CN103410261A - 一种高安全切底铆栓及建筑附属物的连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高安全切底铆栓及其连接结构，切底铆栓具有紧固套，切底铆栓的金属铆杆具有防松脱铆固段，紧固套在工具的作用下，压紧被连接件且紧固套内孔收缩包紧在防松脱铆固段外以及同时形成与防松脱铆固段表面防脱纹相配的凹凸内孔表面，形成无需焊接的永久性连接；套筒和扩张部件为分体的两个独立的元件，切底铆栓的套筒为塑料件，且套筒外壁的中部和前部具有一条或多条轴向槽。本发明的切底铆栓，无需焊接即可实现永久牢固连接不松脱、大幅增加连接强度，满足抗震要求，可节省人工和成本。本发明运用柔性抗震措施，提高抗震性能；还能利用套筒径向上的变形能力和轴向槽的避让而穿过孔中局部弯曲，实现可靠连接，避免重新打孔节约成本。

Description

一种高安全切底铆栓及建筑附属物的连接结构

技术领域

本发明涉及一种切底铆栓及利用切底铆栓的建筑附属物连接结构。它主要适用于各类建筑物、地铁等建设用，更适合抗震动和防火要求较高建筑外围护结构幕墙使用。

背景技术

目前建筑附属结构安装使用的锚栓，因每年数十万次的风动波外力或地铁运行中的制动冲击震动及热胀冷缩等外力影响，会导致锚固件松脱、连接孔间隙下垂造成事故发生。所以国家规范为防止螺栓松脱和连接孔间隙下垂，规定要求将螺杆、垫片、螺母焊死和与连接锚板焊死，但这一施工现场焊死不但工作难度很大，而且还存在在数种不同材质上焊接所造成的脱焊安全隐患。

并且，在如地铁列车的运行中，在高速运行和制动时的冲击震动下，使锚栓钢制套筒对混凝土孔壁形成撞击，在长时间的作用下，孔壁变大，锚栓杆开始滑动影响扩张承力。而且，随着大量高层与超高层的出现，在混凝土结构钢筋较密区和或在加密区上设置锚栓时，往往会出现碰上钢筋时形成肉眼未看出的弯孔，在钢制套筒安装击入一半时，才发现被卡住无法再装入；如果按正常施工，因择位重新打孔，但这样，此前所打的数个配组之孔及安装的紧固件全部作废，因此，许多工程中出现施工人员通过将锚固钢板孔钻大套入后割掉焊上了事，给工程留下安全隐患。

此外，用在混凝土等基底上的锚栓，锚栓杆上扩张头圆锥面与扩张片内形圆之间的配合不合理，它们在风动波外力或地铁运行中的制动冲击震动的影响下，慢慢疲劳吻合，从而使锚栓杆向外位移长出约数毫米，锚栓松动，在外力震动作用下连接件与锚杆就会磨损，并且螺母受动力影响松脱，存在安全隐患事故发生。另有一种方式为倒锥体锚栓，它的扩张片是逆向展开卡入混凝土上，但它看似牢固不会滑出，其实因片状体在重力和外力震动的双重作用下，其扩张片就会象刀片一样在慢慢嵌凿于混凝土，使锚栓杆向外位移长出约数毫米，如果周边遇到没有强度较高的石料长出度则会更大，锚栓松动。

此外，这些锚栓在混凝土上倒悬安装时，安装人员很难将锚栓控制住，其套筒很容易掉下。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种抗震防松脱切底铆栓，其无需焊接操作，但连接防松脱、永久牢固,提高安装安全性。为此，本发明采用以下技术方案：

一种高安全切底铆栓，包括金属铆杆、套筒、扩张部件，金属铆杆的头部为扩张头，扩张头与扩张部件配合使其扩张，其特征在于所述金属铆杆包括对应在幕墙板的连接孔外的防松脱铆固段，所述防松脱铆固段表面制有防脱纹，所述铆栓还包括紧固套，所述紧固套的内孔比防松脱铆固段略大，使紧固套可以自由套入防松脱铆固段，并在所述工具的作用下，压紧被连接件且紧固套内孔收缩包紧在防松脱铆固段外以及同时形成与防松脱铆固段表面防脱纹相配的凹凸内孔表面，形成无需焊接的永久性连接；所述防松脱铆固段外还有连接段，用于连接所述工具；

套筒和扩张部件为分体的两个独立的元件，所述套筒为塑料件，且套筒外壁的中部和前部具有一条或多条轴向槽。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述扩张头呈圆锥台形，扩张部件为圈状件，其具有多个沿着圆周方向排列设置的扩张片，所述扩张片的形状使得其被扩张头扩张后，在基底连接孔的侧凹中的承力部位和扩张头的圆锥面之间为贴合式整面接触。

