專利名稱：一種應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑桿件連接裝置，具體地說是一種應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置。該裝置具有很強的三維空間調節(jié)能力，具有較強的建筑施工誤差吸收能力，尤其適合在建筑精度要求高、空間結構復雜、體型多變的建筑結構體系中應用。
背景技術：
近20年來，隨著我國國民經濟的高速發(fā)展和綜合國力的不斷提高，各種扭曲、雙曲面、多面體的復雜空間結構建筑逐年增加。特別是08年奧運會、10年上海世博會等重大國際活動的成功舉辦，各種造型復雜、外觀別致的異形建筑如雨后春筍般在全國各地涌現(xiàn)。復雜空間結構建筑在帶給人們視覺沖擊享受的同時，也給建筑施工增加了巨大難度，對施工技術提出了更高的要求，施工圖設計人員必須突破常規(guī)才能把建筑師的設計理念真實的展現(xiàn)出來。對于復雜(異形)空間結構外表皮解決方案目前有三種解決手段:第一種是采用雙曲面面板材料，支撐桿件根據造型需要進行彎曲。這種做法造價昂貴、加工精度高、施工周期長、材料浪費嚴重，但裝飾效果最好；第二種是采用層疊或階梯狀的形式進行模擬，這種解決手段用單曲面或平面面板就可以表達出來。此做法可以營造出豐富的層次感和韻律感，但這種效果必須是在不影響建筑整體效果的情況下使用；第三種是采用三角形的平面面板來模擬，這也是最常采用的解決手段，由于支撐桿件為三角形網格，根據三點共面原理，這種解決手段適用性最好，可適合于各種規(guī)則、不規(guī)則的復雜空間曲面。以上解決方案無論采用哪一種手段，由于受材料性能和制作安裝等方面的制約，都可能導致支撐桿件與面板材料之間配合不夠緊密，從而造成面板之間不共面，而且設計時桿件系統(tǒng)的理論模型和最終真實結構不可避免的存在一定誤差。如何補嘗偏差、方便安裝、易于施工是復雜(異形)空間結構必須要面對的技術難題?？臻g結構體系的桿件交匯處一般由3-6根桿件組成，桿件之間一般不共面，桿件與桿件之間的夾角一般也不相同，桿件與垂直方向之間的傾角有時也不相同。目前國內復雜建筑空間結構體系的桿件連接以現(xiàn)場焊接為主。由于現(xiàn)場焊接條件差、桿件焊接易變形、焊接質量難以保證等因素的限制，導致桿件安裝精度難以控制。而采用定型化標準件產品，便可大大提高桿件加工安裝精度，降低工時耗量，縮短施工周期。

發(fā)明內容本實用新型的技術任務是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置。該裝置可以吸收和調整空間桿件之間角度偏差與桿件交匯處的空間位置，確?？臻g桿件與垂直方向的偏轉精度，從而輕松實現(xiàn)復雜建筑空間的桿件連接。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:—種應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，包括耳板連接組件和安裝在該組件上的兩個以上的連接耳板，所述耳板連接組件上具有調節(jié)連接耳板之間夾角的弧形長條孔、嵌入槽或支撐柱，連接耳板圍繞弧形長條孔、嵌入槽或支撐柱旋轉，或在嵌入槽內轉動。耳板連接組件有以下四種結構形式:結構一:耳板連接組件包括耳板底座、連接柱和耳板扣蓋，連接柱位于耳板底座和耳板扣蓋之間，連接柱不作為單一構件存在，既可以與耳板底座連為一體，也可以與耳板扣蓋連為一體，耳板底座、連接柱和耳板扣蓋共同形成環(huán)形嵌入槽，連接耳板的一端設置在嵌入槽內，另一端用于固定桿件。耳板連接組件單獨使用時，連接節(jié)點應設計為鋼性或半鋼性連接，連接耳板組件在其位置調整合適后，再通過限位螺栓或采用焊接等方式將其固定牢固。結構二:耳板連接組件包括耳板底座、連接柱和耳板扣蓋，連接柱位于耳板底座和耳板扣蓋之間，連接柱不作為單一構件存在，既可以與耳板底座連為一體，也可以與耳板扣蓋連為一體，兩個以上的連接耳板套置在連接柱上，耳板底座、連接柱和耳板扣蓋通過扣蓋連接螺栓連接成一體。