一种腹板可动的金属屋面系统抗风连接件技术方案

一种腹板可动的金属屋面系统抗风连接件，包括底部滑座（1）、可动腹板（2）、和螺栓杆（3），底部滑座（1）包含螺栓孔（4）和滑槽（5）；滑槽（5）内开限制槽（6）；可动腹板（2）包括耳边（7）和顶部沟槽（9），所述的底部滑座（1）为固定底座，由螺栓通过螺栓孔（4）将底部滑座固定在屋面结构檩条上，滑动底座可设有4或6个螺栓孔（4）；底部滑座（1）整体呈倒T型，并在中间预留圆柱形的滑槽（5），滑槽（5）内开设限制槽（6），限制槽（6）的形状是上下底为弧的梯形。

A wind resistant connector of metal roof system with movable web

【技术实现步骤摘要】
一种腹板可动的金属屋面系统抗风连接件
本专利技术属于金属建筑工程
，涉及金属屋面立边咬合系统屋面板、衬檩、结构檩条的抗风连接件。
技术介绍
随着近年来钢结构的发展，金属屋面已经被广泛运用于空间结构建筑中，尤其在高铁站、体育场、机场这种人口密集的建筑更为常见。金属制成的屋面板受力面积大、自重轻，因此对风荷载效应非常敏感。在台风、大风暴等恶劣的天气条件影响下，采用金属板的屋面被大风破坏甚至揭起的事故时有发生，而一旦金属屋面板发生被风揭破坏，将会造成极大的损失甚至对周边建筑以及行人的安全产生威胁。针对数起金属屋面被风揭破坏的案例进行研究分析后发现，金属屋面的破坏首先是从薄弱环节开始，金属屋面系统的连接部位都存在薄弱环节，这些薄弱环节的存在是金属屋面抗风揭能力不足的重要原因。其中连接支座作为固定屋面系统各部分的构件，是屋面板连接成败的关键。如图1、图2所示，是现有的两种T型连接件，图1该连接件由于是一体化构件，在风荷载由屋面板传递到连接件时会产生很大的应力以及热胀冷缩产生的温度应力，这些应力无法得到有效释放，便会从连接件开始破坏，以至于整个屋面被揭起破坏。图2该连接件虽然底部留槽，但由于滑座封闭不能左右摇摆而只能沿槽方向移动，对于热胀冷缩产生的温度应力依然无法有效释放，再加上连接件顶端对于屋面板扣合之后放拉脱能力没有提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种腹板可动的金属屋面系统抗风连接件。本专利技术是一种腹板可动的金属屋面系统抗风连接件，包括底部滑座1、可动腹板2、和螺栓杆3，底部滑座1包含螺栓孔4和滑槽5；滑槽5内开限制槽6；可动腹板2包括耳边7和顶部沟槽9，所述的底部滑座1为固定底座，由螺栓通过螺栓孔4将底部滑座固定在屋面结构檩条上，滑动底座可设有4或6个螺栓孔4；底部滑座1整体呈倒T型，并在中间预留圆柱形的滑槽5，滑槽5内开设限制槽6，限制槽6的形状是上下底为弧的梯形。本专利技术具有如下优点：连接件由三个零件共同组成，各零件功能各异、相互协调，共同抵抗由风荷载引起的拉力、压力、剪力以及弯矩作用，整体更加协调稳定；连接件顶端两侧边改造为弯钩形，使连接件与屋面板的咬合更加稳定，提升咬合力，使屋面板的抗风揭能力更好；连接件顶端中间开槽，将已经咬合的屋面板固定在连接件上，使屋面板与连接件形成一个稳定的整体，增加整体刚度；底部设有滑槽，在风荷载作用在屋面板上传递给连接件时，底部连接部分可以发生平移和转动来抵消由力作用产生的应力和位移；连接件底部连接部分也可以通过变形来缓解因热胀冷缩引起的温度应力，使整个屋面系统更加灵活。附图说明图1是现有的传统T型连接件示意图，图2是现有的改进式T型连接件示意图，图3是腹板可动的金属屋面系统抗风连接件三维示意图，图4是图3的底部滑座三维示意图，图5是图3的可动腹板顶部沟槽示意图，图6是图3的可动腹板三维示意图，图7是图3的螺栓杆三维示意图，图8是以实际作用为例，为抗风连接件扣合屋面板三维示意图，图9是图8缓解温度应力变形后的结构示意图，图10是两块金属屋面板搭接示意图。附图标记及对应名称：1─底部滑座；2─可动腹板；3─螺栓杆；4─螺栓孔；5─滑槽；6─限制槽；7─耳边；8─金属屋面板；9─顶部沟槽，图中，d1─顶部沟槽圆截面直径；d2─螺栓杆圆截面直径；L1─限制槽长度；L2─耳边长度；a─金属屋面板搭接长度；W─金属屋面板8的厚度。具体实施方式如图1~图9所示，本专利技术是一种腹板可动的金属屋面系统抗风连接件，包括底部滑座1、可动腹板2、和螺栓杆3，底部滑座1包含螺栓孔4和滑槽5；滑槽5内开限制槽6；可动腹板2包括耳边7和顶部沟槽9，所述的底部滑座1为固定底座，由螺栓通过螺栓孔4将底部滑座固定在屋面结构檩条上，滑动底座可设有4或6个螺栓孔4；底部滑座1整体呈倒T型，并在中间预留圆柱形的滑槽5，滑槽5内开设限制槽6，限制槽6的形状是上下底为弧的梯形。如图3、图4、图6所示，所述的可动腹板2与底部滑座（1）连接部分为圆柱形，并在可动腹板2底部设有耳边7，耳边7形状与限制槽6保持一致。如图3、图4、图6所示，所述耳边7的厚度与限制槽6的深度相同；耳边7宽度小于限制槽6，差值为可动腹板2能够左右摇摆幅度的二倍；耳边7长度小于限制槽6，差值小于金属屋面板的搭接长度；连接后的构件，耳边7完全位于限制槽6内。如图3、图5、图6所示，所述的可动腹板2顶部两端为弯钩形状，并在顶部中间开顶部沟槽9。如图3、图5、图6、图8、图9所示，所述的可动腹板2的顶部沟槽9截面为圆形，直径d1；所述的螺栓杆3直径为d2，d2与d1具有以下关系：d1-d2≥4W，W为金属屋面板8的厚度。如图3、图5、图6、图7、图8、图9所示，两块金属屋面板8由可动腹板2顶部两端弯钩咬合，并经过顶部沟槽9，利用螺栓杆3将金属屋面板8固定在顶部沟槽9上。如图3所示为本专利技术的腹板可动的金属屋面系统抗风连接件，由图4～图6可见，所述连接件包括底部滑座、可动腹板和螺栓杆，图3抗风连接件呈倒T型，可动腹板2上部蘑菇头形状结构与金属屋面板8扣合，再由螺栓杆3将金属屋面板8固定在顶部沟槽9内，使金属屋面板8与图3连接件形成一个整体。所述螺栓杆3截面为圆形，两端截面面积大于中间，一端固定，另一端有螺纹，在锁扣金属屋面板后由螺帽滑进固定，防止在反复风荷载作用下螺栓杆3滑出顶部沟槽9。所述连接件顶部沟槽9横断面为圆截面，直径为d1；螺栓杆3圆截面直径为d2；螺栓杆3圆截面直径d2大于顶部沟槽9圆截面直径d1，差值略大于金属屋面版厚度的4倍。可动腹板2底端设有耳边7，耳边7的厚度与限制槽6的深度相同。耳边7在限制槽6中可移动，设定限制槽长度为L1，耳边长度为L2，则可动腹板2的可移动距离为（L1-L2）/2，如图10所示，金属屋面版搭接长度为a，设定（L1-L2）/2＜a，防止在反复滑动过程中金属屋面板间错动较大而产生密封性问题。可动腹板2可在底部滑座1中的滑槽5内转动，由滑槽5的周边以及限制槽6进行限制转动角度，用以缓解由于金属屋面板热胀冷缩产生的温度应力，以及缓解屋面板在风荷载作用下的微小变形。以连接件与屋面板的实际连接为例，由图8屋面板与连接件扣合为一个整体的示意图可见，螺栓杆以及可动腹板两边咬合固定后金属屋面板已经和连接件形成一个整体。由传统T型连接件固定的金属屋面板在大风作用下脱离连接件然后掀起破坏这种情况基本不会出现，提高了整体的抗风揭能力。由图9可见，当金属屋面板由于热胀冷缩产生应力或变形时，可通过连接件微小转动来缓解这部分温度应力，对金属屋面板的强度及使用寿命都有很好地提升，整个屋面系统更加灵活、稳定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腹板可动的金属屋面系统抗风连接件，包括底部滑座（1）、可动腹板（2）、和螺栓杆（3），其特征在于底部滑座（1）包含螺栓孔（4）和滑槽（5）；滑槽（5）内开限制槽（6）；可动腹板（2）包括耳边（7）和顶部沟槽（9），所述的底部滑座（1）为固定底座，由螺栓通过螺栓孔（4）将底部滑座固定在屋面结构檩条上，滑动底座可设有4或6个螺栓孔（4）；底部滑座（1）整体呈倒T型，并在中间预留圆柱形的滑槽（5），滑槽（5）内开设限制槽（6），限制槽（6）的形状是上下底为弧的梯形。/n

