鎖舌式裝配式集裝箱房屋連接點的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種應用于裝配式集裝箱房屋的連接節點，主要由節點板，節點板上抗剪鍵，抗剪鍵蓋板，鎖舌，連接抗剪鍵蓋板與抗剪鍵的螺栓，拉桿，彈簧組成，通過鎖舌扣住集裝箱立柱封板的方式實現上下集裝箱之間的連接，通過設計節點板的大小和節點板上抗剪鍵的數量實現左右前后集裝箱之間的連接。所設計的鎖舌具有不同傾斜程度的端面，使得其能在集裝箱自重下伸入滑動槽道內，集裝箱落位后自動彈出，保證集裝箱立柱承受拉力時上下立柱之間不脫開，現場只需要進行集裝箱定位和落位工作，無任何焊接和螺栓安裝加緊工作，實現了集裝箱房屋快速安裝和安全使用的目的。本發明的裝配式集裝箱房屋節點連接方式現場基本沒有任何的人工作業，只需要進行集裝箱定位和落位工作，解決了現有節點連接方式人工作業多，作業空間小，且只能連接上下左右四個集裝箱等問題。
【專利說明】鎖舌式裝配式集裝箱房屋連接點
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于裝配式集裝箱房屋的連接節點。
【背景技術】
[0002] 裝配式集裝箱房屋是指采用廢舊集裝箱或新集裝箱作為建筑模塊進行拼裝搭接 的新型建筑體系，其具有運輸迅速便捷，模塊化生產，節能環保，資源利用率高等一系列優 點。而連接節點決定裝配式集裝箱房屋結構性能和施工成本的關鍵因素，目前主要采用焊 接連接形式或者高強度螺栓連接形式。焊接連接節點通過在集裝箱模塊之間加焊短柱或者 墊板實現上下左右集裝箱之間的連接，這種連接方式在施工時需要大量的現場焊接作業， 施工不夠便捷，加焊的短柱或者墊板耗費了大量的鋼材，提高了裝配式集裝箱房屋的造價， 并且節點形式為焊接連接的集裝箱房屋拆卸復雜，拆卸后不能回收重復利用。高強度螺栓 連接節點通過在上下集裝箱模塊的橫梁端部翼緣上擰入螺栓實現上下集裝箱模塊之間的 連接，這種連接方式的需要的零部件較多，施工時需要較多的人工作業和精確人工定位，無 法進一步提高集裝箱房屋的施工速度。
[0003] 此外，受作業空間限制，現有的集裝箱節點連接方式只能實現上下左右四個集裝 箱之間的連接，無法實現上下左右前后八個集裝箱之間的連接，大大限制了裝配式集裝箱 房屋平面布置的選擇，限制了結構體系的發展。因此需要開發一種現場作業少、連接簡單、 能夠實現上下左右前后八個集裝箱連接完全裝配式集裝箱房屋連接節點，為集裝箱房屋的 順利發展提供技術支持。
【發明內容】
[0004] 鑒于上述技術問題，本發明提供如下解決方案：創建一種新型的裝配式集裝箱房 屋的連接節點，克服現有技術中現場人工作業多，安裝緩慢復雜，后期不便于回收，以及裝 配式集裝箱房屋平面布置不夠靈活的問題。
[0005] 為達到上述發明目的，本發明提供的技術方案如下： 一種裝配式集裝箱房屋的連接節點，該連接節點由節點板，抗剪鍵，抗剪鍵蓋板，拉桿， 彈簧，螺栓和鎖舌組成，所述抗剪鍵位于節點板上下兩面，與節點板鍛造而成，所述抗剪鍵 和抗剪鍵墊板通過螺栓連接，所述拉桿與鎖舌焊接連接，并位于抗剪鍵內部。
[0006] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，所述節點板的形狀為大致方形板，根據 連接集裝箱個數的不同確定節點板的大小和形狀。
[0007] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，所述抗剪鍵的形狀為塊體，塊體頂部鍛 造有能夠使鎖舌滑動的槽道，在塊體四個角點設置有四個螺栓孔。
