【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及脚手架，具体来说涉及一种盘扣式跨越架连接结构。
技术介绍
1、脚手架是建筑工程和电力工程中常用的支撑结构，用于提供工人和材料的支撑平台，以便在施工现场进行各种工作。它是一种临时性的结构，通常在建筑物的外部或内部搭设，为工人提供安全、稳定的工作平台，方便材料运输的支撑系统，以及适应电力工程中的高压电缆、输电塔等设备的跨越需求。
2、盘扣式脚手架是一种常见的建筑支撑结构，其特点是连接节点采用盘扣式设计，通过在立杆和横杆的连接处使用盘扣连接件，形成一个牢固的支撑系统。这种脚手架通常由立杆、横杆、水平支撑、纵向支撑、斜杆、连接件等组成，构成了一个稳定的立体支撑网络。与一些轻型脚手架相比，盘扣式脚手架的构件通常较为重量庞大，不太适合需要频繁搬移的施工现场。虽然相对简便，但对于大型工程的搭建仍需要经验丰富的专业人员进行操作，以确保结构的安全性。传统的盘扣式脚手架自重较大，造价高，在实用性方面有待提高，故而提出一种便于连接的盘扣式跨越架连接结构以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术专利的目的是提供一种盘扣式跨越架连接结构及其连接方式，可实现上下立杆以及横杆之间的便捷连接，可规范化脚手架的搭建，仅在需要连接横杆的方向设置连接垫板，同时，可实现相邻节点不水平以及立杆间距不一致情况下的横杆连接。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、一种便于连接的盘扣式跨越架连接结构，包括上下立杆的连接方式和以及横杆与节点的连接
4、所述的上下立杆的连接方式包括下立杆(1)、上立杆(2)、限位套筒(3)、连接垫板(4-1)和固定垫板(4-2)、连接螺杆(5-1)和固定螺杆(5-2)、螺帽(6)。横杆与节点的连接方式包括连接套筒(7)、开孔横杆(8)和限位器(9)。
5、所述的下立杆(1)的上端由端板(10)进行隔断，所述的下立杆(1)的上端设有4个相同的长条形安装槽ⅰ(11)，安装槽的最下端为半圆形固定槽ⅰ(12)，且靠近下立杆中心处设有安装凹槽ⅰ(13)，远离下立杆中心处设有支撑块ⅰ(14)。
6、所述的上立杆(2)的下端4个相同的长条形安装槽ⅱ(15)，安装槽的最下端为半圆形固定槽ⅱ(16)，且远离上立杆中心处设有安装凹槽ⅱ(17)，靠近下立杆中心处设有支撑块ⅱ(18)，所述的限位套筒(3)为两端开口的圆筒。
7、所述的连接垫板(4-1)设有一个螺杆安装孔(19)和两个连接套筒连接孔(20)，所述的固定垫板(4-2)设有一个螺杆安装孔(21)，所述的连接螺杆(5-1和5-2)设有一端带螺纹的螺杆(22)和一端固定板(23)。
8、所述的连接套筒(7)设有两个安装杆(24)，所述的连接套筒的两个安装杆的两侧设有加强板(25)，所述的连接套筒设有圆柱形套筒(26)，该圆柱形套筒内部设有一条或者一条以上限位块(27)，且上方设有限位孔(28)，所述的开孔横杆(8)设有三条一侧开口的限位槽(29)以及一条封闭型的限位槽(30)，所述的限位槽和限位块尺寸一致，保证脚手架结构的稳固性。
9、进一步地，所述上、下立杆皆是两端设有四个长条形安装槽(11和15)，一端为下立杆连接节点，另一端为上立杆连接节点，下立杆(1)端口处截面向内收缩，下立杆(2)端口处截面保持不变，上下立柱的长条形安装槽皆是彼此相差90°，且位置尺寸彼此吻合，留出四个尺寸相等的安装孔。
10、进一步地，所述下立柱(1)的半圆形固定槽ⅰ(12)的内侧设置有固定连接螺杆(5-1和5-2)的设有安装凹槽(13)，上立柱(2)的半圆形固定槽ⅱ(16)的内侧设置有固定连接垫板(4-1)和固定垫板(4-2)的设有安装凹槽ⅱ(17)，安装时由限位套筒(3)限制连接螺杆(5-1和5-2)的移动。
11、进一步地，所述的连接套筒(7)设有两个安装杆(24)，所述安装杆(24)穿过连接垫板(4-1)的两个连接套筒连接孔(20)进行安装，所述的连接套筒的两个安装杆的两侧设有加强板(25)，另一侧设有圆柱形套筒(26)，该圆柱形套筒内部设有一条或者一条以上限位块(27)，且上方设有限位孔(28)，保证连接横杆的稳固连接。
