叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的制造方法
叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的制造方法
【专利摘要】本发明提出一种有效减少长边梁的截面高度，减少长边梁的耗钢量，由此能够减少建筑模块总体的耗钢量，减少建筑总成本且能够提高室内使用高度的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其在叠梁的第一梁和第二梁之间设置有多个，具有：固定导轨，在固定导轨的一端形成有第一连接部；滑动件，其能够外套在固定导轨上相对于固定导轨滑动，在滑动件上形成有与第一连接部相向的第二连接部，在固定导轨的延伸方向上形成第一倾斜卡合面；固定卡合块，在固定卡合块的一侧形成有与第一倾斜卡合面配合的第二倾斜卡合面；弹性连接件，其在被拉伸的状态下连接在固定导轨的第一连接部和滑动件的第二连接部之间；限位构件，阻止固定导轨与滑动件之间的相对移动。
【专利说明】叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种连接器，尤其涉及一种叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器。
【背景技术】
[0002]集成式模块化建筑是一种新型的建筑模式，当前正在逐步被广泛应用。其中，构成集成式模块化建筑的建筑模块通常在工厂中完成，甚至能够完成90%以上的施工，然后用大型运输设备运输到施工现场进行组装。在组装过程中，主要是现场对关键的模块节点进行连接，形成结构整体的刚度，其次是使建筑模块间的接缝处吻合，保证安全、防水、隔声和防腐等建筑需求。
[0003]另外，因为运输、起吊和安装的限制，为了生产、运输和安装的便利，建筑模块通常形成为长方体形。建筑模块的长边的长度最长约为18米，短边的长度最长约为4.5米，建筑模块的高度为建筑的单层高度，即3.1米至4.5米之间。
[0004]形成为长方体的建筑模块的主框架由四根天花板梁(两根长边梁和两根短边梁)、四根地板梁以及四根角柱焊接而成。在这样的建筑模块中，对于设置有墙承重的建筑模块以外的模块，上下相邻层的建筑模块在角柱处连接，在其余部分不设置连接结构，由此形成典型的角柱承重式模块(柱承式)。这种建筑模块的优点在于其框架布局、承重方式简单直接，上下层间的建筑模块相对独立，隔声、隔振性能好，更重要的是通过形成该结构，有利于高效地在工厂进行制造，简单地在现场进行连接。这种建筑模块形式是充分考虑了现代化模块建筑设计、生产和施工等多方面因素后，现在普遍使用，并符合模块建筑未来发展方向的一个重要建筑形式。
[0005]但是，在这种现有的建筑模块的模式中，建筑模块之间依靠角柱连接，在短边方向上，形成的强度、刚度尚可，但是在10米以上的长边的方向上，其竖直方向和水平方向的连接间距过大，由此该模块建筑形式的整体力学性能较差，不适用于抗震要求较高的模块结构。
[0006]另外，在角柱承重式模块建筑中，上层建筑模块的地板梁与下层建筑模块的天花板梁分离，两个梁独自承受竖直方向上的载荷，梁间没有组合效应，因此结构总体的效率较低。为了提高建筑模块的支撑载荷，需要加大地板梁和天花板梁的尺寸，由此耗钢量变大。通过计算可知，柱承式模块结构的耗钢量为同样的钢结构的耗钢量的120%至130%，其主要原因就是长边梁的耗钢量比较大。
[0007]另外，由于为了提高建筑模块的支撑载荷，需要加大地板梁和天花板梁的尺寸，所以地板梁和天花板梁的截面高度较大，一般在150mm到300mm间，加上模块间必要的安装缝隙以及地板厚度和天花板吊顶厚度，下层天花板到上层地板间距离一般大于400mm，这样显著的减少了用户室内使用高度，在曾建筑成本较高。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷而提出一种有效减少长边梁的截面高度，减少长边梁的耗钢量，由此能够减少建筑模块总体的耗钢量，减少建筑总成本且能够提高室内净空高度的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器。
[0009]为实现本发明的目的采用如下的技术方案。
[0010]本发明的技术方案I的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在所述叠梁的第一梁和第二梁之间设置有多个叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，所述单向自锁式抗剪切力连接器具有:固定导轨，其表面与所述第一梁连接，在所述固定导轨的一端形成有第一连接部；滑动件，其能够外套在所述固定导轨上相对于所述固定导轨滑动，在所述滑动件上形成有与所述第一连接部相向的第二连接部，在所述滑动件的相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的一侧，在所述固定导轨的延伸方向上形成第一倾斜卡合面；固定卡合块，其与所述第二梁连接，在所述固定卡合块的一侧形成有与所述第一倾斜卡合面配合且能够与所述第一倾斜卡合面卡合的第二倾斜卡合面；弹性连接件，其在被拉伸的状态下连接在所述固定导轨的第一连接部和所述滑动件的第二连接部之间；限位构件，其能够在弹性连接件被拉伸的状态下，阻止所述固定导轨与所述滑动件之间的相对移动。
[0011]技术方案2的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案I的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述第一倾斜卡合面和所述第二倾斜卡合面为相对于所述固定导轨的延伸方向倾斜且相对于所述滑动件的高度方向倾斜的倾斜面。
[0012]技术方案3的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案2的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述固定导轨形成为燕尾状，所述滑动件形成有能够外套在所述固定导轨上与其配合的燕尾槽。
[0013]技术方案4的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案3的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述固定导轨的第一连接部为向相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的另一侧延伸出的第一连接片，所述滑动件的第二连接部为向相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的另一侧延伸出的第二连接片，所述第二连接片处于所述滑动件的与所述第一连接片侧相反的一端。
[0014]技术方案5的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案4中的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述弹性连接件为弹簧。
[0015]技术方案6的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案5中的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述限位构件为连接销，在所述固定导轨的与所述第一梁连接的部分以外的部分上形成有贯穿所述固定导轨的第一通孔，在所述滑动件上形成有第二通孔，在所述滑动件相对于所述固定导轨滑动而所述弹性连接件处于被拉伸的状态下，所述第一通孔与所述第二通孔重合，所述连接销插入在重合的所述第一通孔和所述第二通孔中，阻止由于弹性连接件的复原力形成的所述固定导轨与所述滑动件之间的相对移动。
