一种抗拔的盆式柱连接装置及其施工方法制造方法及图纸

一种抗拔的盆式柱连接装置及其施工方法，包括上层钢柱和下层钢柱；上层钢柱的底部设置有榫头，榫头的底面为向下凸起的凸曲面；榫头的竖向侧壁上、沿环向间隔开设有一组穿孔，在穿孔中对应设置有弹块；榫头内设置有用以将弹块弹出的弹性构件，弹性构件与弹块的内侧面固定连接；下层钢柱的顶部设置有与榫头相适应的榫槽；榫槽底面为与榫头底面相适应的凹曲面；榫头插接在榫槽中，且榫头的顶部超出榫槽的顶部，榫头上的弹块位于榫槽中；榫槽的顶部内侧、位于弹块上方的位置处沿环向通长设置有水平的卡边，并且卡边与榫头之间留有间距。本发明专利技术解决了传统的连接装置施工过程复杂、施工效率低和抗震性能无法得到保证的技术问题。

A kind of basin type column connection device with pull-out resistance and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种抗拔的盆式柱连接装置及其施工方法
本专利技术属于结构工程
，特别是一种抗拔的盆式柱连接装置及其施工方法。
技术介绍
装配式钢结构建筑是具备施工效率高、环境污染小，可拆卸、可回收循环使用且易维护等诸多优势，成为未来建筑发展的一种主旋律。然而，目前的装配钢结构建筑大部分采用螺栓连接或焊缝连接，一定程度上降低了施工效率；另外，传统的螺栓连接或焊缝连接无法散地震能量，连接处节点的抗震性能无法的到保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗拔的盆式柱连接装置及其施工方法，要解决传统的连接装置施工过程复杂、施工效率低和抗震性能无法得到保证的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种抗拔的盆式柱连接装置，包括有上层钢柱和下层钢柱；所述上层钢柱的底部设置有榫头；所述榫头呈筒状，竖向连接在上层钢柱的底面；其中，榫头的底面为向下凸起的凸曲面；所述榫头的竖向侧壁上、沿环向间隔开设有一组穿孔，且在穿孔中对应设置有弹块；所述弹块的外端超出榫头的外侧壁，且弹块的外侧面为由下而上逐渐向外倾斜的斜面；所述榫头内设置有用以将弹块弹出的弹性构件，且弹性构件与弹块的内侧面固定连接；所述下层钢柱的顶部设置有与榫头相适应的榫槽；所述榫槽底面为与榫头底面相适应的凹曲面；所述榫头插接在榫槽中，且榫头的顶部超出榫槽的顶部，榫头上的弹块位于榫槽中；所述榫槽的顶部内侧、位于弹块上方的位置处沿环向通长设置有水平的卡边，并且卡边的底面与弹块顶部之间留有间距，卡边的端部与榫头之间留有间距。优选的，所述上层钢柱的水平切面呈矩形或者呈圆形；所述下层钢柱的水平切面呈矩形或者呈圆形。优选的，所述榫头的水平切面形状与上层钢柱的水平切面形状相适应，并且榫头的水平切面尺寸小于上层钢柱的水平切面尺寸和下层钢柱的水平切面尺寸。优选的，所述榫头的顶部超出榫槽顶部部位的高度为5mm~60mm；所述卡边底面与弹块顶部之间的间距为5mm~30mm。优选的，所述下层钢柱的内部、靠近顶面位置处设置有向下凹陷的曲面板；所述榫槽为曲面板与位于曲面板以上的下层钢柱的侧壁围合而成。优选的，所述弹性构件为弹片；所述弹片有一组，对应设置在一组弹块的内侧；其中，弹片的上端与上层钢柱的底面连接，弹片的下部与弹块的内侧面连接。优选的，所述弹性构件包括有弹簧和支柱；所述支柱支撑在榫头底面与上层钢柱的底部之间；所述弹簧有一组，水平设置在支柱与一组弹块之间；其中，弹簧的外端与弹块连接，弹簧的里端与支柱连接。优选的，所述弹块的外端与榫槽的侧壁之间紧密贴合；卡边与榫头之间的间距为5~15mm。一种抗拔的盆式柱连接装置的施工方法，包括步骤如下。步骤一，制作榫头：榫头由短钢管和曲面钢板连接而成，在短钢管的侧壁上沿环向间隔开设穿孔。步骤二，制作弹块和弹性构件，并且将弹块和弹性构件对应连接。步骤三，将连接有弹性构件的弹块对应安装在榫头上的穿孔中，使弹性构件与榫头内侧面的连接，使弹块的外端超出榫头的外侧壁。