[0008] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，所述抗剪鍵蓋板底部形狀與抗剪鍵頂部 形狀相同，共同形成鎖舌的滑動槽道，蓋板四個角點設置有四個螺栓孔。
[0009] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，所述螺栓通過貫入抗剪鍵蓋板和抗剪鍵 中的螺栓孔將抗剪鍵蓋板與抗剪鍵連接起來。
[0010] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，所述彈簧位于抗剪鍵內部的槽道內，該 彈簧的長度比槽道的長度長，保證彈簧在初始狀態下能頂住鎖舌并給鎖舌提供向外的推 力。
[0011] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，所述拉桿扣在抗剪鍵內部，并與鎖舌焊 接連接，保證鎖舌在抗剪鍵槽道內的位置，不在彈簧推力作用下脫離槽道。
[0012] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，所述鎖舌位于抗剪鍵內部的槽道內，該 鎖舌上下兩個端面傾斜程度不相同，上部端面傾斜程度能保證鎖舌在集裝箱模塊自重作用 下伸入抗剪鍵內部的槽道，下部端面能保證鎖舌在集裝箱立柱承受正常工作狀態下最大拉 力時不伸入抗剪鍵內部的槽道。
[0013] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，所述鎖舌的上斜面與水平面的夾角范圍 在10°C?20°C之間，所述鎖舌的下斜面與水平面的夾角范圍在45°C?55°C之間。
[0014] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點中，與節點相連的柱端封板中留有與抗剪鍵 形狀相匹配的孔洞，并且孔洞邊界進行了倒角。
[0015] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點在安裝時，先放置好下一層集裝箱模塊，在 柱頂安裝好節點板，連接左右前后的集裝箱模塊，再安裝上一層集裝箱模塊，鎖舌在上一層 集裝箱柱端封板作用下伸入抗剪鍵內部槽道，使得上一層集裝箱能順利坐落在節點板上， 然后鎖舌在彈簧推力作用下自動彈出，扣住柱端封板。
[0016] 本發明的裝配式集裝箱房屋連接節點在拆卸時，只需在集裝箱立柱上施加比立柱 正常工作狀態下承受的最大拉力大的堅向力即可實現集裝箱模塊的回收。
[0017] 與現有技術相比，本發明的提供的裝配式集裝箱連接節點的有益效果在于： 首先，在裝配式集裝箱房屋現場安裝時，完全沒有焊接作業和螺栓連接，無需人工操 作，不涉及作業空間問題，且現場定位要求容易實現，大大提高了集裝箱房屋的搭建速度。
[0018] 其次，該連接方式便于拆卸，拆卸后不影響集裝箱模塊的繼續使用，提高了集裝箱 模塊的循環利用率。
[0019] 然后，該連接方式通過抗剪件傳遞結構水平荷載，通過鎖舌抵抗堅向拉力，節點傳 力明確，可以具有良好的受力性能。
