本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域，具體為一種自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)及組裝方法，生產(chǎn)的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)可作為鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用的鋼管連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，尤其是幕墻鋼結(jié)構(gòu)中，鋼管的連接主要采用對接焊縫連接。這種連接方式，由于采用對接焊縫，施工難度大，尤其是高空作業(yè)施工難度更大，對焊接人員的技術(shù)水平要求高，對接焊縫的質(zhì)量不易保證，焊縫引起的殘余應(yīng)力和殘余變形較大。為此，本發(fā)明提出一種自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)及組裝方法，避免了鋼管間的焊接連接，在工程應(yīng)用中取得良好的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)及組裝方法，實現(xiàn)鋼管與鋼管結(jié)構(gòu)之間的連接，滿足實際工程設(shè)計、施工需要。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括：自膨脹鋼管環(huán)向約束箍、約束箍預(yù)留分離槽、約束箍預(yù)留螺栓孔、自膨脹鋼管、自膨脹鋼管豎向貫通伸縮縫、帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管、普通鋼管，具體結(jié)構(gòu)如下：

自膨脹鋼管環(huán)向約束箍設(shè)有約束箍預(yù)留分離槽、約束箍預(yù)留螺栓孔，自膨脹鋼管環(huán)向約束箍為兩半對開結(jié)構(gòu)，兩半對開結(jié)構(gòu)對接后的中心形成圓孔；自膨脹鋼管環(huán)向約束箍套于自膨脹鋼管中部，自膨脹鋼管豎向中間留有自膨脹鋼管豎向貫通伸縮縫，自膨脹鋼管受到環(huán)向約束使自膨脹鋼管豎向貫通伸縮縫趨于閉合時，自膨脹鋼管的上下分別伸至普通鋼管和帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管內(nèi)。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)，兩半對開結(jié)構(gòu)的兩端相對面上，分別相對開設(shè)約束箍預(yù)留分離槽、約束箍預(yù)留螺栓孔，約束箍預(yù)留分離槽位于約束箍預(yù)留螺栓孔的內(nèi)側(cè)，相對的約束箍預(yù)留分離槽對接組合成方孔，相對的約束箍預(yù)留螺栓孔對接，通過配套的螺栓桿和螺母連接鎖緊。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)，帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管中設(shè)置內(nèi)襯卡環(huán)，采用自膨脹鋼管連接鋼管時，通過內(nèi)襯卡環(huán)固定自膨脹鋼管。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)，還設(shè)置封裝鋼管連接環(huán)，包括子封裝鋼管連接環(huán)和母封裝鋼管連接環(huán)，子封裝鋼管連接環(huán)和母封裝鋼管連接環(huán)相對設(shè)置，子封裝鋼管連接環(huán)的兩個端頭分別設(shè)置子封裝鋼管連接環(huán)連接鍵，母封裝鋼管連接環(huán)的兩個端頭分別設(shè)置母封裝鋼管連接環(huán)連接鍵槽，子封裝鋼管連接環(huán)連接鍵和母封裝鋼管連接環(huán)連接鍵槽相對設(shè)置、通過咬合連接，形成封裝鋼管連接環(huán)。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)，自膨脹鋼管采用彈性性能好的鋼材制作，使其膨脹后產(chǎn)生較大的垂直于環(huán)向的正壓力，自膨脹鋼管的外表面通過增大摩擦系數(shù)的工藝處理，增加自膨脹鋼管與帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管和普通鋼管之間的摩擦力。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)，帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管與自膨脹鋼管連接的內(nèi)表面通過增大摩擦系數(shù)的工藝處理，增大其與自膨脹鋼管外表面的摩檫力；普通鋼管與自膨脹鋼管連接的內(nèi)表面通過增大摩擦系數(shù)的工藝處理，增大其與自膨脹鋼管外表面的摩檫力。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)的組裝方法，具體組裝過程如下：

(1)將自膨脹鋼管環(huán)向約束箍套于自膨脹鋼管中部，在約束箍預(yù)留螺栓孔內(nèi)穿過螺栓桿，擰緊螺母，通過對螺母的擰緊，迫使自膨脹鋼管的自膨脹鋼管豎向貫通伸縮縫閉合，形成組裝體；

(2)將組裝體的下端吊裝入帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管內(nèi)，安裝定位好后，再吊裝普通鋼管到組裝體的上端；

(3)帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管與普通鋼管安裝完成后，拆除自膨脹鋼管環(huán)向約束箍。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)的組裝方法，步驟(3)后，自膨脹鋼管環(huán)向約束箍約束自膨脹鋼管時，使得上下的被連接鋼管之間留有間隙，在間隙的位置利用子封裝鋼管連接環(huán)和母封裝鋼管連接環(huán)封閉，通過在子封裝鋼管連接環(huán)連接鍵、母封裝鋼管連接環(huán)連接鍵槽使連接處封合。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)的組裝方法，步驟(3)中，拆除順序為，先拆除螺母，后撤掉螺栓桿，最后拆除自膨脹鋼管環(huán)向約束箍；拆除后，自膨脹鋼管在環(huán)向膨脹，穩(wěn)定連接帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管與普通鋼管。