[0016]技术方案7的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案I至6中任一项的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，在所述固定导轨的与所述第一梁连接的面上，形成沿着所述固定导轨的延伸方向的多个凹槽。
[0017]技术方案8的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案I至6中任一项的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，在所述固定卡合块的所述第二倾斜卡合面上形成有金属粘合剂。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果。
[0019]根据技术方案I的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于在叠梁之间安装有多个上述的连接器，所以给予叠梁可靠的抗剪强度，且连接器的最终刚度要求不低于理想连接状态叠梁刚度的50%，从而形成整体力学性能好，适用于提高建筑的整体性。另外，由于在叠梁之间安装有多个上述的连接器，所以两个梁形成组合效应，在不需要加大地板梁和天花板梁的尺寸的情况下，就能够满提高叠梁刚度，从而能够减少制造梁的耗钢量。另外，由于不需要加大地板梁和天花板梁的尺寸，所以能够减小下天花板至上层地板之间的距离，增加用户室内的使用高度。
[0020]另外，在技术方案I中，在建筑模块叠合后，现场施工人员只需要解除限位构件的限位作用，由于弹性连接件的作用，该连接器的滑动件向固定导轨的连接端滑动，第一倾斜卡合面与固定卡合块的第二倾斜卡合面相互卡合，从而能够有效的限制了叠梁的相对运动。而且该连接方式的连接部件的体积小，施工简便可靠，能够达到快速连接的目的，所以适于模块结构现场施工空间小、应尽量避免焊接和大量现场手工连接的特点。另外，连接器增加的耗材远低于人工成本，因为增加了结构性能而带来的效益，从而降低了总成本。
[0021]根据技术方案2的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于第一倾斜卡合面和第二倾斜卡合面为相对于导轨的延伸方向倾斜且相对于滑动件的高度方向倾斜的倾斜面，通过这样的双向斜面的卡合设计，使得只要误差在设计范围内，卡合面均能充分卡合，达到设计的抗剪切力目标。另外，在梁间剪切力的作用下，楔形卡合件有被挤出的趋势，但是本发明利用卡合面为双向斜面的特点，设计的卡合面倾角小于摩擦角，滑动件与楔形卡合件形成了自锁，保证了部件间的摩擦力永远大于挤出滑动件的分力。
[0022]根据技术方案3的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于形成燕尾状导轨和与其配合的燕尾槽，所以结构简单，制造成本低。
[0023]根据技术方案4的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于形成向外延伸出的相向的一对连接片，所以易于通过连接片安装弹性连接件。
[0024]根据技术方案5的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，利用弹簧作为连接，从而简单且价格低廉地实现本发明。
[0025]根据技术方案6的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，通过连接销和与其配合连接孔进行限位，从而结构简单，价格低廉。
[0026]根据技术方案7的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，通过在燕尾状固定导轨的与第一梁连接的面上，形成沿着燕尾状固定导轨的延伸方向的多个凹槽，所以能够在凹槽槽齿与梁底面间增加焊缝，这种构造增加了焊缝数量，提高了固定块的抗剪强度。
[0027]根据技术方案8的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，卡合过程中金属粘合剂充分填充卡合面因微小空隙中，从而进一步提高了部件的卡合性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的固定导轨的立体示意图。
[0029]图2是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的滑动件的立体示意图。
[0030]图3是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的固定卡合块的立体示意图。
[0031]图4是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装位置的示意图。
[0032]图5是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装方向的示意图。
[0033]图6是表示固定卡合块安装在梁上的状态的立体示意图。
[0034]图7是表示固定导轨安装在梁上的状态的立体示意图。
[0035]图8是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器卡合前的状态的立体示意图。
[0036]图9是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器卡合后的状态的立体示意图。
[0037]图10是表示在叠梁进行叠合时通过叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的连接动作的示意图。
[0038]图11是表示上下梁在宽度方向上相对错位时的示意图。
[0039]图12是表示上下梁在长度方向上相对错位时的示意图。
[0040]图13是表示上下梁处于理想状态时的示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面，基于【专利附图】
【附图说明】作为本发明的实施例的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器。
[0042]图1是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的固定导轨的立体示意图。图2是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的滑动件的立体示意图。图3是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的固定卡合块的立体示意图。图4是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装位置的示意图。图5是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装方向的示意图。图6是表示固定卡合块安装在梁上的状态的立体示意图。图7是表示固定导轨安装在梁上的状态的立体示意图。图8是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器卡合前的状态的立体示意图。图9是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器卡合后的状态的立体示意图。图10是表示在叠梁进行叠合时通过叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的连接动作的示意图。图11是表示上下梁在宽度方向上相对错位时的示意图。图12是表示上下梁在长度方向上相对错位时的示意图。图13是表示上下梁处于理想状态时的示意图。
