[发明专利]一种旋转双嵌套式单边螺栓紧固件

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于结构件连接紧固中进行单边安装的螺栓紧固件，属于土木建筑工程、机械装配技术领域。

背景技术

当前在土木建筑以及机械安装领域，对结构件连接紧固的安装需求量大。就目前普遍使用的螺栓而言，在对构件实施连接紧固作业时，工作人员需要同时在构件两侧作业，即在一侧插入带螺帽的螺栓，然后在另一侧用工具将螺母拧紧。这种连接紧固方法结构简单、操作方便、承载好，但仅适用于开口截面构件中，在某些特殊场合中，比如对封闭截面构件或不方便在另外一侧操作的构件进行连接紧固时，就无法使用这种常用的螺栓螺母连接紧固方法。比如：在钢管结构及钢管混凝土结构中，梁柱连接节点处，由于钢管柱为闭合截面，不能在两边进行操作，只能单侧连接安装，因此无法采用这种常用的螺栓螺母连接紧固法进行紧固安装。而目前国内市场上没有相应的单边螺栓产品，已公开的相关专利或是对螺栓杆削弱过多或是螺栓头受力点过少，国外市场已有类似产品，但上述既有专利或产品均难以在安装阶段对螺栓施加较大的预拉力以形成摩擦型螺栓连接接头，其承载的综合力学性能并不理想，在建筑结构抗震设计应用中受到很大限制。此外，国外类似产品价格昂贵，难以在国内大量采用。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种旋转双嵌套式单边螺栓紧固件，实现单边实施紧固作业，并提高螺栓承载的综合力学性能，还可根据需要，方便拆卸，可重复使用。

本发明提出的旋转双嵌套式单边螺栓紧固件，所述装置由圆头螺栓1a、细长杆1b、内嵌套2、外嵌套3、抗剪套筒4、垫圈5和螺母6构成，圆头螺栓1a尾部设置有细长杆1b，圆头螺栓1a靠近细长杆1b一端设置有螺纹；所述内嵌套2和外嵌套3头部均设有数量相等的可沿径向压缩的支撑爪；内嵌套2套于圆头螺栓1a外部，外嵌套3套于内嵌套2外部，且外嵌套3上的支撑爪和内嵌套2上的支撑爪完全叠合后，可构成一个嵌套整体；抗剪套筒4套于外嵌套3外以填充外嵌套3与安装孔之间的空隙，垫圈5伸入细长杆1b端，其外设置螺母6；所述螺栓紧固件使用时，在安装一侧手握细长杆将圆头螺栓1a插入所需紧固的构件的安装孔内，将叠放的内嵌套2和外嵌套3压入所述安装孔内，穿过安装孔安装到位后支撑爪便自然弹开，外嵌套3支撑爪底面压在连接板表面上后，旋转并向安装侧拉回内嵌套2使其支撑爪填充外嵌套3支撑爪间的空隙，两者支撑爪顶面位于同一平面上，形成一个周向较均匀的内垫片，向安装侧拉回圆头螺栓1a使其压紧在内嵌套2和外嵌套3头部支撑爪上，且内嵌套2和外嵌套3头部支撑爪压紧在连接板表面上，所述抗剪套筒4填塞入外嵌套与安装孔间的缝隙中，在安装孔外表面垫上所述垫圈5，所述螺母6与圆头螺栓1a螺纹连接，最后剪断细长杆1b，完成安装。

本发明中，内嵌套2与外嵌套3相互配合，内嵌套2尾部的外径小于或等于外嵌套3尾部的内径，所述叠合后双嵌套，安装时可将其往安装孔内压入，沿径向压缩使其外径小于安装孔孔径；内嵌套2相对于外嵌套3旋转一定角度并拉回，其头部的支撑爪嵌入外嵌套3头部支撑爪之间的空隙内，两者支撑爪顶面齐平，形成一个周向较均匀的内垫片；内嵌套2尾部的圆环状连续部分比外嵌套3相应部分短，保证拉回后两者尾部的底面位于同一平面上。

本发明中，抗剪套筒4起到填充外嵌套3与安装孔间的间隙的作用，其内径略大于外嵌套3的外径，其外径不超过安装孔的孔径。

本发明单边螺栓紧固件的结构特点是：

内嵌套2与外嵌套3相互配合，安装前，两者的支撑爪及开槽部分可完全叠合，安装时，内嵌套头部的支撑爪嵌入外嵌套3头部支撑爪之间的空隙内，两者支撑爪顶面齐平，形成一个周向较均匀的内垫片，增大了圆头螺栓头部的周向承压面积；抗剪套筒用于填充外嵌套3与安装孔间缝隙，改善螺栓的力学性能。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、  本发明只需一侧作业，便可完成螺栓的连接紧固作业；

2、  对螺栓杆部分无削弱，大大提高了其可承受载荷；

3、  就螺栓头部受力形式而言，由嵌套式单边螺栓的周向多点均匀受力改进为周向均匀受力，因而改善其力学性能，以实现更高的预紧力水平；

4、  安装完成后，双嵌套头部结构简单、承载均匀、抗压、抗剪等力学性能较好；

5、  利用抗剪套筒减小安装孔与螺栓之间的空隙，降低安装孔较大对结构承载的负面影响，改善所述螺栓连接的力学性能；

6、  本发明结构简单、造价低廉、装配方便、易于实施，方便拆卸，可重复使用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；