本發(fā)明屬于建筑用連接件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼結(jié)構(gòu)榫卯連接件及其連接方法。

背景技術(shù)：

由于鋼材強度高、變形性能好且施工簡便，因而大型廠房、場館及超高層建筑等均做成鋼結(jié)構(gòu)。在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，各構(gòu)件或者部件之間一般采用焊接、鉚接和螺栓連接等連接方式進行連接，這些傳統(tǒng)的連接方式通常需要在構(gòu)件連接處進行開洞、鉆孔或是焊接等，而這些措施在一定程度上會造成結(jié)構(gòu)或構(gòu)件損傷，影響結(jié)構(gòu)的完整性，加之開洞或焊接處往往是應力集中處，正是結(jié)構(gòu)的受力薄弱處，這無論對于錨固栓釘還是焊縫都有較高的強度和變形能力要求，稍處理不好就會造成構(gòu)件脫節(jié)甚至結(jié)構(gòu)破壞。

在連接方式上，傳統(tǒng)的連接方式受施工人員的連接技術(shù)水平和施工現(xiàn)場環(huán)境影響較大，構(gòu)件連接質(zhì)量難以準確控制，對于復雜鋼構(gòu)件連接及高空作業(yè)環(huán)境時，施工質(zhì)量就更難以保證，勢必影響結(jié)構(gòu)安全。除上述問題外，目前國家正在大力推行裝配式建筑并發(fā)展建筑工業(yè)化以改善環(huán)境并控制能耗，這就要求未來的建筑施工現(xiàn)場要盡量減少高能耗、高環(huán)境污染的施工作業(yè)，對于現(xiàn)場焊接、開洞及鉆孔等傳統(tǒng)鋼構(gòu)件連接方式和施工方法要進行改進和調(diào)整。但目前對于開發(fā)此類鋼構(gòu)件連接件的報道還尚少見到。

綜上所述，針對鋼構(gòu)件的連接問題，有必要研究更安全可靠且適用于未來建筑工業(yè)化發(fā)展的鋼構(gòu)件連接件和連接方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、施工方便且能耗少的鋼構(gòu)件榫卯連接件及其連接方法。

為實現(xiàn)上述目的之一提供一種鋼結(jié)構(gòu)榫卯連接件，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種鋼結(jié)構(gòu)榫卯連接件，包括榫頭、榫槽，所述榫頭與榫槽形成工位嚴密卡合配合，所述榫頭與榫槽還通過固定螺栓進行錨固；另外，所述榫頭和榫槽二者在卡合連接前分別與鋼構(gòu)件一和鋼構(gòu)件二連接。

優(yōu)選的，所述榫頭為工字型鋼結(jié)構(gòu)，榫槽為t型鋼滑槽，工字型鋼結(jié)構(gòu)和t型鋼滑槽之間榫卯結(jié)合緊密。

進一步的，所述榫槽設(shè)為配合工字型榫頭卡入榫槽后不滑出的底部封閉的t型滑槽，且工字型榫頭與t型滑槽尺寸相配、連接嚴絲合縫。

進一步的，所述工字型鋼榫頭上翼緣兩側(cè)沿高度方向分別設(shè)有凹槽；所述t型鋼榫槽翼緣兩側(cè)沿高度方向分別設(shè)有凸頭；當榫頭和榫槽卡緊后，連接處翼緣兩側(cè)的凸頭和凹槽恰好完全契合。

進一步的，所述凹槽設(shè)為凹梯形楔槽，沿工字型榫頭上翼緣兩側(cè)的高度方向分別對稱設(shè)置；所述凸頭設(shè)為凸梯形楔頭，沿t型鋼榫槽翼緣兩側(cè)的高度方向分別對稱設(shè)置；當榫頭和榫槽卡緊后，連接處翼緣兩側(cè)的凸梯形楔頭和凹梯形楔槽恰好完全契合。

優(yōu)選的，所述榫頭和榫槽上部分別設(shè)有帶孔榫立耳和帶孔卯立耳，所述帶孔榫立耳和帶孔卯立耳分別位于榫卯結(jié)合面兩側(cè)且通過固定螺栓錨固。

優(yōu)選的，所述榫頭和榫槽在連接前分別焊接于鋼構(gòu)件一和鋼構(gòu)件二上。

本發(fā)明還提供了上述鋼結(jié)構(gòu)榫卯連接件的連接方法，包括如下步驟：

s1、制作榫頭：先確定原材料的鋼號及規(guī)格，然后依次進行放樣、號料、切割以及矯正和成型，制作出所需規(guī)格的工字型榫頭，再通過鋼板鍛壓出凹槽模胚，最后經(jīng)過二次加工在工字型鋼榫頭上翼緣兩側(cè)沿高度方向制作出凹槽；

