[發明專利]一種便于安裝的竹結構轉換接頭

有效

• 申請號: 201310185624.0
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103266667A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 文獻民;楊建輝;張云蓮
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 王桂名

技術領域

本發明屬于建筑工程領域，涉及一種便于安裝的竹結構轉換接頭。

背景技術

竹材是地球上分布較為廣泛的一種天然綠色可再生材料，具有較高的比強度和比剛度和柔韌性等優點。我國的竹材資源非常豐富，長期以來被廣泛應用于工農業生產和生活的各個方面，特別是在2010年世博會以后，社會各界更加重視低碳環保的可持續發展，人們又開始研究如何把這個古老的材料運用于現代建筑領域中，使其重新煥發新的青春。

為了使竹材能夠更加廣泛地應用于現代建筑領域，其關鍵點之一是如何解決竹材之間的連接問題。由于竹材生長過程的不可控性決定了其口徑、壁厚等截面幾何尺寸的不規則性，竹材不可能像經過人工制造生產出來的型鋼那樣具有很好的尺寸穩定性。因此，在過去千百年的生產生活中，人們一直采用綁扎、榫卯、螺栓、套筒等方式將竹材連接，連接強度和剛度很難得到保障，因而直接影響到竹結構強度、剛度和穩定性，制約了竹材的應用。

授權公告號為CN?2761727，名稱為“用于傣家竹樓的原竹結構節點”的中國專利文獻中介紹了用于原竹結構常用節點構造，其中一字型、T型、X型、L型節點等均由一根或多根原竹完整貫穿節點，柱腳構造采用金屬杯口灌注混凝土方式對節點予以加強，盡管在節點處增加了螺栓等構造措施，但是連接的剛度和強度并不可靠；授權公告號CN?2021171176U，名稱為“一種竹結構連接節點”和授權公告號為CN202023258U，名稱為“一種竹結構螺栓球連接節點”的中國專利文獻中分別公開了兩種用于竹結構連接的鋼節點，其主要特征是鋼節點與竹材之間采用預埋鋼筋加混凝土灌注的方式進行連接。這種連接的方式存在的問題是：混凝土與竹材之間的粘結強度很低，兩者之間會發生相對滑動，無法通過混凝土傳遞軸向力，因此在大多數情況下，軸向力實際上主要是通過十字加強筋在竹材和鋼箍之間進行傳遞的，在竹材與鋼箍的接觸點會產生應力集中現象，連接所能夠傳遞的荷載大小完全取決于十字加強筋與竹材之間的擠壓強度、竹材的抗劈裂能力，接觸點處會先于竹材破壞，不能充分發揮竹材的承載能力。

由于連接的不可靠性，現有的結構分析理論和有限元計算方法以及實驗手段不能深入地應用于竹結構的分析計算中。

由于竹結構連接方面存在的種種問題，竹結構的應用范圍收到了很大的制約，一般主要應用于重要性不高的臨時性的建筑結構中或者加工制作成板材。而目前大量應用的鋼結構網架和桁架所采用的球節點和板節點是一種十分成熟節點形式，如果能夠將竹材通過球節點或板節點相互連接，組成鋼節點的竹結構，一定會極大地促進竹材在建筑工程領域的應用。解決這個問題的關鍵是找到一種竹材與鋼節點之間的轉換接頭，并且能夠使其連接強度和剛度均高于竹材自身強度和剛度構造方式。

發明內容

為了克服現有技術中的上述缺陷，本發明提供了一種連接可靠、便于安裝的竹結構轉換接頭。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案是：一種便于安裝的竹結構轉換接頭，包括圓套管和連接頭，還包括位于園套管內的楔形內套管和楔形膨脹桿，所述圓套管一端設為封閉端，另一端設為開口端，所述封閉端的中心位置上設有通孔，通孔上安裝有膨脹桿驅動螺栓，通孔大小與膨脹桿驅動螺栓桿體直徑相匹配，楔形內套管的外徑為等直徑，內徑為變直徑，其壁厚沿其軸線方向連續增加呈楔形狀，所述楔形膨脹桿設為楔形變截面圓形桿件，且位于楔形內套管內，所述楔形內套管的內表面坡度與楔形膨脹桿外表面坡度相同，所述楔形膨脹桿中心位置設有與膨脹桿驅動螺栓匹配的螺栓孔。

所述的圓套管嵌套在竹材端部的外壁，能夠在竹材的外壁周圍起到“管箍”的作用，限制竹材沿其壁厚方向的變形，楔形膨脹桿和圓套筒上的膨脹桿驅動螺栓配合，當旋轉所述圓套管時，可以帶動膨脹桿驅動螺栓旋入楔形膨脹桿的螺栓孔中，從而驅動楔形膨脹桿沿其軸線方向移動，楔形膨脹桿沿軸向移動并嵌入楔形內套管內，使楔形內套管直徑增大，所述楔形內套管位于竹材內部，隨楔形內套管直徑增大，擠壓竹材內壁，楔形內套管和園套管內外配合，使竹材與該轉換接頭緊密連接。

優選的，所述連接頭包括錐頭、螺栓套筒、螺栓桿和銷釘，所述的錐頭由錐形筒和封板組成，封板位于錐形筒頂部，錐形筒底部與圓套管封閉端螺紋連接，所述封板上設有一個圓孔，螺栓桿位于圓孔中，所述螺栓桿包括頭部和桿部，頭部位于錐形筒內，桿部位于錐形筒外側，螺栓套筒和螺栓桿上均開設有滑槽，所述銷釘通過滑槽將螺栓套筒和螺栓桿相互連接。

優選的，所述的楔形內套管沿圓周開有若干個與其軸線平行的切口，所述的切口的長度小于楔形內套管的長度。