本實用新型涉及一種牛腿結(jié)構(gòu)，以及包括該牛腿結(jié)構(gòu)的立柱及鋼結(jié)構(gòu)框架。

背景技術(shù)：

懸臂體系的掛梁與懸臂間必然出現(xiàn)擱置構(gòu)造，通常就將懸臂端和掛梁端的局部構(gòu)造稱為牛腿，又稱梁托。

牛腿的作用是銜接懸臂梁與掛梁，并傳遞來自掛梁的荷載。由于梁的相互搭接，中間還要設(shè)置傳力支座來傳遞較大的豎直和水平反力，因此牛腿高度已削弱至不到梁高的一半，卻又要傳遞較大的豎直和水平反力，這就使它成為上部結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，設(shè)計中應(yīng)對此處的構(gòu)造予以足夠的重視。

現(xiàn)有技術(shù)中的牛腿和掛梁，多采用這樣的結(jié)構(gòu)：在豎直的牛腿結(jié)構(gòu)的上端套裝一套件，該套件上設(shè)置掛耳，掛梁設(shè)置于兩根牛腿結(jié)構(gòu)之間、兩端分別架設(shè)在兩個掛耳上。該結(jié)構(gòu)簡便易行，然而需要耗費較多的材料，整體重量較大；牛腿結(jié)構(gòu)和掛梁非整體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)固性較差；掛耳需要承擔(dān)掛梁傳遞的載荷，若需要增加掛耳的強度則需要進一步增加材料用量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種強度大、穩(wěn)固性好、節(jié)省材料、重量輕的牛腿結(jié)構(gòu)、立柱及鋼結(jié)構(gòu)框架。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種牛腿結(jié)構(gòu)，包括管狀的牛腿柱身，所述牛腿柱身圍成管腔，所述牛腿柱身設(shè)置有貫穿管壁的榫孔，所述榫孔與所述管腔連通；所述牛腿柱身設(shè)置有一塊或更多塊加強板，所述加強板一端與所述牛腿柱身連接，另一端突出于所述牛腿柱身內(nèi)表面或外表面；所述加強板設(shè)置在所述榫孔邊緣或環(huán)繞所述榫孔設(shè)置。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述榫孔具有四條邊，所述四條邊圍成一矩形區(qū)域，每條邊均連接有向柱身內(nèi)側(cè)翻折的加強板；每個加強板在所述矩形區(qū)域相應(yīng)的邊處與所述牛腿柱身連接；并且這些加強板的形狀滿足：若所有加強板以各自連接所述牛腿柱身的邊為軸轉(zhuǎn)動到所述管壁平面內(nèi)，則它們彼此相合并恰好補齊所述榫孔。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述加強板與所述管壁成銳角、直角或鈍角。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述加強板是由所述管壁在所述矩形區(qū)域內(nèi)的部分切割彎折而成的，或所述加強板焊接在所述管壁上。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述牛腿結(jié)構(gòu)還包括連接板，所述連接板設(shè)置于所述加強板的外圍并連接至少兩塊相鄰的加強板。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述連接板的數(shù)量為一片并同時連接所有加強板。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述連接板為閉合的環(huán)形。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，至少一塊所述加強板突出于所述牛腿柱身的內(nèi)表面，至少一塊所述加強板突出于所述牛腿柱身的外表面。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述榫孔具有四條邊，所述四條邊圍成一矩形區(qū)域，每條邊均連接有向柱身內(nèi)側(cè)或外側(cè)翻折的加強板；每個加強板在所述矩形區(qū)域相應(yīng)的邊處與所述牛腿柱身連接；并且這些加強板的形狀滿足：若所有加強板以各自連接所述牛腿柱身的邊為軸轉(zhuǎn)動到所述管壁平面內(nèi)，則它們彼此相合并恰好補齊所述榫孔。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述榫孔的四條邊中，其中一條邊所連接的加強板向所述牛腿柱身內(nèi)側(cè)翻折，其余三條邊所連接的加強板向所述牛腿柱身外側(cè)翻折。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述榫孔的四條邊中，位于上方或左右兩側(cè)的加強板向所述牛腿柱身內(nèi)側(cè)翻折。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述榫孔為兩個以上，沿圓周方向分布在所述牛腿柱身上。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述牛腿柱身為方管。