【技术特征摘要】
1.一种腹板可动的金属屋面系统抗风连接件，包括底部滑座（1）、可动腹板（2）、和螺栓杆（3），其特征在于底部滑座（1）包含螺栓孔（4）和滑槽（5）；滑槽（5）内开限制槽（6）；可动腹板（2）包括耳边（7）和顶部沟槽（9），所述的底部滑座（1）为固定底座，由螺栓通过螺栓孔（4）将底部滑座固定在屋面结构檩条上，滑动底座可设有4或6个螺栓孔（4）；底部滑座（1）整体呈倒T型，并在中间预留圆柱形的滑槽（5），滑槽（5）内开设限制槽（6），限制槽（6）的形状是上下底为弧的梯形。


2.根据权利要求1所述的腹板可动的金属屋面系统抗风连接件，其特征在于：所述的可动腹板（2）与底部滑座（1）连接部分为圆柱形，并在可动腹板（2）底部设有耳边（7），耳边（7）形状与限制槽（6）保持一致。


3.根据权利要求1所述的腹板可动的金属屋面系统抗风连接件，其特征在于：所述耳边（7）的厚度与限制槽（6）的深度相同；耳边（7）宽度小于限制槽（6），差值为可动腹板（2）能够左右摇摆幅度...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锟，南宁，葛文星，郑世巨，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62