12、进一步地，所述的开孔横杆(8)设有一条或者一条以上一侧开口的限位槽(29)以及一条封闭型的限位槽(30)，所述的限位槽和连接套筒(7)的限位块位置尺寸保持一致。
13、进一步地，所述连接套筒连接孔(20)是基于商用软件hyperworks平台，利用拓扑优化原理，以节点材料最大主应力最小化为目标函数，以体积分数比为约束函数，以连续体结构变密度法为优化算法，以单元“单元密度”作为设计变量经过迭代优化而来；
14、首先建立优化模型，再运用单元密度优化方法进行迭代计算，在满足设计要求的条件下，求得目标函数的极限值，最终得出最优的设计方案。
15、优化设计的数学模型可以表述为：
16、目标函数：
17、min max(σ1i)
18、约束函数：
19、σ1i≤σmax
20、displacement≤displacementmax
21、vmin≤vi≤vmax
22、其中：σ1i是单元i的最大主应力；σmax是材料允许的最大主应力；displacement是结构的位移；displacementmax是结构允许的最大位移；vmin是体积分数的最小允许值；vmin是结构中每个单元i的体积分数，vi表示单元i占据的相对体积；vmax是体积分数的最大允许值。
23、有益效果
24、在上述技术方案中，本专利技术专利提供的一种便于连接的盘扣式跨越架连接结构，具有以下有益效果：
25、1、本专利技术一种便于连接的盘扣式跨越架连接结构，上、下立杆通过自由选择连接垫板(4-1)和固定垫板(4-2)的搭配来实现脚手架中不同位置立杆的搭建，提高材料的利用率，降低盘扣式脚手架的结构自重，节省造价，推进更为简洁规范化的脚手架搭建。
26、2、通过连接垫板(4-1)上两个连接套筒连接孔(20)进行连接套筒(7)的连接，可实现横杆与节点的连接，能够考虑到一定的安装误差带来的安装不方便的影响。
27、3、通过圆柱形套筒(26)、限位块(27)、限位孔(28)开口的限位槽(29)和封闭型的限位槽(30)实现开孔横杆(8)与连接套筒(7)的连接，通过限位槽和限位块的位置尺寸配合，能够实现约束横杆的转动以及可便捷调控横杆插入连接套筒(7)的长度来快速安装脚手架。
28、4.连接套筒连接孔(20)是基于商用软件hyperworks平台，利用拓扑优化原理，以节点材料最大主应力最小化为目标函数，以体积分数比为约束函数，以连续体结构变密度法为优化算法，以单元“单元密度”作为设计变量经过迭代优化而来。
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1.一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，上下立杆的连接以及横杆与节点的连接；其中，上下立杆借助尺寸和内外位置吻合、水平方向相差90°的长条形安装槽拼合后，通过连接垫板和固定垫板、连接螺杆和固定螺杆、限位套筒固定；横杆与节点的连接是通过连接套筒(7)一端的安装杆(24)插入连接垫板的连接孔，另一端插接开孔横杆(8)实现，其中连接套筒和开孔横杆借助套合部位限位槽和限位块之间的轴向匹配以及限位器的径向固定实现。
2.根据权利要求1所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，所述上、下立杆皆是两端设有四个长条形安装槽，一端为下立杆连接节点，另一端为上立杆连接节点，下立杆(1)端口处截面向内收缩，下立杆(2)端口处截面保持不变，上下立柱的长条形安装槽皆是彼此相差90°，且位置尺寸彼此吻合，留出四个尺寸相等的安装孔；上下立杆组装时借助长条形安装槽的导引作用实施初步拼合，安装后呈安装槽内外嵌合状态。
3.根据权利要求2所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，所述的下立杆(1)的上端由端板(10)进行隔断，所述的下立杆(1)的上端设有4个相同的长条形安装槽Ⅰ(11)
4.根据权利要求1所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，所述的连接套筒(7)包括圆柱形套筒(26)，该圆柱形套筒内部设有一条或者一条以上限位块(27)，且套筒的筒身中部设有贯通性的限位孔(28)；套筒底部设有两个安装杆(24)，安装杆的两侧设有加强板，可实现横杆与节点的牢固连接，并可实现转动。