本實用新型還公開了一種立柱，其包括以上所述的牛腿結(jié)構(gòu)以及支撐柱；所述支撐柱包括管狀的支撐柱身，所述牛腿柱身與所述支撐柱身連接。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述牛腿柱身與所述支撐柱身為一體件。

本實用新型還公開了一種鋼結(jié)構(gòu)框架，其包括梁，還包括以上所述的立柱；所述梁伸入或穿過所述榫孔。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述梁焊接、通過螺紋緊固件連接或鉚接于所述牛腿結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述梁焊接、通過螺紋緊固件連接或鉚接于所述加強板。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述榫孔通過這樣的方法制成：

A、確定所需形成的榫孔的長和寬；

B、在所述柱身上需要形成榫孔處確定榫孔的位置，從而根據(jù)所述長和寬確定一個矩形；

C、由所述矩形的四角分別引出一條貫穿柱身管壁的切割線，并使各切割線交匯；

D、將每個區(qū)域的金屬板沿所述矩形相應(yīng)的一條邊向所述柱身的內(nèi)側(cè)翻折90°。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，上述步驟C包括：

C1、在所述矩形區(qū)域內(nèi)，平行于所述矩形其中一對邊地切割一道貫穿柱身管壁的中央切割線；稱所述一對邊為基準(zhǔn)邊，另一對邊為相對邊；所述中央切割線不接觸所述相對邊；

C2、設(shè)置邊緣切割線，所述邊緣切割線貫穿所述金屬板件，并且連接所述矩形區(qū)域的四角和所述中央切割線。

本實用新型提供的牛腿結(jié)構(gòu)，預(yù)先在管狀柱身上開設(shè)榫孔，開設(shè)的榫孔尺寸和梁相配，從而梁可穿過榫孔設(shè)置，節(jié)省了空間，框架結(jié)構(gòu)的整體重量不會增加或增加很少；取消了掛耳的設(shè)計，采用橫梁穿過牛腿結(jié)構(gòu)的方案，從而框架整體性大大提高，強度和穩(wěn)定性也大大提高。

本實用新型提供的牛腿結(jié)構(gòu)，采用方管作為柱身材料，事先切割出貫穿的切割線，再向內(nèi)彎折切割之后的柱身管壁，向內(nèi)彎折的部分可作為連接橫梁的加強板、可與橫梁焊接連接，一體化程度高、強度大。

本實用新型提供的牛腿結(jié)構(gòu)，切割并向內(nèi)彎折的管壁形成加強板，其外圍設(shè)有連接板連接各加強板，各加強板和連接板相互焊結(jié)從而保證了榫孔的剪力強度；尤其在橫梁焊接于牛腿結(jié)構(gòu)上之后，連接板可保證榫孔的節(jié)點強度。

支撐柱身與牛腿柱身為一體件時，也可以看做是在立柱上開始榫孔，并在其內(nèi)表面設(shè)置加強板和連接板，這樣可節(jié)省加工工作，使得本實用新型結(jié)構(gòu)更簡單。

在設(shè)置方形榫孔的情況下，榫孔四周的加強板可向牛腿結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)翻折。加強板向外翻折的情況下，便于將加強板和梁相互固定。其中，設(shè)置榫孔一條邊的加強板向內(nèi)翻折、剩余三條邊的加強板向外翻折，可達到對梁進行定位的作用，便于將梁安裝到牛腿結(jié)構(gòu)上時快速確定榫孔位置，加快安裝速度；特別地，當(dāng)向內(nèi)翻折的加強板位于其余加強板的上方時，除了方便定位以外，折向牛腿柱身外側(cè)的加強板還可托舉梁的端部，在將梁插入榫孔之前分擔(dān)安裝人員的一部分工作負擔(dān)，減輕安裝人員的勞動強度。