步骤四，将步骤三中的榫头连接在上层钢柱的底部。步骤五，制作榫槽：在下层钢柱的内部、靠近顶面位置处连接向下凹陷的曲面板，使曲面板与位于曲面板以上的下层钢柱的侧壁围合成榫槽；同时在榫槽的顶部内侧、沿环向通长设置水平的卡边。步骤六，进行上层钢柱和下层钢柱的拼装：将上层钢柱底部的榫头插入下层钢柱顶部的榫槽内，弹块先受到卡边的挤压缩进榫头的穿孔内，进入榫槽后弹性构件将弹块弹出，直至榫头底部的凸曲面支撑在榫槽底部的凹曲面上，完成自锁，至此完成上层钢柱和下层钢柱的连接，施工完毕。优选的，当步骤二中的弹性构件为弹片时，将弹片的下部对应连接在弹块的内侧面上；当步骤二中的弹性构件包括有弹簧和支柱时，将支柱竖向连接在榫头底部的凹曲面中部，使支柱的顶部与榫头顶部平齐，将弹簧水平连接在弹块与立柱之间。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果。1、本专利技术的抗拔的盆式柱连接装置实现了上层钢柱与下层钢柱之间的无焊接和螺栓连接，保证了上层钢柱与下层钢柱之间的高效装配，减少了环境污染。2、本专利技术的抗拔的盆式柱连接装置采用榫头与榫槽插接连接，利用榫头与榫槽之间的摩擦，实现了柱连接节点处的摩擦耗能，减少了节点的损伤，提高了结构的抗震性能。3、本专利技术的抗拔的盆式柱连接装置在榫头的竖向侧壁上设置弹块；在弹块内侧设有用以将弹块弹出的弹性构件；同时在榫槽的顶部内侧、位于弹块的上方设置有水平的卡边；利用卡边与弹块将上层钢柱与下层钢柱之间用自锁式柱杵进行连接，完成了上下层之间的拼接，实现了施工现场无螺栓和焊缝连接，同时上层钢柱与下层钢柱连接处的榫头与榫槽能够相互摩擦耗散地震能量，既保证了上层钢柱与下层钢柱之间的高效装配，减少了环境污染，又能够提高连接处节点的抗震性能。4、本专利技术的榫头的顶部超出榫槽的顶部，且卡边与榫头之间留有间距，保证了榫头与榫槽在地震作用下能够滑动产生摩擦耗能，这种结构减少了节点损伤，提高结构抗震性能。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。图1是当弹性构件为弹簧和支柱时本专利技术的结构示意图。图2是当弹性构件为弹片时本专利技术的结构示意图。图3是当弹性构件为弹片时榫头的平面结构示意图。图4是当弹性构件为弹簧和支柱时榫头的平面结构示意图。图5是当弹性构件为弹片时榫头与上层钢柱底部之间设置竖向支撑的结构示意图。图6是当弹性构件为弹簧和支柱时榫头与上层钢柱底部之间设置竖向支撑的结构示意图。图7是本专利技术的榫头中开设穿孔的结构示意图。图8是本专利技术的曲面板底部设置托架的结构示意图。附图标记：1－上层钢柱、2－下层钢柱、3－榫头、4－穿孔、5－弹块、6－榫槽、7－卡边、8－曲面板、9－弹片、10－弹簧、11－支柱、12－托架、12.1－横向曲杆、12.2－纵向曲杆、13－竖向支撑。具体实施方式如图1-8所示，这种抗拔的盆式柱连接装置，包括有上层钢柱1和下层钢柱2；其特征在于：所述上层钢柱1的底部设置有榫头3；所述榫头3呈筒状，竖向连接在上层钢柱1的底面；其中，榫头3的底面为向下凸起的凸曲面；所述榫头3的竖向侧壁上、沿环向间隔开设有一组穿孔4，且在穿孔4中对应设置有弹块5；所述弹块5的外端超出榫头3的外侧壁，且弹块5的外侧面为由下而上逐渐向外倾斜的斜面；所述榫头3内设置有用以将弹块5弹出的弹性构件，且弹性构件与弹块5的内侧面固定连接；所述下层钢柱2的顶部设置有与榫头3相适应的榫槽6；所述榫槽6底面为与榫头3底面相适应的凹曲面；所述榫头3插接在榫槽6中，且榫头3的顶部超出榫槽6的顶部，榫头3上的弹块5位于榫槽6中，上层钢柱1在地震作用下发生侧向位移时，上层钢柱1的榫头3与下层钢柱2的榫槽6底面之间相互摩擦，产生滑动消耗地震能量减少节点损伤，提高结构抗震性能；所述榫槽6的顶部内侧、位于弹块5上方的位置处沿环向通长设置有水平的卡边7，并且卡边7的底面与弹块5顶部之间留有间距，卡边7的端部与榫头3之间留有间距。本实施例中，所述上层钢柱1的水平切面呈矩形；下层钢柱2的水平切面呈矩形，并且下层钢柱2的水平切面尺寸与上层钢柱1的水平切面尺寸相适应。