耳板連接組件單獨使用時，為防止耳板轉動，耳板底座、耳板扣蓋以及環(huán)形耳板接觸面處應刻有互相嚙合的齒面或通過焊接將其固定。結構三:耳板連接組件包括耳板底座和耳板扣蓋，耳板底座和耳板扣蓋上分別對應開設有兩個以上的球形凹槽，耳板底座和耳板扣蓋扣合以后形成兩個以上的大于1/2的球形嵌入槽，帶有球形頭的連接耳板設置于球形嵌入槽內。該耳板連接組件不能單獨使用，必須與可調底座組件組裝成一體使用，同時應將可調底座組件中的球頭支撐螺桿調整為不帶球頭或帶圓柱頭的支撐螺桿。結構四:耳板連接組件為一耳板底座，耳板底座上開設有兩個以上的弧形長條孔，弧形長條孔之間為同心圓關系，連接耳板通過連接螺栓設置于耳板底座上。上述連接耳板的數量為3-6個。該裝置還包括一·個與耳板連接組件相連接的可調底座組件。耳板連接組件即可以單獨使用，也可以與可調底座組件組裝成一體使用。與耳板連接組件相連接的可調底座組件包括球頭支撐螺桿、螺紋套筒和鎖緊螺母，球頭支撐螺桿的頂部為一球頭，該球頭設置在耳板底座底部的球形槽內，并通過鎖緊螺母鎖緊，球頭支撐螺桿的底部開有螺紋，并與螺紋套筒上端部配合，通過旋轉球頭支撐螺桿，來調節(jié)耳板連接組件的空間位置。螺紋套筒下端既可以與主體結構直接連接，還可以通過下端螺紋與加長支撐螺桿連接，當螺紋套筒與加長支撐螺桿連接時，通過旋轉螺紋套筒來調節(jié)耳板連接組件的空間位置，并且球頭支撐螺桿與加長支撐螺桿的螺紋螺向相反。本實用新型的一種應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置與現(xiàn)有技術相比，所產生的有益效果是:本實用新型通過設置耳板連接組件和安裝在該組件上的可旋轉連接耳板，來吸收桿件之間因加工、安裝造成的角度偏差；在不改變耳板連接組件的情況下，通過增減連接耳板來滿足桿件交匯處桿件數量不同的要求；通過連接耳板在工廠內精加工或在連接耳板與桿件之間設置鉸接點，來保證每根桿件在垂直方向的偏轉精度；通過設置球頭支撐螺桿，來調整耳板連接組件處的空間位置與角度；通過設置球頭支撐螺桿與鎖緊螺母，將耳板連接組件與可調底座組件連為一體；通過設置螺紋套筒來調整耳板連接組件處的前后位移。以上所有構件均通過螺栓連接，方便安裝、易于施工，并且可以將所有連接構件設計成標準件，從而減少非標件的加工，降低了施工難度，提高了施工速度。

圖la、圖lb、圖1c分別為連接耳板固定在嵌入槽內的組裝、分解、局部剖面示意圖；圖2a、圖2b、圖2c分別為連接耳板套置在連接柱上的組裝、分解、單獨使用連接耳板裝置示意圖；圖3a、圖3b、圖3c分別為帶有球頭的連接耳板設置在嵌入槽內的組裝、分解、局部剖面示意圖；圖4a、圖4b、圖4c分別為連接耳板固定在弧形長條孔上的組裝、分解、局部剖面示意圖；圖5為可調底座組件剖面圖；圖6為帶有加長支撐螺桿的可調底座組件剖面圖；圖7為單獨使用耳板連接組件的示意圖；圖8為空間結構體系中的桿件位置示意圖。圖中，1、耳板底座，2、連接柱，3、耳板扣蓋，4、連接耳板，5、扣蓋連接螺栓，6、限位螺栓，7、球頭支撐螺桿，8、鎖緊螺母，9、螺紋套筒，10、固定螺栓，11、耳板連接螺栓，12、桿件,13、桿件連接板,14、加長支撐螺桿。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的一種應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置作以下詳細地說明。圖la、圖lb、圖1c顯示了連接耳板固定在嵌入槽內的示意圖，圖1a為組裝成一體的示意圖；圖1b為分解示意圖；圖1c為局部剖面圖。該實施方式的桿件12先與部分連接耳板4連接牢固，再將所有連接耳板4放入耳板底座I中的嵌入槽，通過圓盤扣蓋3及扣蓋連接螺栓5將其與之連接，在連接過程中不斷調節(jié)連接耳板4的角度，直至完全合適為止。在桿件12、連接耳板4、耳板底座I臨時固定后，再將球頭支撐螺桿7放入耳板底座I底部的球形凹槽內。通過鎖緊螺母8將球頭支撐螺桿7臨時固定，轉動球頭支撐螺桿7將其與螺紋套筒9連接。再通過調節(jié)球頭支撐螺桿7的長度使耳板底座I及空間桿件12位移到準確空間位置。在全部調整合適后，將扣蓋連接螺栓5、鎖緊螺母8進行緊固，扣蓋連接螺栓5以連接耳板4不能自由滑動為最低限度，鎖緊螺母8以球頭支撐螺桿7不能自由轉動為最低限度。