[0020] 最后，此節點連接方式解決了上下左右前后八個集裝箱模塊的連接問題，使得靈 活布置集裝箱模塊成為可能，豐富了裝配式集裝箱房屋的建筑形式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1表示連接上下兩個集裝箱的節點連接正面圖； 圖2表示抗剪鍵內部構造圖； 圖3表示節點板與抗剪鍵軸測圖； 圖4表示抗剪鍵內部各構件軸測圖； 圖5表示抗剪鍵蓋板軸測圖； 圖6表示連接上下左后四個集裝箱的節點連接俯視圖； 圖7表示連接上下左后四個集裝箱的連接節點與集裝箱構件之間的相互關系，即A-A 剖面圖； 圖8表示連接上下左后四個集裝箱的節點連接軸測圖； 圖9表示集裝箱立柱封板軸測圖； 圖10表示連接6個集裝箱的節點連接示意圖（具體實施例二）； 圖11表示連接上下左右前后8個集裝箱的節點連接方式示意圖（具體實施例三）。
[0022] 標記說明 1 :節點板 2 :節點板上抗剪鍵 3 :抗剪鍵蓋板 4 :鎖舌 5 :連接抗剪鍵蓋板與抗剪鍵的高強度螺栓 6 :拉桿 7:彈簧 8 :抗剪鍵內部鎖舌滑動槽道 9 :抗剪鍵內部拉桿滑動槽道 10 :高強度螺栓連接孔 11 :集裝箱立柱 12 :集裝箱立柱封板 13 :集裝箱短跨向梁 14 :集裝箱長跨向梁 15 :集裝箱立柱封板扣入抗剪鍵的孔洞。
【具體實施方式】
[0023] 下面參照附圖和具體實施例，對本發明技術方案作進一步說明。
[0024] 本發明的集裝箱房屋連接節點主要由節點板1，節點板上抗剪鍵2,抗剪鍵蓋板3， 鎖舌4,連接抗剪鍵蓋板與抗剪鍵的螺栓5,拉桿6,彈簧7組成，如圖1和圖2所示。其中， 節點板1的形狀大致為方形板，與上部抗剪鍵2 -起鍛造而成；抗剪鍵2的形狀為塊體，并 在鍛造時留有能使鎖舌4滑動的槽道8以及能使拉桿滑動的槽道9,如圖3所示；抗剪鍵蓋 板3的端部形狀與抗剪抗2的端部形狀相同，如圖5所示，共同構成了可供鎖舌4滑動的槽 道8和可供拉桿滑動的槽道9,并且抗剪鍵蓋板3與抗剪鍵2通過在角部四個螺栓孔10處 貫入高強度螺栓5實現連接，完成連接后的整體形狀如圖1所示；鎖舌4具有兩個傾斜程 度不相同的端面，上端面傾斜程度大，下端面傾斜程度小，如圖4所示，鎖舌4可以在槽道8 內滑動，與拉桿6焊接連接；拉桿6為方形端板與圓柱的組合體，扣在槽道9內，并能在槽道 9內滑動，與鎖舌4焊接連接后保證鎖舌4不在彈簧7的推力下脫離槽道8 ;彈簧7位于槽 道8內，一側與抗剪鍵連接，另一側頂住鎖舌4,并且彈簧的長度大于槽道8的長度，使得節 點整體安裝完畢后彈簧即處于受壓狀態，向鎖舌4提供推力，保證鎖舌在初始狀態下不可 自由滑動。此外，扣在節點板1上的集裝箱立柱端部封板12上開有比抗剪鍵尺寸大的孔洞 15,并且與兩個鎖舌相對應的孔洞邊界進行了倒角，方便安裝，如圖9所示。
[0025] 以連接上下左右四個集裝箱的連接節點作為具體實施例一，對本發明的連接節點 的具體實施過程做進一步詳細說明。
[0026] 具體實施例一，如圖6,7,8所示，該連接節點連接了上下左右四個集裝箱。具體安 裝時，首先在外力作用下將節點板扣入下部已經定位好的的兩個集裝箱柱子頂部，再分別 吊裝上部兩個集裝箱。當上部集裝箱柱端封板12開始扣在抗剪鍵2上時，鎖舌4由于具有 較大傾斜程度的上斜面，能在集裝箱自重作用下伸入滑動槽道8內部，在柱端封板完全落 至節點板1上以后，鎖舌4在彈簧推力作用下彈出槽道并扣住柱端封板，如圖6和圖7所示。 由于鎖舌4具有較小傾斜程度的下斜面，能保證集裝箱立柱在承受正常工作狀態下最大拉 力時不至于脫開，從而實現了連接上下左右4個集裝箱的目的。鎖舌4設計成上下端面傾 斜程度不同，是為了實現封板12能輕松扣入鎖舌4,但不能輕易脫開的目的。當集裝箱房屋 達到使用壽命時，只要在集裝箱立柱上施加比立柱承受的最大拉力大的堅向力，即可以輕 松拆卸集裝箱房屋，進行回收利用。
