模块化钢结构卡锁式连接节点及施工方法

本发明涉及建筑工程模块化钢结构连接节点，尤其涉及一种模块化钢结构卡锁式连接节点及施工方法。

背景技术：

1、模块化钢结构建筑可以在根据需要在工厂内完成模块的预制和内部装修，然后运输到施工现场进行模块安装。模块化钢结构建筑现场施工作业少，能够减少劳动力的投入，减少施工现场的碳排放，实现标准化生产和绿色建筑。模块化建筑的使用有助于改善我国建筑行业工业化程度低、碳排放量大和生产效率低等问题。

2、连接节点是模块化钢结构建筑中的关键，其连接效率决定整个模块化建筑的施工速度，现有连接节点大多为螺栓连接或者焊接连接，螺栓连接需施工人员在现场进行在位操作，焊接连接质量容易受到施工人员操作水平影响，现有节点大多需要现场施工，且中柱连接节点一般为八柱十六梁节点，无法完成模块连接，不能完全发挥模块化钢结构建筑的优势且连接节点操作复杂。

3、在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种模块化钢结构卡锁式连接节点及施工方法，克服现有模块化钢结构节点连接技术的不足，实现边柱节点和中柱节点的连接，极大减少现场施工操作，模块间仅依靠模块自重即可实现连接，无需其他操作，发挥模块化钢结构建筑施工速度快的优势，节点延性和耗能能力强，具有良好的抗震性能。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的一种模块化钢结构卡锁式连接节点包括上连接装置、下连接装置和连接组件，其中，

4、上连接装置，其包括，

5、上连接本体，其设有开口朝下的空槽，

6、插杆，其设于所述空槽中，所述插杆包括自所述空槽向下延伸的固定杆和设于固定杆底端的球头，所述球头靠近固定杆的上端设有三道第一台阶；

7、下连接装置，其位于所述上连接装置下方，下连接装置包括，

8、下连接本体，其设有朝上延伸且适配于所述空槽的凸起，

9、空腔，其开口朝上地设于所述凸起中，所述空腔上部设有螺纹；

10、连接组件，其包括从下到上依次放置在所述空腔内部的弹簧、垫片、多个卡片和螺母，其中,所述弹簧上部直径小于下部直径，垫片为上下不同直径的圆柱体，其下端卡接弹簧，上端支承三个120度卡片，三个120度卡片贴合形成环形旋转体，环形旋转体内壁设置三道第二台阶，所述第二台阶卡接所述第一台阶，环形旋转体的外壁设有朝外倾斜的第一倾斜角度，螺母内部为下部到上部直径依次增大的空心腔体，空心腔体下端设有第二倾斜角度，第二倾斜角度与第一倾斜角度相同，螺母与所述螺纹连接以可调节地压紧卡片与其下部的垫片和弹簧。

11、所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点中，所述上连接装置与下连接装置连接时，所述插杆通过所述螺母，先接触到卡片，上模块重力使插杆球头向外推动卡片，并压着垫片将弹簧向下压缩，当插杆球头最大直径穿过卡片后，弹簧的弹力推动垫片和卡片向上移动，第二台阶与第一台阶卡住防止插杆向上拔出，完成自锁。

12、所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点中，自锁时，所述凸起容纳于所述空槽中。

13、所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点中，所述球头的最大直径小于所述螺母内部空腔的最小直径且大于所述卡片合紧时形成的环形旋转体的内圈所围的直径。

14、所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点中，所述球头的最大直径小于所述卡片外扩时内圈所围的直径。

15、所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点中，第二台阶与第一台阶的台阶尺寸相同。

16、所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点中，弹簧的上部直径贴合垫片的下部内径，弹簧下部直径贴合所述空腔的内壁。

17、所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点中，所述上连接装置竖向与柱焊接，水平方向与梁焊接，所述下连接装置焊接在模块柱上端中心位置。