[0043]本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在叠梁的第一梁和第二梁之间设置有多个。该单向自锁式抗剪切力连接器具有:固定导轨，其表面与第一梁连接，在固定导轨的一端形成有第一连接部；滑动件，其能够外套在固定导轨上相对于固定导轨滑动，在滑动件上形成有与第一连接部相向的第二连接部，在滑动件的相对于固定导轨的延伸方向的两侧中的一侧，在固定导轨的延伸方向上形成第一倾斜卡合面；固定卡合块，其与第二梁连接，在固定卡合块的一侧形成有与第一倾斜卡合面配合且能够与第一倾斜卡合面卡合的第二倾斜卡合面；弹性连接件，其在被拉伸的状态下连接在固定导轨的第一连接部和滑动件的第二连接部之间；限位构件，其能够在弹性连接件被拉伸的状态下，阻止固定导轨与滑动件之间的相对移动。
[0044]下面，通过具体实施例详细说明上述的本发明。
[0045]如图1、图2所示,上述固定导轨10形成为燕尾状,上述滑动件20形成有燕尾槽21，燕尾槽21能够外套在燕尾状的固定导轨上，且与固定导轨配合，在本发明中燕尾状为广义的定义，包括大致燕尾状的形状、左右不对称的燕尾形状等。
[0046]如图1、图7所示，固定导轨10形成为长条状，从固定导轨的一端起始的一部分即连接部11与构成叠梁的上梁U连接，连接部11的长度与上梁U的宽度相同。在固定导轨10的一端作为第一连接部形成有向相对于固定导轨10的延伸方向的两侧中的一侧延伸出的第一连接片12。另外，在连接部11上，形成沿着固定导轨10的延伸方向的多个凹槽13。另外，在固定导轨10的连接部11以外的部分上形成有贯穿固定导轨的第一通孔14。此外，固定导轨10的不与上梁连接的部分也可以形成为燕尾槽状，这样能够节省制造材料使用量，也便于加工形成第一通孔。
[0047]另外，如图2、图8所示，滑动件20借助形成在其上的燕尾槽21，而能够外套在燕尾状的固定导轨10上，且能够相对于固定导轨滑动。在滑动件20的套在固定导轨10的状态下的与第一连接片12侧相反的一侧的端部，在相对于燕尾槽21的延伸方向的两侧中的一侧，作为第二连接部形成与所述第一连接片12相向的第二连接片22。此外，在燕尾槽21中形成在将滑动件20套设在固定导轨10上时能够与所述第一通孔14重合的第二通孔24(在图8中示出)。
[0048]另外，在滑动件20的相对于燕尾槽21的延伸方向的两侧中的另一侧，在燕尾槽21的延伸方向上形成第一倾斜卡合面23。该第一倾斜卡合面23为相对于固定导轨10的延伸方向倾斜且相对于所述滑动件20的高度方向倾斜的倾斜面，即如图2所示，该第一倾斜卡合面23以越朝向滑动件20的后方距离燕尾槽21越近，并且越朝向滑动件20的上方距离燕尾槽21越近的方式形成为在两个方向上都倾斜。
[0049]另外，如图3、图7所示，固定卡合块30与构成叠梁的下梁D连接，在固定卡合块30的一侧形成与第一倾斜卡合面23配合且能够与第一倾斜卡合面23卡合的第二倾斜卡合面31，具体地说，第二倾斜卡合面31形成为在安装在下梁的状态下，越朝向固定卡合件30的后方越向外侧倾斜并且越朝向固定卡合件30的上方越向外侧倾斜的形状，能够与第一倾斜卡合面23相配合。
[0050]另外，如图8、图9所示，在第一连接片12和第二连接片22之间连接有弹性连接件40，由此通过弹性连接件40将固定导轨10和滑动件20连接，该弹性连接件40可以为弹簧也可以为弹性皮筋。如图8所示，在弹性连接件40被拉伸的状态下，通过作为限位工件的连接销50插入在重叠的第一通孔14和第二通孔24中，来阻止由于弹性连接件40的复原力形成的固定导轨10与滑动件20之间的相对移动。
[0051]以上说明了本发明的实施例，但是本发明不限于于此，可以颠倒设置连接器，即可以将固定导轨和滑动件安装的下梁上，将固定卡合块安装在上梁上。另外，可以不形成燕尾槽的结构，例如可以成为方形的固定导轨，在滑动件中形成方形配合槽，在方形固定导轨的两侧面上形成凹槽，在配合槽的两侧壁上形成能够插入在固定导轨上形成的凹槽中的凸条，由此来形成固定导轨与滑动件之间的配合。另外，可以在与上梁连接的面上形成多个凹槽，但是也可以不形成凹槽。
[0052]另外，第一连接部和第二连接部也不限于上述实施例中的第一连接片和第二连接片，第一连接部可以为在固定导轨的一端凸出的凸缘，第二连接部可以为滑动件的端面，将弹性连接件连接在固定导轨的凸缘与滑动件的端面之间。此时固定导轨与上梁的连接位置不从固定导轨的端部开始，而根据弹性连接件的复原位置，而位于固定导轨的两端之间的规定位置。
[0053]另外，限位构件也不限于连接销，也不限于通过连接销穿过通孔进行限位的结构。例如可以在滑动件的端面上通过螺钉固定卡止片，在松开螺钉时该卡止片能够围绕螺钉自由转动。在转动卡止片时该卡止片能够在向滑动件内侧凸出的位置与不向滑动件内侧凸出的位置之间移动，由此，在向外拉动滑动件赋予弹性连接件弹性且滑动件到达固定导轨的一端时，向滑动件内侧旋转卡止片使其与固定导轨钩挂，来限制固定导轨与滑动件之间的相对移动。
[0054]另外，可以在固定卡合块的第二倾斜卡合面上形成有金属粘合剂，来填充固定卡合块与滑动件之间卡合时的缝隙。
[0055]另外，本发明的连接器有单向抗剪的能力。该连接器的布置专门针对受单向横向荷载的叠梁结构，如建筑模块结构中最常见的水平天花板梁和地板梁。对于可能受横向双方向荷载作用的叠梁构造，如两根相邻且设计为共同作用的立柱(该构造形式多见于两个水平方向相邻的建筑模块)，可以在同一位置布置两个方向相反的单向自锁式抗剪连接器，这样可以将单向连接器改造成双向连接器，实现双向抗剪能力。
[0056]下面，说明本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装方式。如图4、图7、图10所示，铸件精度为0.2mm的连接器均匀地设置在建筑模块的长边上，并且以固定导轨的延伸方向与长边的宽度方向相同的方式安装固定导轨，若该连接器用于图4所示的单跨叠梁，则连接器的间距不大于3.0m,误差少于2.0mm0连接器的布置方向以阻止叠梁中上下梁的纵向相对运动为原则。在如图4(黑色部分为连接器)所示，受竖向向下荷载作用的叠梁中，跨中左边的连接器的布置方向为图5左侧所示的方向，跨中右边的连接器设置方向为图5由此所示的方向。
[0057]在工厂焊接叠梁与连接器时，如图6、图7所示，要配对焊接，即先将两梁按实际安装时的相对位置固定，然后在梁间插入一套包括固定导轨、滑动件和固定卡合块的连接器，从而保证了施工精度。固定卡合块以图6所示的位置与下层模块天花板梁顶面焊接，固定导轨以图7所示的位置与上层模块地板梁底边焊接。
[0058]如图8所示，在现场安装模块前，把滑动件套在固定导轨上，并且在固定导轨与滑动件的连接片之间连接弹簧，将滑动件往外拉至指定位置，在此过程中弹簧被拉伸，在固定导轨与滑动件的重叠的通孔中插入连接销，限制滑动件向梁方向移动。另外如图9所示，当建筑模块叠合完成后，抽出连接销，滑动件在弹簧的拉伸下向梁方向移动，通过滑动件上的第一倾斜卡合面和固定卡合块上的第二倾斜卡合面，滑动件与下部叠梁的固定卡合块紧密卡合。图10示出了建筑模块叠合，并且连接器相互卡合的过程。
[0059]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于在叠梁之间安装有多个上述的连接器，所以给予叠梁可靠的抗剪强度，且连接器的最终刚度要求不低于理想连接状态叠梁刚度的50%，从而形成整体力学性能好，能显著增加叠梁的刚度。另外，由于在叠梁之间安装有多个上述的连接器，所以两个梁形成组合效应，在不需要加大地板梁和天花板梁的尺寸的情况下，就能够满足建筑模块的支撑载荷，从而能够减少制造梁的耗钢量。另夕卜，由于不需要加大地板梁和天花板梁的尺寸，所以能够减小下天花板至上层地板之间的距离，增加用户室内的使用高度。
[0060]其中，组合梁大大提高了原结构的刚度。通过计算表明，两根简支的叠梁上安装四个连接器，其组合效应可以达到理想的充分连接的叠梁刚度的85%以上。以受跨中集中荷载的简支梁为例，该连接方案的效能为:
