一种T形单边螺栓紧固件的制作方法

本发明涉及土木建筑工程、机械装配技术领域，尤其是涉及一种t形单边螺栓紧固件。

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大螺母拧紧。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大螺母连接紧固方法。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大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。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种t形单边螺栓紧固件，在需要紧固的连接件上定制异形安装孔，通过简单快捷的安装，达到稳固可靠的单边螺栓紧固功能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种t形单边螺栓紧固件，用于对连接件的固定，包括螺栓、分别套设于螺栓上的螺栓套、大垫圈和大螺母，所述的螺栓套设置于安装孔内，所述的螺栓的头部与大垫圈和大螺母分别设置于连接件两侧，紧固安装连接件，其特征在于，所述的螺栓包括相互连接的螺栓头和螺栓杆，所述的安装孔和螺栓套的截面均与螺栓头的截面相同，所述的螺栓头在以螺栓杆为轴旋转后，与安装孔卡紧；

安装该单边螺栓紧固件时，在连接件上开设与螺栓头配合的安装孔，所述的螺栓套、大垫圈和大螺母依次套设于螺栓杆上，所述的螺栓头与螺栓套相互重合，共同推入安装孔，所述的螺栓头旋转设定角度后，回拉螺栓，所述的螺栓头抵住连接件内侧壁，拧紧大螺母，完成安装。

进一步地，所述的螺栓头为类a型平键结构的螺栓头，其由两侧半圆柱和中间长方体一体成型，所述的螺栓杆由螺栓头截面的形心处伸出，且其尾部设有与大螺母适配的外螺纹，所述的螺栓头与螺栓杆相互配合形成t形螺栓。

进一步地，所述的螺栓套一面的中部沿宽度方向开设定位槽，所述的定位槽的宽度大于或等于螺栓头中部的宽度，所述的定位槽槽底开设通孔，所述的通孔的直径大于螺栓杆的公称直径。

进一步地，所述的设定角度为90°，当螺栓头穿过安装孔、螺栓套进入安装孔后，90°旋转螺栓头，并回拉螺栓，所述的螺栓头的中部卡入定位槽，两端半圆柱抵住连接件内侧壁，所述的螺栓头与安装孔和螺栓套形成十字形，最后拧紧大螺母，完成安装。

扭转后螺栓头的长度尺寸大于宽度尺寸，而产生足够的紧固配合面积，t形螺栓结构对称，工作状态受力对称平衡，应力分布良好，作为紧固件的力学性能优良。

进一步优选地，所述的定位槽两侧壁顶部开设倒角，方便螺栓头的中部卡入对准。

更进一步优选地，所述的定位槽两侧壁顶部的倒角为45°倒角，深度为1mm～2mm。

进一步优选地，所述的螺栓套的最大厚度大于连接件的夹紧长度，最小厚度小于连接件的夹紧长度，便于螺栓头扭转90°后卡在定位槽内。

更进一步优选地，所述的螺栓套的最大厚度比连接件的夹紧长度多5mm～8mm，所述的定位槽的槽深相应为7mm～10mm，定位槽的槽深、螺栓套的最大厚度和连接件的夹紧长度相互配合对应设置，使安装完成时，定位槽的槽底与连接件内侧壁之间留有1～2mm的空隙，从而使螺栓套在连接件中可沿螺栓的轴向有1～2mm的活动范围，所述的定位槽宽度比螺栓头中部的宽度大1mm。

进一步地，所述的大垫圈的外径大于安装孔的宽度，内径大于螺栓杆螺纹的公称直径。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明利用t形螺栓通过异形安装孔后扭转，其头部的长度尺寸大于宽度尺寸，而产生足够的紧固配合面积，发明中的t形螺栓结构对称，工作状态受力对称平衡，应力分布良好，作为紧固件的力学性能优良；

2)本发明的螺栓套通过定位槽结构实现了螺栓的定位安装，保证了安装过程定位简单，连接稳固，极大的提高了单边螺栓紧固件的工作稳定性与安装便捷性；

3)在连接板上定制的安装孔形状对称，结构尺寸小，对连接板的强度削弱很小，对整体施工结构强度影响很小，在不同强度要求情况下均能实现其单边安装特性与紧固的力学性能；

4)本发明利用单边螺栓紧固件自身的部件和特性，不需要额外的安装工具就可完成安装，对安装工人的要求较低，安装过程简单迅速，便于在工程中快速高效的进行单边螺栓紧固件的安装工作，适应建筑施工现场的安装效率及可靠性要求，有广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明中主要构件示意图；