所述的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)的組裝方法，步驟(1)在工廠內(nèi)預(yù)制完成，步驟(2)以后在施工現(xiàn)場完成。

本發(fā)明具有以下特點及有益效果：

1、本發(fā)明的自膨脹摩擦型鋼管連接結(jié)構(gòu)和組裝方法，相比傳統(tǒng)的焊接連接，連接過程中不使用焊接，連接部位沒有焊縫的殘余應(yīng)力，主要構(gòu)件之間的連接靠自膨脹鋼管與被連接鋼管的摩擦力。接口部分由于自膨脹鋼管的存在，更加強了接口的強度。比焊接連接方式更可靠穩(wěn)定。

2、本發(fā)明的自膨脹摩擦型鋼管連接結(jié)構(gòu)和組裝方法，相比傳統(tǒng)鋼管連接方式，施工操作大大簡化，對施工人員的要求不高，構(gòu)件簡單易加工，對施工現(xiàn)場的環(huán)境要求不高，操作流程簡單，省時高效，能大幅提高施工進(jìn)度。

3、本發(fā)明的自膨脹摩擦型鋼管連接結(jié)構(gòu)和組裝方法，相比傳統(tǒng)鋼管連接方式，更加靈活，實用性更強，且后續(xù)的保養(yǎng)更換更加方便，拆卸也比較簡單，在臨時或活動型建筑結(jié)構(gòu)中優(yōu)越性顯得更加突出。

4、本發(fā)明的自膨脹摩擦型鋼管連接結(jié)構(gòu)和組裝方法，相比傳統(tǒng)鋼管連接方式，構(gòu)件可以反復(fù)多次利用，且連接方式簡單，利用自膨脹摩擦型鋼管與鋼管之間的摩擦力，環(huán)保節(jié)能，更好的滿足了當(dāng)下綠色建筑的要求。

附圖說明

圖1是自膨脹鋼管環(huán)向約束箍的三維圖。

圖2是自膨脹鋼管的三維圖。

圖3是帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管三維圖。

圖4是普通鋼管的三維圖。

圖5是封裝鋼管連接環(huán)的三維圖。

圖6是封裝鋼管連接環(huán)的連接位置細(xì)部三維圖。

圖7是自膨脹鋼管外扣自膨脹鋼管環(huán)向約束箍過程的三維圖。

圖8是自膨脹鋼管外扣自膨脹鋼管環(huán)向約束箍完成的三維圖。

圖9是采用圖8連接圖3和圖4過程的三維圖。

圖10是采用圖8連接圖3和圖4完成的三維圖。

圖11是拆除自膨脹鋼管環(huán)向約束箍過程的三維圖。

圖12是拆除自膨脹鋼管環(huán)向約束箍完成的三維圖。

圖13是封裝鋼管連接環(huán)組裝過程的三維圖。

圖14是封裝鋼管連接環(huán)組裝完成的三維圖。

圖中，1自膨脹鋼管環(huán)向約束箍；2約束箍預(yù)留分離槽；3約束箍預(yù)留螺栓孔；4螺栓桿；5螺母；6自膨脹鋼管；7自膨脹鋼管豎向貫通伸縮縫；8帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管；9內(nèi)襯卡環(huán)；10普通鋼管；11子封裝鋼管連接環(huán)；12子封裝鋼管連接環(huán)連接鍵；13母封裝鋼管連接環(huán)；14母封裝鋼管連接環(huán)連接鍵槽。

具體實施方式

如圖1-圖14所示，本發(fā)明自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)，主要包括：自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1、約束箍預(yù)留分離槽2、約束箍預(yù)留螺栓孔3、螺栓桿4、螺母5、自膨脹鋼管6、自膨脹鋼管豎向貫通伸縮縫7、帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8、內(nèi)襯卡環(huán)9、普通鋼管10、子封裝鋼管連接環(huán)11、子封裝鋼管連接環(huán)連接鍵12、母封裝鋼管連接環(huán)13、母封裝鋼管連接環(huán)連接鍵槽14等，具體結(jié)構(gòu)如下：

如圖1所示，自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1，其由約束箍預(yù)留分離槽2、約束箍預(yù)留螺栓孔3、螺栓桿4和螺母5組成，自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1為兩半對開結(jié)構(gòu)，兩半對開結(jié)構(gòu)對接后的中心形成圓孔，兩半對開結(jié)構(gòu)的兩端相對面上，分別相對開設(shè)約束箍預(yù)留分離槽2、約束箍預(yù)留螺栓孔3，約束箍預(yù)留分離槽2位于約束箍預(yù)留螺栓孔3的內(nèi)側(cè)，相對的約束箍預(yù)留分離槽2對接組合成方孔，相對的約束箍預(yù)留螺栓孔3對接，通過配套的螺栓桿4和螺母5連接鎖緊。

其中，約束箍預(yù)留分離槽2是為了在分離自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1時，伸入撬棍或其它工具。約束箍預(yù)留螺栓孔3、螺栓桿4和螺母5，是為了在約束自膨脹鋼管6時，固定自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1。