_ I
[0061]α— Δ/ +|
n%
[0062]其中α为效能指标，即以该连接方式连接的叠梁的刚度与理想完全连接的叠梁刚度的比值。若充分连接，则α为1.0 ;若完全不连接，α为。Itj为不考虑组合效应的叠梁刚度总和，Λ I为理想完全连接的叠梁刚度的增量。η为以该连接器连接的叠梁被平分的段数。
[0063]另外，在建筑模块叠合后，现场施工人员只需要解除限位构件的限位作用，由于弹性连接件的作用，该连接器的滑动件向固定导轨的连接端滑动，第一倾斜卡合面与固定卡合块的第二倾斜卡合面相互卡合，从而能够有效的限制了叠梁的相对运动。而且该连接方式的连接部件的体积小，施工简便可靠，能够达到快速连接的目的，所以适于模块结构现场施工空间小、应尽量避免焊接和大量现场手工连接的特点。另外，连接器增加的耗材远低于人工成本，因为增加了结构性能而带来的效益，从而降低了总成本。
[0064]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于第一倾斜卡合面和第二倾斜卡合面为相对于导轨的延伸方向倾斜且相对于滑动件的高度方向倾斜的倾斜面，使得上下梁不能够沿着竖向分离且能够有效的抵抗生产与安装带来的误差。图11、图12为考虑到叠梁纵向和横向的安装误差，连接器的固定导轨和滑动件的相对位置也有误差，通过这样的双向斜面的卡合设计，使得只要误差在设计范围内，卡合面均能充分卡合(如图13的理想卡合状态)，达到设计的抗剪切力目标。另外，在梁间剪切力的作用下，楔形卡合件有被挤出的趋势，但是本发明充分利用了卡合面为双向斜面的特点以及部件材料摩擦角的关系，保证部件间的摩擦力永远大于挤出滑动件的分力，形成双斜面的自锁。
[0065]其中，本发明的连接器抗剪能力优良。如上所述，该发明的误差补偿功能保证了充分的卡合。
[0066]根据计算，连接器剪力设计值为:
「 I F __ FLAtJt_ __ FLAbJb_
00672.(ιι +1)(為?~+ ABd β~+It + Zg j 2{u + Y)\ATdT~+ +It + /g)
[0068]其中:FS为连接件设计剪力，F为跨中集中荷载，L为梁长，AT, Ab分别为顶梁和底梁的截面积，It, Ib分别为顶梁和底梁的惯性距，dT，dB分别为顶梁和底梁到组合梁中性轴的距离。
[0069]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于形成燕尾状导轨和与其配合的燕尾槽，所以结构简单，制造成本低。
[0070]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于形成向外延伸出的相向的一对连接片，所以易于通过连接片安装弹性连接件。
[0071]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，利用弹簧作为连接，从而简单且价格低廉地实现本发明。
[0072]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，通过连接销和与其配合连接孔进行限位，从而结构简单，价格低廉。
[0073]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，通过在燕尾状固定导轨的与第一梁连接的面上，形成沿着燕尾状固定导轨的延伸方向的多个凹槽，所以能够在凹槽槽齿与梁底面间增加焊缝，这种构造增加了焊缝数量，提高了固定块的抗剪强度。
[0074]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，卡合过程中金属粘合剂充分填充卡合面因微小空隙中，从而进一步提高了部件的卡合性能。
[0075]以上对本发明的优选实施方式的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器进行了说明，但是，本发明不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本发明包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。
【权利要求】
1.一种叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于， 在所述叠梁的第一梁和第二梁之间设置有多个叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器， 所述单向自锁式抗剪切力连接器具有: 固定导轨，其表面与所述第一梁连接，在所述固定导轨的一端形成有第一连接部； 滑动件，其能够外套在所述固定导轨上，相对于所述固定导轨滑动，在所述滑动件上形成有与所述第一连接部相向的第二连接部，在所述滑动件的相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的一侧，在所述固定导轨的延伸方向上形成第一倾斜卡合面； 固定卡合块，其与所述第二梁连接，在所述固定卡合块的一侧形成有与所述第一倾斜卡合面配合且能够与所述第一倾斜卡合面卡合的第二倾斜卡合面； 弹性连接件，其在被拉伸的状态下连接在所述固定导轨的第一连接部和所述滑动件的第二连接部之间； 限位构件，其能够在弹性连接件被拉伸的状态下，阻止所述固定导轨与所述滑动件之间的相对移动。
2.根据权利要求1所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，所述第一倾斜卡合面和所述第二倾斜卡合面为相对于所述固定导轨的延伸方向倾斜且相对于所述滑动件的高度方向倾斜的倾斜面。
3.根据权利要求2所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，所述固定导轨形成为燕尾状，所述滑动件形成有能够外套在所述固定导轨上与其配合的燕尾槽。
4.根据权利要求3所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于， 所述固定导轨的第一连接部为向相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的另一侧延伸出的第一连接片， 所述滑动件的第二连接部为向相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的另一侧延伸出的第二连接片，所述第二连接片处于所述滑动件的与所述第一连接片侧相反的一端。
5.根据权利要求4所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，所述弹性连接件为弹黃。
6.根据权利要求5所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于， 所述限位构件为连接销， 在所述固定导轨的与所述第一梁连接的部分以外的部分上形成有贯穿所述固定导轨的第一通孔，在所述滑动件上形成有第二通孔，在所述滑动件相对于所述固定导轨滑动而所述弹性连接件处于被拉伸的状态下，所述第一通孔与所述第二通孔重合，所述连接销插入在重合的所述第一通孔和所述第二通孔中，阻止由于弹性连接件的复原力形成的所述固定导轨与所述滑动件之间的相对移动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，在所述固定导轨的与所述第一梁连接的面上，形成沿着所述固定导轨的延伸方向的多个凹槽。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，在所述固定卡合块的所述第二倾斜卡合面上形成有金属粘合剂。
【文档编号】E04B1/58GK104213641SQ201410392314
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】郑天心竺·理查德 申请人:美国国绿投资集团