18、所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点中，四个上连接装置焊接在模块下端梁与柱连接的四个角部位置，四个下连接装置焊接在模块柱的上部中心位置。

19、一种模块化钢结构卡锁式连接节点的施工方法包括，

20、步骤1，分别制作上连接装置、下连接装置和连接组件；

21、步骤2，将上连接装置与柱下端和梁焊接在一起，将下连接装置与柱上端焊接在一起；

22、步骤3，将弹簧、垫片、卡片依次放置在下连接装置的空腔内，并拧紧螺母；

23、步骤4，将模块运送到建筑地点，将不同模块吊放入指定位置，上连接装置和下连接装置对齐并完成拼装。

24、在上述技术方案中，本发明提供的一种模块化钢结构卡锁式连接节点及施工方法，具有以下有益效果：上、下连接装置均可在工厂内进行加工并安装到相应位置，连接组件可按照顺序依次放置在下连接装置的空腔内，通过螺母与下连接装置空腔拧紧以实现固定。模块间连接时使用吊车将上、下模块吊放在指定位置，仅依靠上模块自重将上连接装置插杆插入下连接装置的空腔内，卡片台阶和插杆球头台阶贴合，卡片被螺母固定，阻止插杆向上拔出，现场施工作业少，安装速度快。本节点既能用于模块化钢结构建筑角柱的连接，又能通过边柱连接板和中柱连接板用于模块化钢结构建筑边柱和中柱的连接且操作简便。

技术特征：

1.一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，其包括上连接装置、下连接装置和连接组件，其中，

2.根据权利要求1所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，所述上连接装置与下连接装置连接时，所述插杆通过所述螺母，先接触到卡片，上模块重力使插杆球头向外推动卡片，并压着垫片将弹簧向下压缩，当插杆球头最大直径穿过卡片后，弹簧的弹力推动垫片和卡片向上移动，第二台阶与第一台阶卡住防止插杆向上拔出，完成自锁。

3.根据权利要求2所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，自锁时，所述凸起容纳于所述空槽中。

4.根据权利要求1所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，所述球头的最大直径小于所述螺母内部空腔的最小直径且大于所述卡片合紧时形成的环形旋转体的内圈所围的直径。

5.根据权利要求1所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，所述球头的最大直径小于所述卡片外扩时内圈所围的直径。

6.根据权利要求1所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，第二台阶与第一台阶的台阶尺寸相同。

7.根据权利要求1所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，弹簧的上部直径贴合垫片的下部内径，弹簧下部直径贴合所述空腔的内壁。

8.根据权利要求1所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，所述上连接装置竖向与柱焊接，水平方向与梁焊接，所述下连接装置焊接在模块柱上端中心位置。

9.根据权利要求1所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点，其特征在于，四个上连接装置焊接在模块下端梁与柱连接的四个角部位置，四个下连接装置焊接在模块柱的上部中心位置。

10.一种权利要求1-9中任一项所述的一种模块化钢结构卡锁式连接节点的施工方法，其特征在于，其包括，

技术总结一种模块化钢结构卡锁式连接节点及施工方法，节点包括上连接装置、下连接装置和连接组件，上连接装置包括装置本体和插杆，插杆包括自空槽向下延伸的固定杆和设于固定杆底端的球头，球头靠近固定杆的上端设有三道第一台阶，连接组件包括弹簧、垫片、卡片和螺母，环形旋转体的外壁设有朝外倾斜的第一倾斜角度，螺母内部为下部到上部直径依次增大的空心腔体，空心腔体下端设有第二倾斜角度，螺母与螺纹连接以可调节地压紧卡片与其下部的垫片和弹簧。节点操作简单，只需将上连接装置插杆插入下连接装置的空腔内即可实现连接，用于模块化钢结构建筑的边柱和中柱连接时，只需在相邻模块间放置连接板即可，减少施工现场工作量，提高施工效率。技术研发人员：史奉伟,吕永鑫,李朋,董硕,郭秀英,刘震,韩新宇受保护的技术使用者：山东科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2