附圖說明

圖1為本實用新型用于制作牛腿結(jié)構(gòu)的柱身，其為方管；

圖2為一種圖1中柱身上切割線的設(shè)置示意圖；

圖3為按照圖2中切割線切割后榫孔的形成示意圖；

圖4為在榫孔中安裝梁的示意圖，其中梁的端部架設(shè)在榫孔內(nèi)；

圖5為在柱身內(nèi)部，連接有連接板的加強板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為在榫孔中安裝梁的示意圖，其中梁穿過牛腿結(jié)構(gòu)；

圖7為另一種圖1中柱身上切割線的設(shè)置示意圖；

圖8示出了加強片的另一種安排方式；

圖9示出了加強片的再一種安排方式；

圖10為在柱身內(nèi)部，另一種連接有加強片的連接塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為再一種圖1中柱身上切割線的設(shè)置示意圖；

圖12為一種含有本實用新型提供的牛腿結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本實用新型一種含有外翻的連接塊的牛腿結(jié)構(gòu)、立柱及梁的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細的描述。

實施例一

參考圖1，牛腿結(jié)構(gòu)包括柱身1，柱身1總體為一根方管。其中，柱身1具有外表面11和內(nèi)表面12。在柱身1的一個平面上，確定一矩形區(qū)域2，其中矩形區(qū)域2為正方形。參考圖2，在正方形的矩形區(qū)域2上，由矩形區(qū)域2的四角出發(fā)，各引出一條切割線3，切割線3貫穿矩形區(qū)域2覆蓋的柱身1的管壁。則矩形區(qū)域2的各邊和切割線3圍成四塊三角形區(qū)域，稱這四塊三角形區(qū)域為加強板4。

參考圖3，為柱身1包含矩形區(qū)域2的局部結(jié)構(gòu)示意圖。其中，上方對應(yīng)柱身1的外表面11，而下方對應(yīng)柱身1的內(nèi)表面12。將圖2中所示的加強板4向柱身1的內(nèi)表面12)彎折90°。例如，圖3中有三塊加強板4已經(jīng)彎折，還有一塊加強板4仍處于柱身1所在平面內(nèi)。將其沿圖3中箭頭方向彎折90°。需要注意的是，加強板4彎折90°可提供最佳的連接性能；但也可彎折為銳角、鈍角或只形成一個突出于柱身1表面的翹曲結(jié)構(gòu)。從而，四塊加強板4及其彎折部分形成榫孔21。需要注意的是，加強板4的彎折不具有先后順序，同時進行彎折也是可以的；另外，本例中的“上方”和“下方”僅是針對圖3所示方位所用的相對性概念，不用于對技術(shù)方案和權(quán)利要求保護范圍進行限制。

參考圖4，將梁6的一端穿入榫孔21內(nèi)，另一端同樣穿入相同設(shè)置的另一根牛腿結(jié)構(gòu)的柱身上的榫孔內(nèi)，或者通過其他方式將梁6固定。

若將上述牛腿結(jié)構(gòu)采用套接、焊接、鉚接等方式連接在支撐柱上，或者上述牛腿結(jié)構(gòu)和支撐柱一體地設(shè)置，即可形成含有上述榫孔21的立柱，用于搭配梁6搭建鋼結(jié)構(gòu)框架。

參考圖6，牛腿結(jié)構(gòu)的柱身1上相對地設(shè)置有兩個榫孔21，連個榫孔21大小相同并相對設(shè)置。梁6穿過兩個榫孔21從而完全穿過柱身1，整體地架設(shè)在柱身1上。將梁6分別與兩個榫孔21對應(yīng)的加強板4焊接。