【专利摘要】本发明提出一种有效减少长边梁的截面高度，减少长边梁的耗钢量，由此能够减少建筑模块总体的耗钢量，减少建筑总成本且能够提高室内使用高度的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其在叠梁的第一梁和第二梁之间设置有多个，具有：固定导轨，在固定导轨的一端形成有第一连接部；滑动件，其能够外套在固定导轨上相对于固定导轨滑动，在滑动件上形成有与第一连接部相向的第二连接部，在固定导轨的延伸方向上形成第一倾斜卡合面；固定卡合块，在固定卡合块的一侧形成有与第一倾斜卡合面配合的第二倾斜卡合面；弹性连接件，其在被拉伸的状态下连接在固定导轨的第一连接部和滑动件的第二连接部之间；限位构件，阻止固定导轨与滑动件之间的相对移动。
【专利说明】叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种连接器，尤其涉及一种叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器。
【背景技术】
[0002]集成式模块化建筑是一种新型的建筑模式，当前正在逐步被广泛应用。其中，构成集成式模块化建筑的建筑模块通常在工厂中完成，甚至能够完成90%以上的施工，然后用大型运输设备运输到施工现场进行组装。在组装过程中，主要是现场对关键的模块节点进行连接，形成结构整体的刚度，其次是使建筑模块间的接缝处吻合，保证安全、防水、隔声和防腐等建筑需求。
[0003]另外，因为运输、起吊和安装的限制，为了生产、运输和安装的便利，建筑模块通常形成为长方体形。建筑模块的长边的长度最长约为18米，短边的长度最长约为4.5米，建筑模块的高度为建筑的单层高度，即3.1米至4.5米之间。
[0004]形成为长方体的建筑模块的主框架由四根天花板梁(两根长边梁和两根短边梁)、四根地板梁以及四根角柱焊接而成。在这样的建筑模块中，对于设置有墙承重的建筑模块以外的模块，上下相邻层的建筑模块在角柱处连接，在其余部分不设置连接结构，由此形成典型的角柱承重式模块(柱承式)。这种建筑模块的优点在于其框架布局、承重方式简单直接，上下层间的建筑模块相对独立，隔声、隔振性能好，更重要的是通过形成该结构，有利于高效地在工厂进行制造，简单地在现场进行连接。这种建筑模块形式是充分考虑了现代化模块建筑设计、生产和施工等多方面因素后，现在普遍使用，并符合模块建筑未来发展方向的一个重要建筑形式。
[0005]但是，在这种现有的建筑模块的模式中，建筑模块之间依靠角柱连接，在短边方向上，形成的强度、刚度尚可，但是在10米以上的长边的方向上，其竖直方向和水平方向的连接间距过大，由此该模块建筑形式的整体力学性能较差，不适用于抗震要求较高的模块结构。
[0006]另外，在角柱承重式模块建筑中，上层建筑模块的地板梁与下层建筑模块的天花板梁分离，两个梁独自承受竖直方向上的载荷，梁间没有组合效应，因此结构总体的效率较低。为了提高建筑模块的支撑载荷，需要加大地板梁和天花板梁的尺寸，由此耗钢量变大。通过计算可知，柱承式模块结构的耗钢量为同样的钢结构的耗钢量的120%至130%，其主要原因就是长边梁的耗钢量比较大。
[0007]另外，由于为了提高建筑模块的支撑载荷，需要加大地板梁和天花板梁的尺寸，所以地板梁和天花板梁的截面高度较大，一般在150mm到300mm间，加上模块间必要的安装缝隙以及地板厚度和天花板吊顶厚度，下层天花板到上层地板间距离一般大于400mm，这样显著的减少了用户室内使用高度，在曾建筑成本较高。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷而提出一种有效减少长边梁的截面高度，减少长边梁的耗钢量，由此能够减少建筑模块总体的耗钢量，减少建筑总成本且能够提高室内净空高度的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器。
[0009]为实现本发明的目的采用如下的技术方案。
[0010]本发明的技术方案I的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在所述叠梁的第一梁和第二梁之间设置有多个叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，所述单向自锁式抗剪切力连接器具有:固定导轨，其表面与所述第一梁连接，在所述固定导轨的一端形成有第一连接部；滑动件，其能够外套在所述固定导轨上相对于所述固定导轨滑动，在所述滑动件上形成有与所述第一连接部相向的第二连接部，在所述滑动件的相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的一侧，在所述固定导轨的延伸方向上形成第一倾斜卡合面；固定卡合块，其与所述第二梁连接，在所述固定卡合块的一侧形成有与所述第一倾斜卡合面配合且能够与所述第一倾斜卡合面卡合的第二倾斜卡合面；弹性连接件，其在被拉伸的状态下连接在所述固定导轨的第一连接部和所述滑动件的第二连接部之间；限位构件，其能够在弹性连接件被拉伸的状态下，阻止所述固定导轨与所述滑动件之间的相对移动。
[0011]技术方案2的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案I的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述第一倾斜卡合面和所述第二倾斜卡合面为相对于所述固定导轨的延伸方向倾斜且相对于所述滑动件的高度方向倾斜的倾斜面。
[0012]技术方案3的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案2的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述固定导轨形成为燕尾状，所述滑动件形成有能够外套在所述固定导轨上与其配合的燕尾槽。
[0013]技术方案4的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案3的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述固定导轨的第一连接部为向相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的另一侧延伸出的第一连接片，所述滑动件的第二连接部为向相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的另一侧延伸出的第二连接片，所述第二连接片处于所述滑动件的与所述第一连接片侧相反的一端。
[0014]技术方案5的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案4中的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述弹性连接件为弹簧。
[0015]技术方案6的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案5中的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，所述限位构件为连接销，在所述固定导轨的与所述第一梁连接的部分以外的部分上形成有贯穿所述固定导轨的第一通孔，在所述滑动件上形成有第二通孔，在所述滑动件相对于所述固定导轨滑动而所述弹性连接件处于被拉伸的状态下，所述第一通孔与所述第二通孔重合，所述连接销插入在重合的所述第一通孔和所述第二通孔中，阻止由于弹性连接件的复原力形成的所述固定导轨与所述滑动件之间的相对移动。
