装配建筑斗拱连接件的制作方法

本发明涉及一种装配建筑斗拱连接件，属于装配建筑领域。

背景技术：

现代钢结构建筑主要由型钢作为整体建筑框架，由预制板作为墙壁和楼板层组成。各构件或部件之间通常采用焊接焊缝、螺丝、铆钉连接，钢结构连接过程中，起主要作用的是钢梁和立柱，是形成整个钢结构框架建筑的主体。

本申请人发现h型钢，由于壁厚大、规格多、型材大、承载能力大、抗扭矩能力大、跨距大等，是高层建筑最理想的梁柱选材。但是现代钢结构建筑中使用的比例却很低，原因就在h型钢的壁厚大，在焊接中很难达到全部优良保证系数。由于在设计时未设计热处理工艺，体现不到h型钢的优越性，在钢结构建筑连接技术领域上，至今未找到一种好的方法代替焊接工艺。

本申请人申报过一种h型钢的斗拱连接件(申请号201811415969x),但是其立柱采用h型钢，立柱的支撑侧面抗拉抗弯性能略差，研究发现采用圆筒无缝钢管作为立柱能有效提升整体的抗拉抗弯性能，降低加工难度和成本。

技术实现要素：

针对上述问题，我们提出一种装配建筑斗拱连接件，采用无缝钢柱作为立柱替代h型钢，解决圆形立柱与h型钢梁间的连接问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：装配建筑斗拱连接件，包括上拱和下拱，上拱和下拱上下配合，上拱和下拱的结合面设有h型钢插入的梁固定槽，并且上拱的榫插到下拱的梁固定槽榫卯内，形成十字拱和榫卯结合。

上拱的上侧面及下拱的下侧面分别设有立柱圆筒，立柱圆筒中部孔作为立柱插槽为斗，圆形立柱下端插入上斗的立柱插槽内；圆形立柱上部插入下斗的立柱插槽内。拱和斗是同一个铸钢件上，所以为斗拱连接件。而上下斗拱连接件是旋转90度拱的部分榫卯相互扣合形成的十字形或t字形的斗拱件，因此没有上下之分，只有型材规格之分。

作为优选，上拱的下侧面和下拱上侧面分别设有相互交叉的表面槽和深沟槽，立柱圆筒在上拱及下拱的表面槽和深沟槽交叉位置背面，表面槽和深沟槽之间设有水平筋，表面槽向外凸出高于水平筋平面，深沟槽向内凹陷水平筋平面，深沟槽侧边带有用于与表面槽侧边相配合的卡槽，立柱圆筒外侧面与表面槽和深沟槽的背面之间带有竖直筋，上拱的表面槽嵌入下拱的深沟槽内，下拱的表面槽嵌入上拱的深沟槽内，h型钢插入深沟槽和表面槽组成的方形插槽孔内。

作为优选，表面槽和深沟槽底部均带有若干个用于与大梁或副梁连接的水平固定螺孔，表面槽和深沟槽为相互交叉成垂直布置。

作为优选，水平筋、竖直筋的外轮廓为圆弧形，竖直筋的中部带有用于与交叉柱或斜柱连接的固定孔位，水平筋中部也带有用于与交叉梁或斜梁连接的固定孔位。

作为优选，上拱和下拱分别为铸钢后机加工出的一体结构。

本发明的有益效果：本装置采用适配圆形立柱的斗拱连接件作为装配建筑的立柱横梁连接件，取代h型立柱存在的抗弯抗拉应力不足的问题；

本装置斗拱连接件连接标准化的h型钢及圆形立柱，替代焊接，连接强度满足抗震要求；解决了钢结构建筑焊缝于焊件抗弯曲力不相等的这一技术难题。

本装置斗拱连接件可以进行标准化的生产，可以采用铸钢后机加工制造，再经热处理、热镀锌、热浸塑工艺生产，产品质量稳定。

附图说明

图1为斗拱连接件与圆形立柱及h型梁的装配示意图。

图2为上拱立体图。

图3为下拱立体图。

图4为上拱或下拱俯视图。

图5为上拱或下斗剖面图。

附图中：1、上圆形立柱；2、副梁；3、大梁；4、下圆形立柱；5、上拱；6、下拱；501、竖直筋；502、水平筋；503、立柱圆筒；504、立柱插槽；505、固定孔位；506、水平固定螺孔；507、表面槽；508、卡槽；509、深沟槽；510、倒角。

具体实施方式

本发明装配建筑斗拱连接件，用于采用h型钢为横梁、圆形立柱作为支撑立柱的连接，实现装配式建筑的各部件的整体安装。本发明装配建筑斗拱连接件采用中国传统的四梁八柱、斗拱、榫卯为主要特点，连接节点位置无焊点焊缝，主要依靠斗拱连接件扣住梁与柱，再通过螺栓把梁柱与斗拱连接件固定，但螺栓固定斗拱连接件和梁与柱本身不承载，主要由梁承载本层的重量，柱通过斗拱连接件承载本层以上的重量。