当然在其他实施例中，所述上层钢柱1的水平切面还可以为圆形或者五边形或者六边形等多边形，下层钢柱2的水平切面还可以为圆形或者五边形或者六边形等多边形。本实施例中，榫槽6底面涂有相应的摩擦材料，该摩擦材料为高性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗拔的盆式柱连接装置，包括有上层钢柱（1）和下层钢柱（2）；其特征在于：所述上层钢柱（1）的底部设置有榫头（3）；所述榫头（3）呈筒状，竖向连接在上层钢柱（1）的底面；其中，榫头（3）的底面为向下凸起的凸曲面；所述榫头（3）的竖向侧壁上、沿环向间隔开设有一组穿孔（4），且在穿孔（4）中对应设置有弹块（5）；所述弹块（5）的外端超出榫头（3）的外侧壁，且弹块（5）的外侧面为由下而上逐渐向外倾斜的斜面；所述榫头（3）内设置有用以将弹块（5）弹出的弹性构件，且弹性构件与弹块（5）的内侧面固定连接；所述下层钢柱（2）的顶部设置有与榫头（3）相适应的榫槽（6）；所述榫槽（6）底面为与榫头（3）底面相适应的凹曲面；所述榫头（3）插接在榫槽（6）中，且榫头（3）的顶部超出榫槽（6）的顶部；其中，榫头（3）上的弹块（5）位于榫槽（6）中；所述榫槽（6）的顶部内侧、位于弹块（5）上方的位置处沿环向通长设置有水平的卡边（7），并且卡边（7）的底面与弹块（5）顶部之间留有间距，卡边（7）的端部与榫头（3）之间留有间距。

【技术特征摘要】
1.一种抗拔的盆式柱连接装置，包括有上层钢柱（1）和下层钢柱（2）；其特征在于：所述上层钢柱（1）的底部设置有榫头（3）；所述榫头（3）呈筒状，竖向连接在上层钢柱（1）的底面；其中，榫头（3）的底面为向下凸起的凸曲面；所述榫头（3）的竖向侧壁上、沿环向间隔开设有一组穿孔（4），且在穿孔（4）中对应设置有弹块（5）；所述弹块（5）的外端超出榫头（3）的外侧壁，且弹块（5）的外侧面为由下而上逐渐向外倾斜的斜面；所述榫头（3）内设置有用以将弹块（5）弹出的弹性构件，且弹性构件与弹块（5）的内侧面固定连接；所述下层钢柱（2）的顶部设置有与榫头（3）相适应的榫槽（6）；所述榫槽（6）底面为与榫头（3）底面相适应的凹曲面；所述榫头（3）插接在榫槽（6）中，且榫头（3）的顶部超出榫槽（6）的顶部；其中，榫头（3）上的弹块（5）位于榫槽（6）中；所述榫槽（6）的顶部内侧、位于弹块（5）上方的位置处沿环向通长设置有水平的卡边（7），并且卡边（7）的底面与弹块（5）顶部之间留有间距，卡边（7）的端部与榫头（3）之间留有间距。2.根据权利要求1所述的抗拔的盆式柱连接装置，其特征在于：所述上层钢柱（1）的水平切面呈矩形或者呈圆形；所述下层钢柱（2）的水平切面呈矩形或者呈圆形。3.根据权利要求2所述的抗拔的盆式柱连接装置，其特征在于：所述榫头（3）的水平切面形状与上层钢柱（1）的水平切面形状相适应，榫头（3）的水平切面尺寸小于上层钢柱（1）的水平切面尺寸与下层钢柱（2）的水平切面尺寸。4.根据权利要求1所述的抗拔的盆式柱连接装置，其特征在于：所述榫头（3）的顶部超出榫槽（6）顶部部位的高度为5mm~60mm；所述卡边（7）底面与弹块（5）顶部之间的间距为5~30mm。5.根据权利要求1所述的抗拔的盆式柱连接装置，其特征在于：所述下层钢柱（2）的内部、靠近顶面位置处设置有向下凹陷的曲面板（8）；所述榫槽（6）为曲面板（8）与位于曲面板（8）以上的下层钢柱（2）的侧壁围合而成。6.根据权利要求1所述的抗拔的盆式柱连接装置，其特征在于：所述弹性构件为弹片（9）；所述弹片（9）有一组，对应设置在一组弹块（5）的内侧；其中，弹片（9）的上端与榫头（3）内侧壁连接，弹片（9）的下部与弹块（5）的内侧面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国军，葛家琪，刘鑫刚，黄威振，刘金泰，朱鸿钧，
申请(专利权)人：中国航空规划设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11