[0016]技术方案7的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案I至6中任一项的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，在所述固定导轨的与所述第一梁连接的面上，形成沿着所述固定导轨的延伸方向的多个凹槽。
[0017]技术方案8的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在技术方案I至6中任一项的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器中，在所述固定卡合块的所述第二倾斜卡合面上形成有金属粘合剂。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果。
[0019]根据技术方案I的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于在叠梁之间安装有多个上述的连接器，所以给予叠梁可靠的抗剪强度，且连接器的最终刚度要求不低于理想连接状态叠梁刚度的50%，从而形成整体力学性能好，适用于提高建筑的整体性。另外，由于在叠梁之间安装有多个上述的连接器，所以两个梁形成组合效应，在不需要加大地板梁和天花板梁的尺寸的情况下，就能够满提高叠梁刚度，从而能够减少制造梁的耗钢量。另外，由于不需要加大地板梁和天花板梁的尺寸，所以能够减小下天花板至上层地板之间的距离，增加用户室内的使用高度。
[0020]另外，在技术方案I中，在建筑模块叠合后，现场施工人员只需要解除限位构件的限位作用，由于弹性连接件的作用，该连接器的滑动件向固定导轨的连接端滑动，第一倾斜卡合面与固定卡合块的第二倾斜卡合面相互卡合，从而能够有效的限制了叠梁的相对运动。而且该连接方式的连接部件的体积小，施工简便可靠，能够达到快速连接的目的，所以适于模块结构现场施工空间小、应尽量避免焊接和大量现场手工连接的特点。另外，连接器增加的耗材远低于人工成本，因为增加了结构性能而带来的效益，从而降低了总成本。
[0021]根据技术方案2的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于第一倾斜卡合面和第二倾斜卡合面为相对于导轨的延伸方向倾斜且相对于滑动件的高度方向倾斜的倾斜面，通过这样的双向斜面的卡合设计，使得只要误差在设计范围内，卡合面均能充分卡合，达到设计的抗剪切力目标。另外，在梁间剪切力的作用下，楔形卡合件有被挤出的趋势，但是本发明利用卡合面为双向斜面的特点，设计的卡合面倾角小于摩擦角，滑动件与楔形卡合件形成了自锁，保证了部件间的摩擦力永远大于挤出滑动件的分力。
[0022]根据技术方案3的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于形成燕尾状导轨和与其配合的燕尾槽，所以结构简单，制造成本低。
[0023]根据技术方案4的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于形成向外延伸出的相向的一对连接片，所以易于通过连接片安装弹性连接件。
[0024]根据技术方案5的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，利用弹簧作为连接，从而简单且价格低廉地实现本发明。
[0025]根据技术方案6的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，通过连接销和与其配合连接孔进行限位，从而结构简单，价格低廉。
[0026]根据技术方案7的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，通过在燕尾状固定导轨的与第一梁连接的面上，形成沿着燕尾状固定导轨的延伸方向的多个凹槽，所以能够在凹槽槽齿与梁底面间增加焊缝，这种构造增加了焊缝数量，提高了固定块的抗剪强度。
[0027]根据技术方案8的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，卡合过程中金属粘合剂充分填充卡合面因微小空隙中，从而进一步提高了部件的卡合性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的固定导轨的立体示意图。
[0029]图2是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的滑动件的立体示意图。
[0030]图3是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的固定卡合块的立体示意图。
[0031]图4是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装位置的示意图。
[0032]图5是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装方向的示意图。
[0033]图6是表示固定卡合块安装在梁上的状态的立体示意图。
[0034]图7是表示固定导轨安装在梁上的状态的立体示意图。
[0035]图8是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器卡合前的状态的立体示意图。
[0036]图9是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器卡合后的状态的立体示意图。
[0037]图10是表示在叠梁进行叠合时通过叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的连接动作的示意图。
[0038]图11是表示上下梁在宽度方向上相对错位时的示意图。
[0039]图12是表示上下梁在长度方向上相对错位时的示意图。
[0040]图13是表示上下梁处于理想状态时的示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面，基于【专利附图】
【附图说明】作为本发明的实施例的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器。
[0042]图1是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的固定导轨的立体示意图。图2是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的滑动件的立体示意图。图3是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的固定卡合块的立体示意图。图4是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装位置的示意图。图5是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装方向的示意图。图6是表示固定卡合块安装在梁上的状态的立体示意图。图7是表示固定导轨安装在梁上的状态的立体示意图。图8是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器卡合前的状态的立体示意图。图9是表示叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器卡合后的状态的立体示意图。图10是表示在叠梁进行叠合时通过叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的连接动作的示意图。图11是表示上下梁在宽度方向上相对错位时的示意图。图12是表示上下梁在长度方向上相对错位时的示意图。图13是表示上下梁处于理想状态时的示意图。