[0027] 確定鎖舌4上下斜面傾斜程度以及彈簧剛度k的具體方法為，設一個集裝箱模塊 的自重為G，集裝箱立柱受到的最大拉力為N，上斜面與水平面的夾角為α，下斜面與水平 面的夾角為β，鎖舌4在滑動槽道內的滑動距離為Λχ，根據受力平衡以及胡克定律并假設 鎖舍斜面足夠光滑，則有： k · Δ χ=1/2 · N · cos β · sin^=l/2 · 1/4 · G · cosa · sin a 已知集裝箱自重為G，集裝箱受到的最大堅向拉力為N，以及鎖舌4在滑動槽道內的滑 動距離Λ X和a、β、k中參數的其中一個，即可確定出兩外兩個未知參數，并可以根據斜面 的構造要求和現有彈簧剛度k的范圍對a、β、k三個參數進行優選。
[0028] 根據所需連接集裝箱個數的不同，可以靈活確定節點板1的大小和形狀，可以做 到連接六個集裝箱和上下左右前后共八個集裝箱，如具體實施例二（圖10)和具體實施例三 (圖11)所示，并且，可根據集裝箱長跨向與短跨向擺放方向的不同確定抗剪鍵2在節點板1 上的擺放方向。
[0029] 以上根據具體實施例對本發明進行了詳細的說明，并非限制了本發明所描述的技 術方案，本發明所屬【技術領域】內的普通技術人員在不脫離本發明構思和范圍前提下對本發 明技術方案進行的一切修改和變換，都應當視為屬于本發明的權利要求范圍。
【權利要求】
1. 一種裝配式集裝箱房屋的連接節點，包括節點板，抗剪鍵，抗剪鍵蓋板，拉桿，彈簧， 螺栓和鎖舌；其特征在于：所述抗剪鍵位于節點板上下兩面，與節點板鍛造而成，所述抗剪 鍵和抗剪鍵墊板通過螺栓連接，所述拉桿與鎖舌焊接連接，并位于抗剪鍵內部。
2. 根據權利要求1所述的裝配式集裝箱房屋連接節點，其特征在于：所述抗剪鍵的形 狀為塊體，塊體頂部鍛造有能夠使鎖舌滑動的槽道，在塊體四個角點設置有四個螺栓孔。
3. 根據權利要求1-2所述的裝配式集裝箱房屋連接節點，其特征在于：所述抗剪鍵蓋 板底部形狀與抗剪鍵頂部形狀相同，共同形成鎖舌的滑動槽道，蓋板四個角點設置有四個 螺栓孔。
4. 根據權利要求1-3所述的裝配式集裝箱房屋連接節點，其特征在于：所述螺栓通過 貫入抗剪鍵蓋板和抗剪鍵中的螺栓孔將抗剪鍵蓋板與抗剪鍵連接起來。
5. 根據權利要求1所述的裝配式集裝箱房屋連接節點，其特征在于：所述彈簧位于抗 剪鍵內部的槽道內，該彈簧的長度比槽道的長度長，保證彈簧在初始狀態下能頂住鎖舌并 給鎖舌提供向外的推力。
6. 根據權利要求1所述的裝配式集裝箱房屋連接節點，其特征在于：所述拉桿扣在抗 剪鍵內部，并與鎖舌焊接連接，保證鎖舌在抗剪鍵槽道內的位置，不在彈簧推力作用下脫離 槽道。
7. 根據權利要求1所述的裝配式集裝箱房屋連接節點，其特征在于：所述鎖舌位于抗 剪鍵內部的槽道內，該鎖舌上下兩個端面傾斜程度不相同，上部端面傾斜程度能保證鎖舌 在集裝箱模塊自重作用下伸入抗剪鍵內部的槽道，下部端面能保證鎖舌在集裝箱立柱承受 正常工作狀態下最大拉力時不伸入抗剪鍵內部的槽道。
8. 根據權利要求1所述的裝配式集裝箱房屋連接節點，其特征在于：所述鎖舌的上 斜面與水平面的夾角范圍在l〇°C ~20°C之間，所述鎖舌的下斜面與水平面的夾角范圍在 45°C?55°C之間。
【文檔編號】E04B1/38GK104100003SQ201410338135
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】范峰, 錢宏亮, 王化杰, 李洋 申請人:哈爾濱工業大學（威海）, 哈爾濱工業大學