在上述基礎(chǔ)上，設(shè)置四個榫孔21，沿圓周方向分布在牛腿結(jié)構(gòu)上，榫孔21兩兩相對，每根梁6穿過一對榫孔21，即可搭建如圖12所示的鋼結(jié)構(gòu)框架。而在牛腿結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，梁6可以是斷開的，也可以是整根的。若穿過同一組榫孔21的兩根梁6均為整根且發(fā)生交叉，可使其中一根梁6穿過另外一根。梁6直接由外側(cè)焊接于牛腿結(jié)構(gòu)上。

實施例二

本實施例與實施例一類似。區(qū)別在于，在將梁6插入榫孔21中之后，將梁6與各加強板4焊接。

實施例三

參考圖1，牛腿結(jié)構(gòu)包括柱身1，柱身1總體為一根方管。在柱身1的一個平面上，確定一矩形區(qū)域2，其中矩形區(qū)域2為正方形。參考圖2，在正方形的矩形區(qū)域2上，由矩形區(qū)域2的四角出發(fā)，各引出一條切割線3，切割線3貫穿矩形區(qū)域2覆蓋的柱身1的管壁。則矩形區(qū)域2的各邊和切割線3圍成四塊三角形區(qū)域，稱這四塊三角形區(qū)域為加強板4。

參考圖3，為柱身1包含矩形區(qū)域2的局部結(jié)構(gòu)示意圖。其中，上方對應(yīng)柱身1的外表面12。將圖2中所示的加強板4向柱身1內(nèi)表面12彎折90°。例如，圖3中有三塊加強板4已經(jīng)彎折，還有一塊加強板4仍處于柱身1所在平面內(nèi)。將其沿圖3中箭頭方向彎折90°。從而，四塊加強板4及其彎折部分形成榫孔21。需要注意的是，加強板4的彎折不具有先后順序，同時進行彎折也是可以的；另外，本例中的“上方”和“下方”僅是針對圖3所示方位所用的相對性概念，不用于對技術(shù)方案和權(quán)利要求保護范圍進行限制。

參考圖5，取一環(huán)形的片狀金屬連接板5，套設(shè)于四塊加強板4的外圍，并將各加強板4和連接板5焊接，從而各加強板4通過連接板5連成一個整體，進而大幅提高了負載能力，節(jié)點強度大為提高。

參考圖4，將梁6的一端穿入榫孔21內(nèi)，另一端同樣穿入相同設(shè)置的另一根牛腿結(jié)構(gòu)的柱身上的榫孔內(nèi)，或者通過其他方式將梁6固定。

將梁6與各加強板4焊接。

實施例四

參考圖1，牛腿結(jié)構(gòu)包括柱身1，柱身1總體為一根方管。在柱身1的一個平面上，確定一矩形區(qū)域2。參考圖7，矩形區(qū)域2的四條邊中，稱豎直的相對兩邊為基準(zhǔn)邊，另外的相對兩邊為相對邊。平行于基準(zhǔn)邊，切割一道貫穿柱身1管壁的中央切割線31，中央切割線31的兩端與兩條相對變均留有一定距離。由矩形區(qū)域2的四角出發(fā)，各引出一條邊緣切割線32，邊緣切割線32貫穿矩形區(qū)域2所覆蓋的柱身1的管壁，并且邊緣切割線32分別與兩條相對邊圍成兩個等腰梯形。矩形區(qū)域2的各邊和中央切割線31、邊緣切割線32圍成四塊區(qū)域，稱這四塊區(qū)域為加強板4。

將四塊加強板4分別向柱身1的內(nèi)側(cè)彎折90°形成榫孔21，彎折過程同實施例一。需要注意的是，加強板4彎折90°可提供最佳的連接性能；但也可彎折為銳角、鈍角或只形成一個突出于柱身1表面的翹曲結(jié)構(gòu)。參考圖5，取一環(huán)形的片狀金屬連接板5，套設(shè)于四塊加強板4的外圍，并將各加強板4和連接板5焊接，從而各加強板4通過連接板5連成一個整體，進而大幅提高了負載能力，節(jié)點強度大為提高。參考圖4，將梁6的一端穿入榫孔21內(nèi)，另一端同樣穿入相同設(shè)置的另一根牛腿結(jié)構(gòu)的柱身上的榫孔內(nèi)，或者通過其他方式將梁6固定。