圖2a、圖2b、圖2c顯示了連接耳板套置在連接柱上的示意圖，圖2a為組裝成一體的示意圖，圖2b為分解圖，圖2c為單獨使用耳板連接組件的局部示意圖。該實施方式的連接耳板4中心部位做成環(huán)狀，將兩個以上的連接耳板4套置在連接柱2上，連接耳板4通過圍繞連接柱2轉動來調整耳板4之間的夾角，耳板底座1、連接柱2和耳板扣蓋3通過扣蓋連接螺栓5連接成一體。該實施方式的耳板連接組件單獨使用時，應將連接耳板4與桿件12之間的連接設置成鋼性或半鋼性連接，與可調底座組件組成一體使用時，可以將連接耳板4與桿件12之間的連接設置成鉸接，通過桿件12在鉸接點處的轉動來保證每根桿件12在垂直方向的偏轉精度。耳板連接組件單獨使用時，為防止耳板4轉動，耳板底座1、耳板扣蓋3以及環(huán)形耳板4接觸面處應刻有互相嚙合的齒面或通過焊接將其固定為一體。圖3a、3b、3c顯示了帶有球頭的連接耳板設置在嵌入槽內的示意圖，圖3a為組裝成一體的示意圖，3b為分解圖，3c為耳板底座局部剖面圖。該實施方式的耳板底座I和耳板扣蓋3上分別對應開設有兩個以上的球形凹槽，耳板底座I和耳板扣蓋3扣合以后形成兩個以上的大于1/2的球形嵌入槽，帶有球形頭的連接耳板4設置于球形嵌入槽內，耳板扣蓋3通過其下端部螺紋及扣蓋連接螺栓5與耳板底座I連為一體，支撐螺桿7頂部為一圓柱頭，將該圓柱頭設置在耳板底座I的凹槽內，并通過鎖緊螺母8鎖緊，圓柱頭支撐螺桿7通過底部螺紋與螺紋套筒9連接，通過旋轉圓柱頭支撐螺桿7調整耳板連接組件的空間位置。圖4a、4b、4c顯示了連接耳板固定在弧形長條孔上的示意圖，圖4a為組裝成一體的示意圖，圖4b為分解圖，圖4c為局部剖面圖。該實施方式在耳板底座I上開設有兩個以上的弧形長條孔，弧形長條孔之間為同心圓關系，連接耳板4通過連接螺栓5固定在耳板底座I上，連接耳板4與桿件12連接可以設置成鋼性連接，也可以設置成鉸接。將球頭支撐螺桿7的球頭設置在耳板底座I底部的球形槽內，通過鎖緊螺母8鎖緊，球頭支撐螺桿7通過底部螺紋與螺紋套筒9連接，并通過旋轉球頭支撐螺桿7，來調節(jié)耳板連接組件的空間位置。螺紋套筒9下端與主體結構連接。圖5顯示了可調底座組件剖面圖。該實施方式是將球頭支撐螺桿7的球頭設置在耳板底座I底部的球形槽內，通過鎖緊螺母8鎖緊，球頭支撐螺桿7通過底部螺紋與螺紋套筒9連接，并通過旋轉球頭支撐螺桿7，來調節(jié)耳板連接組件的空間位置。螺紋套筒9下端與主體結構連接。圖6顯示了帶有加長支撐螺桿14的可調底座組件剖面圖。該實施方式是將球頭支撐螺桿7的球頭設置在耳板 底座I底部的球形槽內，通過鎖緊螺母8鎖緊，球頭支撐螺桿7通過底部螺紋與螺紋套筒9連接，螺紋套筒9下端部連接加長支撐螺桿14，加長支撐螺桿14與主體結構連接。球頭支撐螺桿7與加長支撐螺桿14的螺紋螺向相反。通過旋轉螺紋套筒9，來調節(jié)耳板連接組件的空間位置。圖7顯示了單獨使用耳板連接組件的示意圖。該實施方式的連接耳板4通過耳板扣蓋3及耳板連接螺栓5與耳板底座I連接，連接耳板4可以圍繞耳板底座I旋轉，連接耳板4與垂直方向的夾角必須與設計圖紙一致，可以通過電腦放樣工廠內加工來確保角度的準確，為了防止安裝后的連接耳板4再發(fā)生移動，應采用限位螺栓6進行限制或采用焊接將其焊死，單獨使用的連接耳板組件必須按鋼節(jié)點或半鋼性節(jié)點來設計。如圖8顯示了空間結構體系中的桿件位置示意圖，空間體系中的每根桿件12都有可能與水平面、垂直面存在夾角，桿件12與桿件12之間的夾角也不相同。本實用新型所有示意的實例均是按照連接桿件不共面(曲面結構)進行考慮的，當然在本實用新型其它的實例中，所有連接桿件均共面也是可以的。本實用新型的桿件連接裝置是桿件的重要傳力部位，因此連接耳板與耳板底座連接處的抵抗力必須滿足設計承載力要求。耳板底座及其上的所有嵌入槽、鎖緊螺母、限位螺栓等應具有足夠的強度，槽孔開口處的強度也必須滿足設計需要。由于本桿件連接裝置比較復雜，所有構件加工必須精確，安裝時才能吻合良好，配合緊密。以上所揭露的僅為本實用新型的實施實例而已，不能以此來限定本實用新型的權利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的保護范圍 。