5.根据权利要求1或4所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，所述的开孔横杆(8)设有一条或者一条以上一侧开口的限位槽(29)以及一条封闭型的限位槽(30)，所述的限位槽和限位块(27)尺寸一致；使用时将开孔横杆(8)插入圆柱形套筒(26)内，圆柱形套筒内部的限位块(27)与开孔横杆的限位槽(29)一一对应，约束横杆绕中心轴的转动；限位孔(28)、封闭型的限位槽(30)和限位器(9)三者的位置相同，使横杆在限位槽(30)内移动，实现消除横杆安装误差的功能。
6.根据权利要求1所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，所述的连接垫板(4-1)侧面设有一个螺杆安装孔，竖直方向设有两个连接套筒连接孔(20)；其中，螺杆安装孔用于匹配连接螺杆5-1、连接套筒连接孔用于匹配连接套筒端部的安装杆(24)，为实现连接套筒和上下立杆连接节点的连接，需将连接套筒端部的安装杆由上向下插入进接垫板的连接套筒连接孔。
7.根据权利要求6所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，连接套筒连接孔(20)是基于商用软件HYPERWORKS平台，利用拓扑优化原理，以节点材料最大主应力最小化为目标函数，以体积分数比为约束函数，以连续体结构变密度法为优化算法，以单元“单元密度”作为设计变量经过迭代优化而来；
8.根据权利要求1所述的一种盘扣式跨越架连接结构的连接方式，其特征在于，步骤如下：
9.根据权利要求8所述的一种盘扣式跨越架连接结构的连接方式，其特征在于：所述上下立杆的连接可依据该节点是否连接横杆，选择使用连接垫板(4-1)或固定垫板(4-2)进行安装。
...【技术特征摘要】
1.一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，上下立杆的连接以及横杆与节点的连接；其中，上下立杆借助尺寸和内外位置吻合、水平方向相差90°的长条形安装槽拼合后，通过连接垫板和固定垫板、连接螺杆和固定螺杆、限位套筒固定；横杆与节点的连接是通过连接套筒(7)一端的安装杆(24)插入连接垫板的连接孔，另一端插接开孔横杆(8)实现，其中连接套筒和开孔横杆借助套合部位限位槽和限位块之间的轴向匹配以及限位器的径向固定实现。
2.根据权利要求1所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，所述上、下立杆皆是两端设有四个长条形安装槽，一端为下立杆连接节点，另一端为上立杆连接节点，下立杆(1)端口处截面向内收缩，下立杆(2)端口处截面保持不变，上下立柱的长条形安装槽皆是彼此相差90°，且位置尺寸彼此吻合，留出四个尺寸相等的安装孔；上下立杆组装时借助长条形安装槽的导引作用实施初步拼合，安装后呈安装槽内外嵌合状态。
3.根据权利要求2所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，所述的下立杆(1)的上端由端板(10)进行隔断，所述的下立杆(1)的上端设有4个相同的长条形安装槽ⅰ(11)，安装槽的最下端为半圆形固定槽(12)，且靠近下立杆中心处设有安装凹槽ⅰ(13)，远离下立杆中心处设有支撑块(14)，安装凹槽ⅰ用于固定连接螺杆(5-1)和固定螺杆(5-2)，安装时由限位套筒(3)限制螺杆的移动；
4.根据权利要求1所述的一种盘扣式跨越架连接结构，其特征在于，所述的连接套筒(7)包括圆柱形套筒(26)，该圆柱形套筒内部设有一条或者一条以上限位块(27)，且套筒的筒身中部设有贯通性的限位孔(28)；套筒底部设有两个安装杆(24)，安装杆的两侧设...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄士君，杜辉波，冯若强，张臻哲，黄景之，回泽，谷开新，宋子健，王诚禹，刘志伟，范舟，车松阳，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司建设分公司，
类型：发明
国别省市：
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