图2为本发明中t形螺栓外形示意图；

图3为本发明中螺栓套外形示意图；

图4为本发明中紧固件准备完成，安装前的示意图；

图5为本发明中螺栓扭转前的示意图，其中，图(5a)为立体图，图(5b)为侧视图；

图6为本发明中螺栓扭转后完成定位的示意图，其中，图(6a)为立体图，图(6b)为侧视图；

图7为本发明中单边螺栓紧固件安装完成后的示意图，其中，图(7a)为侧向剖视图，图(7b)为立体图。

其中：1、螺栓，1a、螺栓头，1b、螺栓杆，2、螺栓套，2a、定位槽，2b、通孔，3、大垫圈，4、大螺母，5、连接件，5a、安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本发明提供一种t形单边螺栓紧固件，包括由螺栓1和分别套设于螺栓1上的螺栓套2、大垫圈3和大螺母4，连接件5上对应加工有安装孔5a，安装完成后，螺栓1的螺栓头1a设置于连接件5的内侧，螺栓套2设置于安装孔5a内，垫圈3和大螺母4依次设置于连接件5的安装侧，本实施例中，螺栓头1a和螺栓杆1b形成t形螺栓。

如图2所示，t形螺栓包括相互连接的螺栓头1a和螺栓杆1b，螺栓头1a为类a型平键结构的螺栓头，螺栓杆1b从螺栓头1a截面的形心处伸出，且在尾部开设外螺纹，该外螺纹采用普通螺纹尺寸标准。

如图3所示，螺栓套2的截面与螺栓头1a的截面形状尺寸均相同，也为类a型平键结构，其一面的中部沿宽度方向开定位槽2a，定位槽2a的宽度等于或略大于螺栓头1a中部的宽度，本实施例中，其宽度比螺栓头1a的宽度大1mm，定位槽2a槽底中央开有通孔2b，通孔2b的直径略大于螺栓杆1b螺纹的公称直径，定位槽2a上部两侧设有倒角2c，本实施例中，该倒角2c角度为45°，深度为1～2mm，便于高强度t形螺栓扭转90°后卡在定位槽2a内。螺栓套2的最大厚度大于连接件5的夹紧长度，最小厚度(即开设定位槽2a处的厚度)小于连接件5的夹紧长度，本实施例中，螺栓套2的最大厚度比连接件5夹紧长度多5mm，定位槽2a的槽深相应为7mm，使定位槽2a的槽底与连接件5内侧壁之间留有2mm的空隙，从而使螺栓套2在连接件5中可沿螺栓1的轴向有2mm的活动范围。

如图1所示，连接件5上开设的安装孔5a为类a型平键槽截面的异形安装孔，其与螺栓头1a和螺栓套2的形状尺寸相互配合。该安装孔5a的尺寸略大于螺栓头1a的截面参数，与螺栓套2形成间隙配合。

大垫圈3的外径大于安装孔5a的宽度，内径略大于螺栓杆1b的螺纹公称直径。大螺母4的螺纹参数与t形螺栓的螺纹参数相同。

如图4至图7所示，安装时，首先将螺栓套2套在螺栓杆1b上，螺栓套2开设定位槽2a的一面贴近螺栓头1a，且螺栓头1a和螺栓套2的轮廓重合，然后将大垫圈3及大螺母4套在螺栓杆1b上，大螺母4旋入一定长度，使螺栓杆1b尾部露出1cm以上的握持部分；将t形螺栓通过定制的安装孔5a，然后将大垫圈3顶在连接件5上，手持螺栓杆1b尾部将t形螺栓扭转90°并回拉，检查并保证t形螺栓不可继续扭转；最后拧紧大螺母4，完成安装。

本实施例中，该单边螺栓紧固件的安装过程具体如下：

1、如图4所示，将螺栓套2套在螺栓杆1b上，螺栓套2有定位槽2a的一面贴近螺栓头1a，并扭转使螺栓套2和螺栓头1a的轮廓重合，将大垫圈3及大螺母4套在螺栓杆1b上，大螺母4旋入一定长度，使螺栓杆1b尾部露出1cm以上的握持部分，完成准备工作；

2、推动t形螺栓通过安装孔5a，然后将大垫圈3顶在连接件5上，如图5所示；

3、手持螺栓杆1b尾部的螺纹将t形螺栓扭转90°并回拉，螺栓头1a卡入定位槽2a并抵住连接件5的内侧，检查并保证t形螺栓不可继续扭转，如图6所示；

4、拧紧大螺母4，完成安装，如图7所示，此时螺栓套2设置于安装孔5a内，螺栓头1a与安装孔5a和螺栓套2形成十字形，实现稳定紧固连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。