所述连接段和防松脱铆固段之间还可有拉断部位。

所述紧固套的后部比前部细，使紧固套的外轮廓形成碗型或锥形的形状或台阶形的形状。

所述金属铆杆横截面形状的选择范围包括圆型、方型、长方型、槽型、多边型。

所述塑料件中掺有纤维。

被切底铆栓所连接的建筑附属物上供金属铆杆穿过的孔为长孔或圆孔或长槽；所述紧固套的前端具有凸圈或凸起，所述凸圈或凸起用于在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧被连接的建筑附属物时，被挤入建筑附属物的供金属铆杆穿过的孔的孔壁与金属铆杆之间的间隙，形成挤紧或过盈配合，而对建筑附属物起到防止滑移的定位作用；和/或，所述紧固套的前端面还具有与被连接的建筑附属物的外侧面配合的凹凸定位构型，在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧所述建筑附属物时，通过所述凹凸定位构型在所述建筑附属物的外侧面与紧固套前端面产生止滑配合，以进一步防止所述建筑附属物松动。

所述紧固套的前端凸圈或凸起上具有与所述建筑附属物上的供金属铆杆穿过的孔的孔壁内齿纹相配的齿纹，在所述凸圈或凸起挤入供金属铆杆穿过的孔时，所述齿纹和孔壁内齿纹镶嵌，形成挤紧或过盈配合，对建筑附属物起到防止滑移的定位作用。

本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种防火高安全切底铆栓，其无需焊接操作，但连接防松脱、永久牢固、防火耐热,能降低建筑附属物的安装成本及安装安全性。为此，本发明采用以下技术方案：

一种防火高安全切底铆栓，其特征在于它具有上述任意一种切底铆栓的结构；所述切底铆栓还包括防火耐热帽，所述防火耐热帽罩在切底铆栓暴露在建筑附属物外的部分外。

所述防火耐热帽连接在所述紧固套上。

本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种建筑附属物的连接结构，其连接无需焊接操作，但连接防松脱、永久牢固,提高安装安全性。为此，本发明采用以下技术方案：

一种建筑附属物的连接结构，其特征在于，所述建筑附属物为被连接件，被连接件用切底铆栓连接在需安装建筑附属物的基底上；被连接件和基底分别有连接孔，基底上的连接孔中具有和扩张部件配合的侧凹，其特征在于：

所述切底铆栓包括金属铆杆、套筒、扩张部件，扩张部件处在金属铆杆的底部或者还同时在金属铆杆的中部套有扩张部件，所述扩张部件被扩张而伸入基底上的连接孔中的所述侧凹；所述套筒和扩张部件为分体的两个独立的元件，所述套筒为塑料件，且套筒外壁的中部和前部具有一条或多条轴向槽。

所述金属铆杆包括对应在基底的连接孔外的防松脱铆固段，所述防松脱铆固段表面制有防脱纹，所述切底铆栓还包括紧固套，所述紧固套的内孔比防松脱铆固段略大，使紧固套可以自由套入防松脱铆固段，并在所述工具的作用下，压紧被连接件且紧固套内孔收缩包紧在防松脱铆固段外以及同时形成与防松脱铆固段表面防脱纹相配的凹凸内孔表面，形成无需焊接的永久性连接。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述扩张头呈圆锥台形，扩张部件为圈状件，其具有多个沿着圆周方向排列设置的扩张片，所述扩张片的形状使得其被扩张头扩张后，在基底连接孔的侧凹中的承力部位和圆锥台形的圆锥面之间为整面贴合，使得承力部位与扩张头的圆锥面和侧凹孔壁呈贴合式整面接触，承力部位与扩张头的圆锥面和侧凹孔壁之间被密实。

所述建筑附属物的供金属铆杆穿过的孔为长孔或圆孔或长槽；所述紧固套的前端具有凸圈或凸起，所述凸圈或凸起在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧所述建筑附属物时，被挤入被建筑附属物的供金属铆杆穿过的孔的孔壁与金属铆杆之间的间隙，形成挤紧或过盈配合，而对建筑附属物起到防止滑移的定位作用；或者/和，所述紧固套的前端面还具有与建筑附属物的外侧面配合的凹凸定位构型，建筑附属物的所述外侧面也具有凹凸定位构型，在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧所述建筑附属物后，所述建筑附属物的外侧面与紧固套前端面的凹凸定位构型形成止滑配合，以进一步防止所述建筑附属物松动；

或者，当所述紧固套的前端具有所述凸圈或凸起时，供金属铆杆穿过的孔的孔壁带有内齿纹，所述紧固套的前端凸圈或凸起上具有与所述孔壁内齿纹相配的齿纹，在所述凸圈或凸起挤入供金属铆杆穿过的孔后，所述齿纹和孔壁内齿纹镶嵌，形成挤紧或过盈配合，对建筑附属物起到防止滑移的定位作用。