如圖2所示，自膨脹鋼管6，其采用彈性性能好的鋼材制作，目的是使其膨脹后產(chǎn)生較大的垂直于環(huán)向的正壓力，自膨脹鋼管的外表面，做噴砂或其它增大摩擦系數(shù)的工藝處理，從而增加自膨脹鋼管6與帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8和普通鋼管10之間的摩擦力。

自膨脹鋼管6豎向中間留有自膨脹鋼管豎向貫通伸縮縫7，自膨脹鋼管6受到環(huán)向約束時，該縫趨于閉合，并產(chǎn)生很大的膨脹力。

自膨脹鋼管6連接帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8和普通鋼管10，依據(jù)的原理是摩檫傳力，因此自膨脹鋼管的尺寸也需根據(jù)傳遞摩檫力的大小確定。

如圖3所示，帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8中設(shè)置內(nèi)襯卡環(huán)9，目的是為了采用自膨脹鋼管6連接鋼管時，固定自膨脹鋼管6，防止自膨脹鋼管6在自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1分離時，滑落于自膨脹鋼管6連接的普通鋼管10內(nèi)。帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8與自膨脹鋼管6連接的內(nèi)表面做噴砂或其它增大摩擦系數(shù)的工藝處理，增大其與自膨脹鋼管6外表面的摩檫力，內(nèi)襯卡環(huán)9的尺寸可根據(jù)傳遞到其上表面的豎向荷載計算確定。

如圖4所示，普通鋼管10，其與自膨脹鋼管6連接的內(nèi)表面，做噴砂或其它增大摩擦系數(shù)的工藝處理，增大其與自膨脹鋼管6外表面的摩檫力。

如圖5-圖6所示，子封裝鋼管連接環(huán)11和母封裝鋼管連接環(huán)13相對設(shè)置，子封裝鋼管連接環(huán)11的兩個端頭分別設(shè)置子封裝鋼管連接環(huán)連接鍵12，母封裝鋼管連接環(huán)13的兩個端頭分別設(shè)置母封裝鋼管連接環(huán)連接鍵槽14，子封裝鋼管連接環(huán)連接鍵12和母封裝鋼管連接環(huán)連接鍵槽14相對設(shè)置二者可通過咬合連接，形成封裝鋼管連接環(huán)。

如圖7-圖14所示，本發(fā)明自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)的組裝方法，具體組裝過程如下：

如圖7-圖8所示，首先將自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1套于自膨脹鋼管6中部，然后在約束箍預(yù)留螺栓孔3內(nèi)穿過螺栓桿4，擰緊螺母5，通過對螺母5的擰緊，迫使自膨脹鋼管6的自膨脹鋼管豎向貫通伸縮縫7閉合，形成組裝體。

上述過程可在工廠內(nèi)預(yù)制完成，以下過程在施工現(xiàn)場完成。

如圖9-圖10所示，將組裝體的下端吊裝入帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8內(nèi)，安裝定位好后，再吊裝普通鋼管10到組裝體的上端。

如圖11-12所示，帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8與普通鋼管10安裝完成后，拆除自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1。拆除順序為，先拆除螺母5，后撤掉螺栓桿4，最后用撬棍或其它類似工具，拆除自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1。拆除后，自膨脹鋼管6在環(huán)向膨脹，穩(wěn)定連接帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8與普通鋼管10。

如圖13-圖14所示，由于自膨脹鋼管環(huán)向約束箍1約束自膨脹鋼管6時，使得上下的被連接鋼管(帶內(nèi)襯卡環(huán)的被連接鋼管8與普通鋼管10)之間留有一定的間隙，在間隙的位置利用子封裝鋼管連接環(huán)11和母封裝鋼管連接環(huán)13封閉，通過在子封裝鋼管連接環(huán)連接鍵12、母封裝鋼管連接環(huán)連接鍵槽14使連接處封合，不影響鋼管的美觀。

實施例結(jié)果表明，本發(fā)明的自膨脹摩檫型鋼管連接結(jié)構(gòu)及組裝方法：連接過程中不使用焊接，連接部位沒有焊縫的殘余應(yīng)力，主要構(gòu)件之間的連接靠自膨脹鋼管與被連接鋼管的摩擦力，接口部分由于自膨脹鋼管的存在，更加強了接口的強度，比焊接連接方式更可靠穩(wěn)定；施工操作大大簡化，對施工人員的要求不高，構(gòu)件簡單易加工，對施工現(xiàn)場的環(huán)境要求不高，操作流程簡單，省時高效，能大幅提高施工進(jìn)度；更加靈活，實用性更強，且后續(xù)的保養(yǎng)更換更加方便，拆卸也比較簡單，在臨時或活動型建筑結(jié)構(gòu)中優(yōu)越性顯得更加突出。該構(gòu)件可以反復(fù)多次利用，且連接方式簡單，利用自膨脹摩擦型鋼管與鋼管之間的摩擦力，環(huán)保節(jié)能，更好的滿足了當(dāng)下綠色建筑的要求。