s2、制作榫槽：先確定原材料的鋼號及規(guī)格，然后依次進行放樣、號料、切割以及矯正和成型，制作出底部封閉的t型鋼榫槽，再通過鋼板鍛壓出凸頭模胚，最后經(jīng)過二次加工在t型鋼榫槽翼緣兩側(cè)沿高度方向分別制作出凸頭；

s3、制作立耳：對所需立耳進行放樣、號料、切割成型后，再采用數(shù)控鉆床加工技術(shù)對其進行鉆孔，制作出相應的帶孔榫立耳和帶孔卯立耳，并將其分別與榫頭和榫槽進行牢靠焊接；

s4、鋼構(gòu)件與連接件連接：將鋼構(gòu)件一和鋼構(gòu)件二的待連接端分別焊接于連接件榫頭和榫槽的底板上，并在焊接結(jié)束后徹底清除焊縫及其兩側(cè)焊渣、飛濺和焊瘤等；

s5、超聲波探傷：運用超聲波探傷技術(shù)對所有焊縫進行檢測，保證焊接質(zhì)量良好；

s6、預制件運輸：將預制好的連接件從廠房運至施工現(xiàn)場；

s7、榫卯連接：通過吊裝操作將榫頭自榫槽開口處插入榫槽底部，使其位置卡定，且接頭翼緣兩側(cè)的凸頭和凹槽相互扣合緊密；

s8、螺栓連接：通過采用固定螺栓將榫卯連接件上部的帶孔榫立耳和帶孔卯立耳錨固，進而將榫頭在榫槽錨固，進一步限制榫頭在榫槽內(nèi)滑動，確保連接牢靠。

優(yōu)選的，所述凹槽設(shè)為凹梯形楔槽，沿工字型榫頭上翼緣兩側(cè)的高度方向分別對稱設(shè)置；所述凸頭設(shè)為凸梯形楔頭，沿t型鋼榫槽翼緣兩側(cè)的高度方向分別對稱設(shè)置；當榫頭和榫槽卡緊后，連接處翼緣兩側(cè)的凸梯形楔頭和凹梯形楔槽恰好完全契合。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)、傳統(tǒng)焊、栓及鉚等鋼構(gòu)件連接方式，通常需要在構(gòu)件連接處進行開洞、鉆孔或焊接等，這些措施在一定程度上會造成結(jié)構(gòu)或構(gòu)件損傷，影響其完整性；加之開洞或焊接處往往是應力集中處，這無論對于錨固栓釘還是焊縫都有較高的強度和變形能力要求，處理不好就會造成構(gòu)件脫節(jié)甚至結(jié)構(gòu)破壞。而本發(fā)明在鋼構(gòu)件之間的連接件也即接頭采用的是榫卯裝配式接頭，不僅不會在連接處削弱原構(gòu)件尺寸，而且還在連接處增強了尺寸，保證構(gòu)件連接牢靠；此外，本發(fā)明榫卯接頭的結(jié)合面較大，有很強的截面抗剪能力，比傳統(tǒng)連接方式采用螺栓、鉚釘?shù)冗M行抗剪有更高的安全度。

2)、傳統(tǒng)焊、栓及鉚等鋼構(gòu)件連接方式，對施工人員的機械操作和焊接技術(shù)要求較高，而且受施工現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境(如高空作業(yè)、低溫作業(yè)等)影響較大，工程質(zhì)量難以控制。而本發(fā)明連接件的連接方式主要為現(xiàn)場拼裝，連接件的榫頭和榫槽在工廠制作的時候就已經(jīng)安裝到鋼構(gòu)件一和鋼構(gòu)件二上了，而不需要在現(xiàn)場進行復雜的焊接和機械操作，對施工人員的技術(shù)要求相對較低，工程質(zhì)量很容易保證，且施工所造成的環(huán)境污染和能耗都大大降低；此外，由于節(jié)點裝配的優(yōu)勢，該連接件即接頭可在工廠規(guī)?；?，契合我國建筑工業(yè)化發(fā)展的需要。

3)、本發(fā)明連接件裝置簡單、連接可靠、操作簡便；其中連接件的榫卯尺寸可根據(jù)連接構(gòu)件的大小適當調(diào)整，具有很廣泛的應用價值。

4)、綜上所述，本發(fā)明連接件整體性和可靠性好、連接處抗剪能力強、裝配簡單、施工便利且施工能耗少，為鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的連接技術(shù)發(fā)展提供了新的方向和有力支持。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)軸測圖。