由于采用本发明的技术方案，本发明所提供的切底铆栓，无需焊接即可实现永久牢固连接不松脱、大幅增加连接强度，满足抗震要求，可以节省安装人工、降低安装成本。本发明还提出了对切底铆栓的防火耐热解决方案，可适用各类防火区使用，并且，进一步地，由于在金属铆杆和紧固套避免了因焊接引起的变形，使得防火耐热帽能够完美地与切底铆栓暴露在外的头部相结合，起到最佳的防火耐热效果。

在本发明中，将套筒由金属件转为非金属塑料件。由于本发明不需焊接，所以消除了一切影响塑料件的不确定因素，使得在本发明中，柔性抗震措施能够可靠地运用在铆栓中，提高抗震性能；这不仅提高了抗震性能，这种结构还能在基底连接孔出现上述肉眼未看出的弯孔时，能够利用其径向上的变形能力和轴向槽的避让而到达预定位置，实现紧固件和连接孔的可靠连接，避免重新打孔节约成本；本发明进一步研究发现弯孔的弯曲部位往往出现在孔的中部，因此，所述轴向槽可以仅设置在套筒的中部和前部，而在套筒的后部仍然保持圆柱形，从而最大程度地实现了避让和填充的双重作用。

进一步地，本发明中，因为套筒采用塑料件，扩张元件和套筒采用分体结构，而这种分体结构使得扩张元件中的的扩张片形状可以被方便地涉及和制造，使得其被扩张头扩张后，在基底连接孔的侧凹中的承力部位与扩张头的圆锥面和侧凹孔壁呈贴合式整面接触，承力部位与扩张头的圆锥面和侧凹孔壁之间被密实，从而杜绝了前述的“疲劳吻合”导致松动的现象。

进一步地，本发明中，还引入了紧固套和建筑附属物之间的防位移定位关系，结构简单使用效果又好；既能够使建筑附属物上的供铆杆穿过的孔采用长孔或长槽，使基底孔位置能够灵活调整，又能够确保建筑附属物被可靠连接和定位，克服以往基底孔位置不能调整所引发的假连接状况，能进一步地大幅增加安装连接强度和牢度，提高安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的分解示意图。

图2为本发明扩张元件的的展开示意图。

图3为套筒的侧视图。

图4为本发明所提供的建筑附属物连接结构的示意图。

图5为本发明将金属铆杆连接到基底连接孔时的示意图。

具体实施方式

参照附图。本发明所提供的一种切底铆栓，包括金属铆杆1、套筒2、扩张部件3，金属铆杆1的头部为扩张头10，扩张头10与扩张部件3配合使其扩张而进入基底100的连接孔101的底部侧凹102中。

所述金属铆杆1包括对应在连接孔101外的防松脱铆固段11，所述防松脱铆固段表面制有防脱纹，比如凹纹、凸纹、环、环形槽等，使防松脱铆固段11表面不平。所述防松脱铆固段11外还有用于和工具连接的连接段12，连接段12和防松脱铆固段11之间具有拉断部位13，连接段12具有与对其施加拉力的所述工具的连接部位，比如连接段12具有相当的长度，连接段12表面具有平面，连接段12横截面与所述工具的连接部位相吻合、连接段12具有与工具的连接部位相吻合的螺纹段、连接段12表面粗糙不平防滑形成爪力点等。

所述铆栓还包括紧固套4，所述紧固套的内孔40比防松脱铆固段11略大，使紧固套4可以自由套入防松脱铆固段11，并在所述工具的作用下，压紧被连接件200且紧固套内孔40收缩包紧在防松脱铆固段11外以及同时形成与防松脱铆固段表面防脱纹相配的凹凸内孔表面，形成无需焊接的永久性连接。

工具的作用方式一般为向外拉金属铆杆，并利用拉力的反作用力向前推紧固套，使紧固套压紧被连接件200，当压紧时，工具利用锥形面或碗型面的模型对紧固套进行挤压，使紧固套内孔在垂直于内孔轴向的平面上的尺寸缩小而不是仅仅被压扁，这样，其与防松脱铆固段实现全方位卡接，实现永久性的防松脱，挤压动力可用高压空气。紧固套的后部41可被预制为形状较其头部细，使紧固套的外轮廓形成碗型或锥形的形状或台阶形的形状，以便被工具挤压收缩变形。在完成对紧固套的作用后，工具也顺势将连接段12从拉断部位13处拉断。拉断后的连接段可作废旧金属回收。