[0043]本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，在叠梁的第一梁和第二梁之间设置有多个。该单向自锁式抗剪切力连接器具有:固定导轨，其表面与第一梁连接，在固定导轨的一端形成有第一连接部；滑动件，其能够外套在固定导轨上相对于固定导轨滑动，在滑动件上形成有与第一连接部相向的第二连接部，在滑动件的相对于固定导轨的延伸方向的两侧中的一侧，在固定导轨的延伸方向上形成第一倾斜卡合面；固定卡合块，其与第二梁连接，在固定卡合块的一侧形成有与第一倾斜卡合面配合且能够与第一倾斜卡合面卡合的第二倾斜卡合面；弹性连接件，其在被拉伸的状态下连接在固定导轨的第一连接部和滑动件的第二连接部之间；限位构件，其能够在弹性连接件被拉伸的状态下，阻止固定导轨与滑动件之间的相对移动。
[0044]下面，通过具体实施例详细说明上述的本发明。
[0045]如图1、图2所示,上述固定导轨10形成为燕尾状,上述滑动件20形成有燕尾槽21，燕尾槽21能够外套在燕尾状的固定导轨上，且与固定导轨配合，在本发明中燕尾状为广义的定义，包括大致燕尾状的形状、左右不对称的燕尾形状等。
[0046]如图1、图7所示，固定导轨10形成为长条状，从固定导轨的一端起始的一部分即连接部11与构成叠梁的上梁U连接，连接部11的长度与上梁U的宽度相同。在固定导轨10的一端作为第一连接部形成有向相对于固定导轨10的延伸方向的两侧中的一侧延伸出的第一连接片12。另外，在连接部11上，形成沿着固定导轨10的延伸方向的多个凹槽13。另外，在固定导轨10的连接部11以外的部分上形成有贯穿固定导轨的第一通孔14。此外，固定导轨10的不与上梁连接的部分也可以形成为燕尾槽状，这样能够节省制造材料使用量，也便于加工形成第一通孔。
[0047]另外，如图2、图8所示，滑动件20借助形成在其上的燕尾槽21，而能够外套在燕尾状的固定导轨10上，且能够相对于固定导轨滑动。在滑动件20的套在固定导轨10的状态下的与第一连接片12侧相反的一侧的端部，在相对于燕尾槽21的延伸方向的两侧中的一侧，作为第二连接部形成与所述第一连接片12相向的第二连接片22。此外，在燕尾槽21中形成在将滑动件20套设在固定导轨10上时能够与所述第一通孔14重合的第二通孔24(在图8中示出)。
[0048]另外，在滑动件20的相对于燕尾槽21的延伸方向的两侧中的另一侧，在燕尾槽21的延伸方向上形成第一倾斜卡合面23。该第一倾斜卡合面23为相对于固定导轨10的延伸方向倾斜且相对于所述滑动件20的高度方向倾斜的倾斜面，即如图2所示，该第一倾斜卡合面23以越朝向滑动件20的后方距离燕尾槽21越近，并且越朝向滑动件20的上方距离燕尾槽21越近的方式形成为在两个方向上都倾斜。
[0049]另外，如图3、图7所示，固定卡合块30与构成叠梁的下梁D连接，在固定卡合块30的一侧形成与第一倾斜卡合面23配合且能够与第一倾斜卡合面23卡合的第二倾斜卡合面31，具体地说，第二倾斜卡合面31形成为在安装在下梁的状态下，越朝向固定卡合件30的后方越向外侧倾斜并且越朝向固定卡合件30的上方越向外侧倾斜的形状，能够与第一倾斜卡合面23相配合。
[0050]另外，如图8、图9所示，在第一连接片12和第二连接片22之间连接有弹性连接件40，由此通过弹性连接件40将固定导轨10和滑动件20连接，该弹性连接件40可以为弹簧也可以为弹性皮筋。如图8所示，在弹性连接件40被拉伸的状态下，通过作为限位工件的连接销50插入在重叠的第一通孔14和第二通孔24中，来阻止由于弹性连接件40的复原力形成的固定导轨10与滑动件20之间的相对移动。
[0051]以上说明了本发明的实施例，但是本发明不限于于此，可以颠倒设置连接器，即可以将固定导轨和滑动件安装的下梁上，将固定卡合块安装在上梁上。另外，可以不形成燕尾槽的结构，例如可以成为方形的固定导轨，在滑动件中形成方形配合槽，在方形固定导轨的两侧面上形成凹槽，在配合槽的两侧壁上形成能够插入在固定导轨上形成的凹槽中的凸条，由此来形成固定导轨与滑动件之间的配合。另外，可以在与上梁连接的面上形成多个凹槽，但是也可以不形成凹槽。
[0052]另外，第一连接部和第二连接部也不限于上述实施例中的第一连接片和第二连接片，第一连接部可以为在固定导轨的一端凸出的凸缘，第二连接部可以为滑动件的端面，将弹性连接件连接在固定导轨的凸缘与滑动件的端面之间。此时固定导轨与上梁的连接位置不从固定导轨的端部开始，而根据弹性连接件的复原位置，而位于固定导轨的两端之间的规定位置。
[0053]另外，限位构件也不限于连接销，也不限于通过连接销穿过通孔进行限位的结构。例如可以在滑动件的端面上通过螺钉固定卡止片，在松开螺钉时该卡止片能够围绕螺钉自由转动。在转动卡止片时该卡止片能够在向滑动件内侧凸出的位置与不向滑动件内侧凸出的位置之间移动，由此，在向外拉动滑动件赋予弹性连接件弹性且滑动件到达固定导轨的一端时，向滑动件内侧旋转卡止片使其与固定导轨钩挂，来限制固定导轨与滑动件之间的相对移动。
[0054]另外，可以在固定卡合块的第二倾斜卡合面上形成有金属粘合剂，来填充固定卡合块与滑动件之间卡合时的缝隙。
[0055]另外，本发明的连接器有单向抗剪的能力。该连接器的布置专门针对受单向横向荷载的叠梁结构，如建筑模块结构中最常见的水平天花板梁和地板梁。对于可能受横向双方向荷载作用的叠梁构造，如两根相邻且设计为共同作用的立柱(该构造形式多见于两个水平方向相邻的建筑模块)，可以在同一位置布置两个方向相反的单向自锁式抗剪连接器，这样可以将单向连接器改造成双向连接器，实现双向抗剪能力。
[0056]下面，说明本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器的安装方式。如图4、图7、图10所示，铸件精度为0.2mm的连接器均匀地设置在建筑模块的长边上，并且以固定导轨的延伸方向与长边的宽度方向相同的方式安装固定导轨，若该连接器用于图4所示的单跨叠梁，则连接器的间距不大于3.0m,误差少于2.0mm0连接器的布置方向以阻止叠梁中上下梁的纵向相对运动为原则。在如图4(黑色部分为连接器)所示，受竖向向下荷载作用的叠梁中，跨中左边的连接器的布置方向为图5左侧所示的方向，跨中右边的连接器设置方向为图5由此所示的方向。
[0057]在工厂焊接叠梁与连接器时，如图6、图7所示，要配对焊接，即先将两梁按实际安装时的相对位置固定，然后在梁间插入一套包括固定导轨、滑动件和固定卡合块的连接器，从而保证了施工精度。固定卡合块以图6所示的位置与下层模块天花板梁顶面焊接，固定导轨以图7所示的位置与上层模块地板梁底边焊接。
[0058]如图8所示，在现场安装模块前，把滑动件套在固定导轨上，并且在固定导轨与滑动件的连接片之间连接弹簧，将滑动件往外拉至指定位置，在此过程中弹簧被拉伸，在固定导轨与滑动件的重叠的通孔中插入连接销，限制滑动件向梁方向移动。另外如图9所示，当建筑模块叠合完成后，抽出连接销，滑动件在弹簧的拉伸下向梁方向移动，通过滑动件上的第一倾斜卡合面和固定卡合块上的第二倾斜卡合面，滑动件与下部叠梁的固定卡合块紧密卡合。图10示出了建筑模块叠合，并且连接器相互卡合的过程。
[0059]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于在叠梁之间安装有多个上述的连接器，所以给予叠梁可靠的抗剪强度，且连接器的最终刚度要求不低于理想连接状态叠梁刚度的50%，从而形成整体力学性能好，能显著增加叠梁的刚度。另外，由于在叠梁之间安装有多个上述的连接器，所以两个梁形成组合效应，在不需要加大地板梁和天花板梁的尺寸的情况下，就能够满足建筑模块的支撑载荷，从而能够减少制造梁的耗钢量。另夕卜，由于不需要加大地板梁和天花板梁的尺寸，所以能够减小下天花板至上层地板之间的距离，增加用户室内的使用高度。
[0060]其中，组合梁大大提高了原结构的刚度。通过计算表明，两根简支的叠梁上安装四个连接器，其组合效应可以达到理想的充分连接的叠梁刚度的85%以上。以受跨中集中荷载的简支梁为例，该连接方案的效能为:
_ I
[0061]α— Δ/ +|
n%
