筒本体(3111)另一个端面逐渐变小。
23.根据本发明第一方面所述的梭形榫卯连接节点，所述第一右锥形套筒(312)、第二左锥形套筒(321)和第二右锥形套筒(322)与第一左锥形套筒(311)结构相同。
24.根据本发明第一方面所述的梭形榫卯连接节点，所述第一梭形连接件(313)的外部形状为中间大两端小的梭形结构体；所述第二梭形连接件(323)与所述第一梭形连接件313结构相同。
25.根据本发明第一方面所述的梭形榫卯连接节点，所述第一右锥形套筒(312)与所述第二左锥形套筒(321)之间具有10mm～200mm的间隙。
26.根据本发明第一方面所述的梭形榫卯连接节点，所述构件和节点区构件为方形管或矩形管或圆形管中的一种；所述构件和节点区构件的材料为钢或铝合金或碳钎维中的一种。
27.根据本发明第一方面所述的梭形榫卯连接节点，所述第一梭形连接件(313)的内部为实心或者中空的梭形结构体，所述第一梭形连接件(313)的材料为钢或铝合金或碳钎维中的一种；所述第二梭形连接件(323)的内部为实心或者中空的梭形结构体，所述第二梭形连接件(323)的材料为钢或铝合金或碳钎维中的一种。
28.根据本发明的第二方面，提供一种拱形支架，包括本发明第一方面所述的用于装配连接的梭形榫卯连接节点。
29.根据本发明公开的实施例，具有如下有益效果：
30.本发明为梭形连接件与锥形套筒形成梭形榫卯连接节点，梭形连接件与锥形筒体接触面为圆锥状面，这种接触方式更便于现场连接和拆卸，拼装简单；梭形连接件与锥形筒
体为面接触，承压能力高，适用于构件以受压为主的拱形结构，当拱形结构的构件出现拉力时，可以增设预应力钢索对梭形榫卯连接节点施加预压力，以提高结构的可靠性；本专利提出的梭形榫卯连接节点也可以应用于弓式支架结构，代替弓式支架结构的插接节点。
31.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
32.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
33.图1为根据实施例提供的拱形支架结构示意图；
34.图2为根据实施例提供的梭形榫卯连接节点和所连接构件组装示意图图；
35.图3为根据实施例提供的梭形榫卯连接节点和所连接构件的拆解图；
36.图4为根据实施例提供的梭形榫卯连接节点和所连接构件的剖面图；
37.图5为根据实施例提供的锥形套筒剖面图；
38.图6为根据实施例提供的锥形套筒三维透视图(一)；
39.图7为根据实施例提供的锥形套筒三维透视图(二)；
40.图8为根据实施例提供的第一构件和连接件之间的部件拆解图；
41.图9为根据实施例提供的第一构件和第一左锥形套筒的拆解和装配图；
42.图10为根据实施例提供的连接件的拆解和装配图；
43.图11为根据实施例提供的构件、连接件和梭形连接件拆解和装配图。
44.图中标示如下：
45.第一构件100
46.第二构件200
47.连接件300
48.第一连接件310
49.第一左锥形套筒311
50.锥形套筒本体3111
51.锥形套筒外缘3112
52.锥形套筒凸环3113
53.第一右锥形套筒312
54.第一梭形连接件313
55.第二连接件320
56.第二左锥形套筒321
57.第二右锥形套筒322
58.第二梭形连接件323
59.节点区构件330。
具体实施方式
60.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具
体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
61.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
62.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
63.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
64.实施例1：
65.本实施例第一方面提供一种用于装配连接的梭形榫卯连接节点，尤其是应用于拱形支架上，如图1所示，所述梭形榫卯连接节点包括连接件，以及连接件所连接的构件；
66.如图2所示，所述构件包括：第一构件100和第二构件200；