如图1所示，本装置结构包括上拱和下拱，上拱和下拱上下配合，上拱和下拱的结合面设有h型钢插入的方形梁固定槽。

上拱的上侧面及下拱的下侧面分别设有立柱圆筒，立柱圆筒中部开圆孔槽作为立柱插槽，圆形立柱下端插入上拱的立柱插槽内；圆形立柱上部插入下拱的立柱插槽内。

如图2和3所示，上拱的下侧面和下拱上侧面分别设有相互交叉的表面槽和深沟槽，立柱圆筒在上拱及下拱的表面槽和深沟槽交叉位置背面，表面槽和深沟槽之间设有水平筋，表面槽507向外凸出高于水平筋平面，深沟槽509向内凹陷水平筋平面，深沟槽509侧边带有用于与表面槽507侧边相配合的卡槽508，立柱圆筒外侧面与表面槽和深沟槽的背面之间带有竖直筋501；上拱的表面槽嵌入下拱的深沟槽内，下拱的表面槽嵌入上拱的深沟槽内，h型钢插入深沟槽和表面槽组成的方形梁固定槽内。

表面槽和深沟槽底部均带有若干个用于与大梁或副梁连接的水平固定螺孔，表面槽和深沟槽为相互交叉成垂直布置。

水平筋502、竖直筋501的外轮廓为圆弧形，竖直筋501的中部带有用于与交叉柱或斜柱连接的固定孔位505，水平筋502中部也带有用于与交叉梁或斜梁连接的固定孔位。

上拱和下拱分别为铸钢后机加工出的一体结构，具体为先铸钢出带有加工尺寸的毛坯件，然后采用数控机床进行精细加工，方便安装时的各位置尺寸匹配。

本装置的安装及加工要求，

如图1所示，h型钢组成的大梁3和副梁2插入斗拱连接件的方形梁固定槽内，两者成“十字”交叉布置，且由于横竖向的方形梁固定槽上下错位布置，避免分割h型钢。

圆形立柱的长度根据楼层的高度，减去大梁、副梁及斗拱连接件内垫高度就是立柱的长度；圆形立柱使用无缝钢管的尺寸型号是根据楼体的重量确定，圆形立柱厚度由承载力由大梁与副梁强力之和而设定。

图1中大梁与副梁交叉90度安装，也可根据设计要求成不同度数和不同坡度的安装。

在每根梁的翼板面和腹板面上根据技术标准定位尺寸，加工有两排用于与斗拱连接件连接的平面固定螺孔。平面固定螺孔的数量、尺寸规格根据整体装配式建筑的高度重量进行专门规范化标准化设计。本斗拱连接件连接的梁、柱都必须经过热处理加工，提高抗弯曲强度。

表面槽和深沟槽在交叉位置的同一水平面上带有四个外轮廓边界为圆弧形的水平筋502，形成一个平面筋，增强整体强度。

斗拱连接件是上下两件，结构相同，上下旋转90配套使用，上斗拱表面槽与下斗拱的深沟槽配合，上斗拱深沟槽与下斗拱的表面槽配合，

如图3中下拱连接件的表面槽外凸出的榫边，就插在上侧斗拱连接件深沟槽509铆边的卡槽508内，形成榫卯配合。这样4个边槽经过上下两个斗拱连接件相互配合，就形成了四个带榫卯配合的方管形槽以卡住大梁与副梁，再通过每个卡槽水平平面上的水平固定螺孔506，用螺栓贯穿h钢，把上下两个斗拱连接件与梁固定在一起。

斗拱连接件也可以制成成丁字形的连接件；也可制成少两个卡槽成拐角型非直角的斗拱连接件，也可制成不同坡度的斜形斗拱连接件，这主要根据楼体设计的用途，只要改变铸钢模具即可实现安装位置变化的设计。

如图5所示，立柱圆筒的底部为封闭形状，用于安装承托上圆形立柱。由于立柱承担了立柱以上的楼体重量，其立柱承载的重力通过斗拱连接件的整体再传到副梁、大梁和下侧的圆形立柱上，以增大梁柱的承载面积能力。

在工地现场安装时，通过可移动卧式液压机，把上下两个斗拱连接件和圆柱立柱的两端压在一起，过盈配合。

如图1所示的斗拱连接件与上下两个圆形立柱、大梁、副梁装配后，这种连接装配方式在整栋建筑每个立柱上全部装配形成合力。当地震强力波动或平行推动摇摆时，立柱抵抗了杠杆力，梁抵抗了剪切力和波动力，再配合交叉柱、斜柱和蝶式摆动减震器相结合。大梁、副梁都是贯通构造，楼层板、墙板都是贯通竹排相扣合形成整体剪切力楼层板，剪切力墙板。而且楼体重量只有现有建筑的七分之一，在蝶式摆动减震器（专利申请号2018109477866）作用下这就能实现无论多大的强力，多强的地震也就像摇篮一样摇几下而已，所以说斗拱连接件是h型钢建筑的技术核心，决定了h型钢建筑的抗震能力，是人们居住家园的最核心的安全保障。

本装置能够在车间自动化流水线上按产品技术标准、质量标准、工艺标准、计量标准生产，现场只是积木化的安装，有着现有混凝土建筑十倍的速度、十倍的精度、十分之一的用工量、七分之一的重量、百年以上的使用期。

装配式建筑中的斗拱连接件等车间生产，经过热处理工艺加工，其强度抗拉力是普通q235型钢的5倍，主体结构用钢量不到100公斤。整栋如30层建筑毛坯楼的建筑成本只有钢筋混泥土建筑的一半；如果按百年以上使用期时间成本换算的话，只有混凝土建筑的百分之二十，实现了现代建筑整体成本的大幅降低。

本装配建筑斗拱连接件技术是采用顶梁柱的方式，以h型钢及圆形立柱为框架，以斗拱连接件为技术核心，实现了装配建筑的整体规范化设计制造，是工厂化生产必不可少的关键技术。

以上所述实施方式、实施方法，仅仅是对本发明的优先实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明技术的精神前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案推出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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