[0062]其中α为效能指标，即以该连接方式连接的叠梁的刚度与理想完全连接的叠梁刚度的比值。若充分连接，则α为1.0 ;若完全不连接，α为。Itj为不考虑组合效应的叠梁刚度总和，Λ I为理想完全连接的叠梁刚度的增量。η为以该连接器连接的叠梁被平分的段数。
[0063]另外，在建筑模块叠合后，现场施工人员只需要解除限位构件的限位作用，由于弹性连接件的作用，该连接器的滑动件向固定导轨的连接端滑动，第一倾斜卡合面与固定卡合块的第二倾斜卡合面相互卡合，从而能够有效的限制了叠梁的相对运动。而且该连接方式的连接部件的体积小，施工简便可靠，能够达到快速连接的目的，所以适于模块结构现场施工空间小、应尽量避免焊接和大量现场手工连接的特点。另外，连接器增加的耗材远低于人工成本，因为增加了结构性能而带来的效益，从而降低了总成本。
[0064]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于第一倾斜卡合面和第二倾斜卡合面为相对于导轨的延伸方向倾斜且相对于滑动件的高度方向倾斜的倾斜面，使得上下梁不能够沿着竖向分离且能够有效的抵抗生产与安装带来的误差。图11、图12为考虑到叠梁纵向和横向的安装误差，连接器的固定导轨和滑动件的相对位置也有误差，通过这样的双向斜面的卡合设计，使得只要误差在设计范围内，卡合面均能充分卡合(如图13的理想卡合状态)，达到设计的抗剪切力目标。另外，在梁间剪切力的作用下，楔形卡合件有被挤出的趋势，但是本发明充分利用了卡合面为双向斜面的特点以及部件材料摩擦角的关系，保证部件间的摩擦力永远大于挤出滑动件的分力，形成双斜面的自锁。
[0065]其中，本发明的连接器抗剪能力优良。如上所述，该发明的误差补偿功能保证了充分的卡合。
[0066]根据计算，连接器剪力设计值为:
「 I F __ FLAtJt_ __ FLAbJb_
00672.(ιι +1)(為?~+ ABd β~+It + Zg j 2{u + Y)\ATdT~+ +It + /g)
[0068]其中:FS为连接件设计剪力，F为跨中集中荷载，L为梁长，AT, Ab分别为顶梁和底梁的截面积，It, Ib分别为顶梁和底梁的惯性距，dT，dB分别为顶梁和底梁到组合梁中性轴的距离。
[0069]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于形成燕尾状导轨和与其配合的燕尾槽，所以结构简单，制造成本低。
[0070]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，由于形成向外延伸出的相向的一对连接片，所以易于通过连接片安装弹性连接件。
[0071]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，利用弹簧作为连接，从而简单且价格低廉地实现本发明。
[0072]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，通过连接销和与其配合连接孔进行限位，从而结构简单，价格低廉。
[0073]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，通过在燕尾状固定导轨的与第一梁连接的面上，形成沿着燕尾状固定导轨的延伸方向的多个凹槽，所以能够在凹槽槽齿与梁底面间增加焊缝，这种构造增加了焊缝数量，提高了固定块的抗剪强度。
[0074]根据本发明的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，卡合过程中金属粘合剂充分填充卡合面因微小空隙中，从而进一步提高了部件的卡合性能。
[0075]以上对本发明的优选实施方式的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器进行了说明，但是，本发明不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本发明包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。
【权利要求】
1.一种叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于， 在所述叠梁的第一梁和第二梁之间设置有多个叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器， 所述单向自锁式抗剪切力连接器具有: 固定导轨，其表面与所述第一梁连接，在所述固定导轨的一端形成有第一连接部； 滑动件，其能够外套在所述固定导轨上，相对于所述固定导轨滑动，在所述滑动件上形成有与所述第一连接部相向的第二连接部，在所述滑动件的相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的一侧，在所述固定导轨的延伸方向上形成第一倾斜卡合面； 固定卡合块，其与所述第二梁连接，在所述固定卡合块的一侧形成有与所述第一倾斜卡合面配合且能够与所述第一倾斜卡合面卡合的第二倾斜卡合面； 弹性连接件，其在被拉伸的状态下连接在所述固定导轨的第一连接部和所述滑动件的第二连接部之间； 限位构件，其能够在弹性连接件被拉伸的状态下，阻止所述固定导轨与所述滑动件之间的相对移动。
2.根据权利要求1所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，所述第一倾斜卡合面和所述第二倾斜卡合面为相对于所述固定导轨的延伸方向倾斜且相对于所述滑动件的高度方向倾斜的倾斜面。
3.根据权利要求2所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，所述固定导轨形成为燕尾状，所述滑动件形成有能够外套在所述固定导轨上与其配合的燕尾槽。
4.根据权利要求3所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于， 所述固定导轨的第一连接部为向相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的另一侧延伸出的第一连接片， 所述滑动件的第二连接部为向相对于所述固定导轨的延伸方向的两侧中的另一侧延伸出的第二连接片，所述第二连接片处于所述滑动件的与所述第一连接片侧相反的一端。
5.根据权利要求4所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，所述弹性连接件为弹黃。
6.根据权利要求5所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于， 所述限位构件为连接销， 在所述固定导轨的与所述第一梁连接的部分以外的部分上形成有贯穿所述固定导轨的第一通孔，在所述滑动件上形成有第二通孔，在所述滑动件相对于所述固定导轨滑动而所述弹性连接件处于被拉伸的状态下，所述第一通孔与所述第二通孔重合，所述连接销插入在重合的所述第一通孔和所述第二通孔中，阻止由于弹性连接件的复原力形成的所述固定导轨与所述滑动件之间的相对移动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，在所述固定导轨的与所述第一梁连接的面上，形成沿着所述固定导轨的延伸方向的多个凹槽。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的叠梁的单向自锁式抗剪切力连接器，其特征在于，在所述固定卡合块的所述第二倾斜卡合面上形成有金属粘合剂。
【文档编号】E04B1/58GK104213641SQ201410392314
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】郑天心竺·理查德 申请人:美国国绿投资集团
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