67.如图3和图4所示，所述连接件300包括：第一连接件310、第二连接件320和节点区构件330；所述第一连接件310包括：第一左锥形套筒311、第一右锥形套筒312和第一梭形连接件313；所述第二连接件320包括：第二左锥形套筒321、第二右锥形套筒322和第二梭形连接件323；所述连接件300设置在所述第一构件100和第二构件200之间，用于连接和固定所述第一构件100和第二构件200；所述第一左锥形套筒311设置在所述第一构件100的一端内，所述第一左锥形套筒311与所述第一构件100通过焊接连接为一体；所述第一右锥形套筒312设置在所述节点区构件330的一端内，所述第一右锥形套筒312与所述节点区构件330通过焊接连接为一体；所述第一左锥形套筒311的端面与所述第一右锥形套筒312的端面贴合在一起；所述第二左锥形套筒321设置在所述节点区构件330的另一端内，所述第二左锥形套筒321与所述节点区构件330通过焊接连接为一体；所述第二右锥形套筒322设置在第二构件200的一端内，所述第二右锥形套筒322与所述第二构件200通过焊接连接为一体；所述第二左锥形套筒321的端面与所述第二右锥形套筒的端面贴合在一起；所述第一梭形连接件313设置在所述第一左锥形套筒311和第一右锥形套筒312形成的梭形腔体内，形成梭形榫卯连接，其中梭形腔体大小正好与第一梭形连接件313的大小配合；所述第二梭形连接件323设置在所述第二左锥形套筒321和第二右锥形套筒322形成的梭形腔体内，形成梭形榫卯连接；使连接件300将第一构件100和第二构件200紧固的连接在一起。
68.在一些实施例中，所述构件和节点区构件为方形管或矩形管或圆形管中的一种，材料为钢或铝合金或碳钎维中的一种。如图3所示，所述第一构件100和第二构件200为方形管，当然也可以是圆形管，甚至是矩形管，同时，第一左锥形套筒311的外部形状也对应是方形、圆形、矩形，以方便所述第一左锥形套筒311与所述第一构件100进行连接；节点区构件330的形状同第一构件100和第二构件200的形状相同；；所述第一右锥形套筒312、第二左锥形套筒321和第二右锥形套筒322与第一左锥形套筒311结构相同。
69.如图5所示，所述第一左锥形套筒311包括：锥形套筒本体3111和锥形套筒外缘3112；所述锥形套筒本体3111为套筒结构，中间为中空的半个梭形腔体；所述锥形套筒外缘3112设置在所述锥形套筒本体3111一端的耳状外缘。所述锥形套筒本体3111的半个梭形腔体的直径从锥形套筒本体3111一个端面即所述锥形套筒凸环3113的端面向所述锥形套筒本体3111另一个端面逐渐变小。
70.如图6所示，第一左锥形套筒311还包括锥形套筒凸环3113；所述锥形套筒凸环3113为设置在所述锥形套筒外缘3112端面上凸出的环形结构体，锥形套筒凸环3113的设置，是为了防止第一左锥形套筒311和第一右锥形套筒312之间发生干涉，同时起到定位的作用。
71.在一些具体的实施例中，如图7所示，所述第一左锥形套筒311的外部为方形内部为中空的钢管；所述锥形套筒外缘3112是一个外部方形内部与锥形套筒本体3111同心的圆形的中空环状结构，所述锥形套筒外缘3112与锥形套筒本体3111可以是一体成型的，也可以是通过焊接成为一体。
72.其中，所述第一右锥形套筒312、第二左锥形套筒321和第二右锥形套筒322与第一左锥形套筒311结构相同。
73.根据上述方案，进一步，如图8所所示，所述第一梭形连接件313的外部形状为中间大两端小的梭形结构体，所述第一梭形连接件313的材料为钢或铝合金或碳钎维中的一种；所述第二梭形连接件323与所述第一梭形连接件313结构相同。所述第一梭形连接件313为内部为实心或者中空的梭形结构体；所述第一梭形连接件313为优选为中空的梭形结构体，减重，经济效果好，从而能够降低整体结构自重，减小结构构件截面尺寸，取得更好的经济效果。
74.在一些具体的实施例中，所述第一左锥形套筒311、第一右锥形套筒312、第二左锥形套筒321和第二右锥形套筒322的尺寸相同，长度为40-200mm，具体尺寸按照受力要求确定；所述第一梭形连接件313和第二梭形连接件323为中心对称结构，且尺寸相同，长度均为80-400；所述第一左锥形套筒311、第一右锥形套筒312的长度和与所述第一梭形连接件313相同，所述第二左锥形套筒321、第二右锥形套筒322的长度和与所述第二梭形连接件323的长度相同；所述节点区构件330的长度大于第一右锥形套筒312与第二左锥形套筒321长度和；所述第一右锥形套筒312与所述第二左锥形套筒321之间具有10mm～200mm的间隙，间隙尺寸在满足节点各个连接部件不干涉的情况下，减小间隙尺寸，节点区构件330的尺寸会相应减小，节点重量和节点造价相应降低，节点设计会更合理。
75.综上，第一梭形连接件、第二梭形连接件设置在两个锥形套筒形成的梭形腔体内并形成梭形榫卯连接，可应用于大跨度拱形结构的连接上，结构简单且巧妙、安装方便、精度高。
76.实施例2：
77.本实施例提供一种拱形支架，包括如实施例1所述的用于装配连接的梭形榫卯连接节点，尤其是应用于大跨度的拱形支架上，如图1所示，所述梭形榫卯连接节点包括多个连接件300，以及多个连接件之间所连接的多个构件，多个构件具体结构如第一构件100和第二构件200所示的结构。虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。