權利要求1.一種應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，包括耳板連接組件和安裝在該組件上的兩個以上的連接耳板，其特征在于:所述耳板連接組件上具有調節(jié)連接耳板之間夾角的弧形長條孔、嵌入槽或支撐柱，連接耳板圍繞弧形長條孔、嵌入槽或支撐柱旋轉，或在嵌入槽內轉動。
2.根據權利要求1所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:所述耳板連接組件包括耳板底座、連接柱和耳板扣蓋，連接柱位于耳板底座和耳板扣蓋之間，并形成環(huán)形嵌入槽，連接耳板的一端設置在嵌入槽以內，另一端用于固定桿件。
3.根據權利要求1所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:所述耳板連接組件包括耳板底座、連接柱和耳板扣蓋，連接柱位于耳板底座和耳板扣蓋之間，兩個以上的連接耳板套置在連接柱上。
4.根據權利要求1所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:所述耳板連接組件包括耳板底座和耳板扣蓋，耳板底座和耳板扣蓋上分別對應開設有兩個以上的球形凹槽，耳板底座和耳板扣蓋扣合以后形成兩個以上的大于1/2的球形嵌入槽，帶有球形頭的連接耳板設置在球形嵌入槽內。
5.根據權利要求1所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:所述耳板連接組件為一耳板底座，耳板底座上開設有兩個以上的弧形長條孔，連接耳板通過連接螺栓設置在耳板底座上。
6.根據權利要求5所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:所述弧形長條孔之間為同心圓關系。
7.根據權利要求2至5中的任意一項所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:所述連接耳板的數量為3-6個?！?br> 8.根據權利要求1至5中的任意一項所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:還包括一個與耳板連接組件相連接的可調底座組件。
9.根據權利要求8所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:所述可調底座組件包括球頭支撐螺桿、螺紋套筒和鎖緊螺母，球頭支撐螺桿的頂部為一球頭，該球頭設置在耳板底座底部的球形槽內，并通過鎖緊螺母鎖緊，球頭支撐螺桿的底部開有螺紋，并與螺紋套筒上端部配合。
10.根據權利要求9所述的應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，其特征在于:還包括一個與螺紋套筒下端部螺紋連接的加長支撐螺桿，上述球頭支撐螺桿與加長支撐螺桿的螺紋螺向相反。
專利摘要本實用新型提供一種應用于復雜建筑空間結構體系中的桿件連接裝置，屬于建筑桿件連接裝置領域，其結構包括耳板連接組件和可調底座組件，所述耳板連接組件上具有調節(jié)連接耳板之間夾角的弧形長條孔、嵌入槽或支撐柱，連接耳板圍繞弧形長條孔、嵌入槽或支撐柱旋轉，或在嵌入槽內轉動。耳板連接組件可以單獨使用，也可與可調底座組件組裝成一體使用。本裝置通過設置耳板連接組件和安裝在該組件上的可旋轉連接耳板，來吸收桿件之間角度的偏差；通過設置球頭支撐螺桿，來調整耳板連接組件及桿件的空間位置與角度；通過設置螺紋套筒來調整耳板組件的前后位移。本實用新型設計巧妙，結構簡潔合理，具有較強的三維空間可調能力，可以將不同數量、不同空間角度的桿件連為一體，并具有補嘗偏差、方便安裝、易于施工等優(yōu)點，適于大規(guī)模推廣應用。
文檔編號E04B1/58GK203145196SQ20132017591
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權日2013年4月10日
發(fā)明者姚傳海, 劉建林, 王艷超 申請人:姚傳海