若將上述牛腿結(jié)構(gòu)采用套接、焊接、鉚接等方式連接在支撐柱上，或者上述牛腿結(jié)構(gòu)和支撐柱一體地設(shè)置，即可形成含有上述榫孔21的立柱，用于搭配梁6搭建鋼結(jié)構(gòu)框架。

參考圖6，牛腿結(jié)構(gòu)的柱身1上相對地設(shè)置有兩個榫孔21，連個榫孔21大小相同并相對設(shè)置。梁6穿過兩個榫孔21從而完全穿過柱身1，整體地架設(shè)在柱身1上。將梁6分別與兩個榫孔21對應(yīng)的加強板4焊接。

在上述基礎(chǔ)上，設(shè)置四個榫孔21，沿圓周方向分布在牛腿結(jié)構(gòu)上，榫孔21兩兩相對，每根梁6穿過一對榫孔21，即可搭建如圖12所示的鋼結(jié)構(gòu)框架。而在牛腿結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，梁6可以是斷開的，也可以是整根的。若穿過同一組榫孔21的兩根梁6均為整根且發(fā)生交叉，可使其中一根梁6穿過另外一根。梁6直接由外側(cè)焊接于牛腿結(jié)構(gòu)上，或焊接于各加強板4。

實施例五

本實施例與實施例一類似。區(qū)別在于，參考圖8，連接板5并非整體的環(huán)形，而是分離的四片，每一片分別連接相鄰的兩塊加強板4的外側(cè)，連接方式為焊接。

實施例六

本實施例與實施例一類似。區(qū)別在于，參考圖9，連接板5并非整體的環(huán)形，而是由金屬片彎折而成的“C”形，并連接于所有加強板4的外側(cè)，連接方式為焊接。

實施例七

本實施例與實施例一類似。區(qū)別在于，參考圖10，各加強板4并非部分切割立柱壁后向內(nèi)彎折而成，而是整體切割為分離的四塊加強板4，再將各加強板4焊接到立柱的柱身1上矩形區(qū)域2各邊，向柱身1的內(nèi)側(cè)延伸，并和柱身1垂直；然后再將連接板5焊接在加強板4的外圍。

實施例八

本實施例與實施例四類似。區(qū)別在于，參考圖11，邊緣切割線32并不與相對邊圍成等腰梯形，而是：中央切割線31延伸到矩形區(qū)域2的一對對邊，邊緣切割線32沿著這一對對邊切割，兩端分別延伸到另一對對邊，再沿著未切割的對邊翻折柱身1的管壁形成兩塊加強板4，隨后將加強片5焊接在兩塊加強板4的外圍。

實施例九

本實施例與實施例四類似。區(qū)別在于，四塊加強板4中，有三塊向牛腿柱身外側(cè)翻折90°，另外一塊向內(nèi)翻折90°。向外側(cè)翻折的三塊加強板4通過焊接環(huán)形或“C”形的連接板5而連接在一起。

實施例十

參考圖13，本實施例與實施例九類似，但是指定向牛腿柱身內(nèi)側(cè)翻折的加強板4為位于上方的加強板4，從而向外翻折的加強板4可在安裝梁時對梁提供定位及托舉，并取消了連接板5。兩根梁6交叉，各自穿過一對榫孔，并在各加強板4和梁6上鉆孔，采用螺紋緊固件連接或鉚接的方式，將梁和牛腿結(jié)構(gòu)、立柱固定連接形成鋼結(jié)構(gòu)框架。

以上詳細敘述了本使用新型的較佳具體實施例。需要指出的是，本實用新型中的實施例僅用于對本實用新型進行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以想到的其他實質(zhì)上等同的替代，均在本實用新型保護范圍內(nèi)。