圖2為本發(fā)明的俯視圖。

圖3為本發(fā)明榫頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a為圖3的正視圖。

圖3b為圖3的側(cè)視圖。

圖3c為圖3的俯視圖。

圖4為本發(fā)明榫槽的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4a為圖4的正視圖。

圖4b為圖4的側(cè)視圖。

圖4c為圖4的俯視圖。

圖中標注符號的含義如下：

1-榫頭2-榫槽3-凹梯形楔槽4-凸梯形楔頭

5-帶孔榫立耳6-帶孔卯立耳7-固定螺栓

8-鋼構(gòu)件一9-鋼構(gòu)件二

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

一種鋼結(jié)構(gòu)榫卯連接件

如圖1、2所示，包括榫頭1、榫槽2，結(jié)合圖3、3a、3b、3c所示，所述榫頭1為截面呈工字型的鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖4、4a、4b、4c所示，榫槽2為t型鋼滑槽，工字型鋼結(jié)構(gòu)和t型鋼滑槽之間榫卯結(jié)合緊密，所述榫頭1和榫槽2二者在卡合連接前分別與鋼構(gòu)件一8和鋼構(gòu)件二9連接；所述榫頭1與榫槽2還通過固定螺栓7進行錨固，以確保榫卯連接件不發(fā)生松動、脫扣，實現(xiàn)對鋼構(gòu)件一8和鋼構(gòu)件二9的有效連接。

所述榫槽2設(shè)為配合工字型榫頭1卡入榫槽2后不滑出的底部封閉的t型滑槽，且工字型榫頭與t型滑槽尺寸相配、連接嚴絲合縫。

所述工字型鋼榫頭1上翼緣(即工字鋼兩橫中上面的短橫)兩側(cè)沿高度方向分別設(shè)有凹槽；所述t型鋼榫槽2翼緣兩側(cè)沿高度方向分別設(shè)有凸頭；當榫頭1和榫槽2卡緊后，連接處翼緣兩側(cè)的凸頭和凹槽恰好完全契合。

具體的，所述工字型鋼榫頭1上翼緣兩側(cè)沿高度方向分別設(shè)有凹梯形楔槽3；所述t型鋼榫槽2翼緣兩側(cè)沿高度方向分別對稱設(shè)有凸梯形楔頭4；當榫頭1和榫槽2卡緊后，連接處翼緣兩側(cè)的凸梯形楔頭4和凹梯形楔槽3恰好完全契合，相互扣合良好并確保連接后不脫扣。

所述榫頭1和榫槽2上部分別設(shè)有帶孔榫立耳5和帶孔卯立耳6，所述帶孔榫立耳5和帶孔卯立耳6分別位于榫卯結(jié)合面兩側(cè)且通過固定螺栓7錨固，從而可進一步限制榫頭在榫槽內(nèi)滑動，保證連接牢靠。

具體的，所述榫頭1和榫槽2在連接前可在工廠(或易施工場所)分別焊接于鋼構(gòu)件一8和鋼構(gòu)件二9上，待構(gòu)件運至施工現(xiàn)場后再直接進行裝配連接，尤其適用于工業(yè)化裝配式建筑的構(gòu)件連接。

上述鋼結(jié)構(gòu)榫卯連接件的連接方法

包括如下步驟：

s1、制作榫頭：先確定原材料的鋼號及規(guī)格，然后依次進行放樣、號料、切割以及矯正和成型，制作出所需規(guī)格的工字型榫頭1，再通過鋼板鍛壓出楔槽模胚，最后經(jīng)過二次加工在工字型鋼榫頭1上翼緣兩側(cè)沿高度方向?qū)ΨQ制作出凹梯形楔槽3；

s2、制作榫槽：先確定原材料的鋼號及規(guī)格，然后依次進行放樣、號料、切割以及矯正和成型，制作出底部封閉的t型滑槽2，再通過鋼板鍛壓出楔頭模胚，最后經(jīng)過二次加工在t型鋼榫槽2翼緣兩側(cè)沿高度方向分別對稱制作出凸梯形楔頭4；

s3、制作立耳：對所需立耳進行放樣、號料、切割成型后，再采用數(shù)控鉆床加工技術(shù)對其進行鉆孔，制作出相應的帶孔榫立耳5和帶孔卯立耳6，并將其分別與榫頭1和榫槽2進行牢靠焊接；

s4、鋼構(gòu)件與接頭連接：將鋼構(gòu)件一8和鋼構(gòu)件二9的待連接端分別焊接于連接件榫頭1和榫槽2的底板上，并在焊接結(jié)束后徹底清除焊縫及其兩側(cè)焊渣、飛濺和焊瘤等；

s5、超聲波探傷：運用超聲波探傷技術(shù)對所有焊縫進行檢測，保證焊接質(zhì)量良好；

s6、預制件運輸：將預制好的連接件從廠房運至施工現(xiàn)場；

s7、榫卯連接：通過吊裝操作將連接榫頭1自榫槽2開口處插入榫槽2底部，使其位置卡定，且接頭翼緣兩側(cè)的凸梯形楔頭4和凹梯形楔槽3楔槽相互扣合緊密；

s8、螺栓連接：通過采用固定螺栓7將榫卯連接件上部的帶孔榫立耳5和帶孔卯立耳6錨固，進而將榫頭1與榫槽2錨固，進一步限制榫頭1在榫槽2內(nèi)滑動，確保連接牢靠。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。