所述扩张头10呈圆锥台形，扩张部件3为圈状件，其具有多个沿着圆周方向排列设置的扩张片30，所述扩张片的形状使得其被扩张头扩张后，在基底连接孔的侧凹中的承力部位和扩张头的圆锥面之间为贴合式整面接触，也即，不是局部的接触，而是整面的接触，使得它们之间密实、没有变形空间。

套筒2和扩张部件3为分体的两个独立的元件，所述套筒2为塑料件，且套筒外壁的中部和前部具有一条或多条轴向槽20。如图所示，所述轴向槽可以仅设置在套筒的中部和前部，而在套筒的后部（也即对应靠近基底100的连接孔101的孔口那一段）仍然保持圆柱形。

由于采用本发明的结构，所述金属铆杆的形状可以非常自由地选择，横截面形状无需一定采用圆形，方型、长方型、槽型、更多边的多边型等都可采用。

为了套筒2和金属铆杆1之间的配套性，使其不会分散造成零件丢失，并同时解决混凝土上倒悬安装时，安装人员很难将控制套筒的问题，金属铆杆1对应连接孔内的部分可具有外螺纹，套筒2的内孔具有与外螺纹配合的牙，它可以是套筒内的一个凸点21，将套筒顺着金属铆杆上的螺纹旋入，再将铆栓装入连接孔内，在倒悬安装时，套筒不会掉出，使用压力冲具或压力器300，对套筒产生压力使扩张部件张开时，该凸点在受压的同时滑下并锁定，套筒不会有掉出隐患。

为了提高套筒2在受到挤压和承力时的抗疲劳性，所述塑料件的原料中可增加纤维来增强，最好是添加碳纤维，可使产品达到和超过金属材质，又有柔性作用。

本发明所提供的一种建筑附属物的连接结构，其在需安装建筑附属物200的基底100有连接孔101，连接孔101中具有和所述扩张部件配合的侧凹102，建筑附属物200为被连接件，其处在紧固套4和基底100之间，所述被连接件具有供金属铆杆穿过的孔201，并通过该孔201套在金属铆杆1外，所述紧固套4在所述工具的作用下，压紧被连接件且紧固套内孔收缩包紧在防松脱铆固段外以及同时形成与防松脱铆固段表面防脱纹相配的凹凸内孔表面，形成非焊接永久性连接。

所述紧固套的前端具有凸圈或凸起42，所述凸圈或凸起42在所述紧固套4被所述工具作用而压紧所述被连接件200时，被挤入被连接件200的孔201壁与金属铆杆1之间的间隙，形成挤紧或过盈配合，而对被连接件起到防止滑移的定位作用，进一步防止其下垂或上下松动。

当所述紧固套的前端具有所述凸圈或凸起42时，供金属铆杆穿过的孔201的孔壁带有内齿纹，所述紧固套的前端凸圈或凸起上具有与所述孔壁内齿纹相配的齿纹，在所述凸圈或凸起挤入供金属铆杆穿过的孔后，所述齿纹和孔壁内齿纹镶嵌，形成挤紧或过盈配合，对建筑附属物起到防止滑移的定位作用。

被连接件上的供金属铆杆穿过的孔为圆孔，或者，由于本发明中紧固套的前端与被连接件之间综合有定位防滑结构，因此，被连接件上的供金属铆杆穿过的孔201也可为长孔或长槽，以方便切底铆栓的孔位选择，提高系统的安全性和安装方便性。孔201的孔壁（槽壁）具有所述的内齿纹，

所述紧固套的前端面还具有与建筑附属物的外侧面配合的凹凸定位构型43，建筑附属物的所述外侧面也具有凹凸定位构型43，在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧所述建筑附属物时，所述建筑附属物的外侧面与紧固套前端面的凹凸定位构型形成止滑配合，以进一步防止所述建筑附属物松动；所述凹凸定位构型43可以是凹凸齿纹、网纹等止滑构形。

所述铆栓还包括防火耐热帽5，所述防火耐热帽5罩在铆栓暴露在建筑附属物外的部分外。所述防火耐热帽采用螺纹连接、卡接、涨接等方式连接在所述紧固套4上。

本实施例的其它部分和实施例1相同，在图3中，附图标号与图1相同的，代表相同的含义。

Claims (10)

1.一种高安全切底铆栓，包括金属铆杆、套筒、扩张部件，金属铆杆的头部为扩张头，扩张头与扩张部件配合使其扩张，其特征在于所述金属铆杆包括对应在幕墙板的连接孔外的防松脱铆固段，所述防松脱铆固段表面制有防脱纹，所述铆栓还包括紧固套，所述紧固套的内孔比防松脱铆固段略大，使紧固套可以自由套入防松脱铆固段，并在所述工具的作用下，压紧被连接件且紧固套内孔收缩包紧在防松脱铆固段外以及同时形成与防松脱铆固段表面防脱纹相配的凹凸内孔表面，形成无需焊接的永久性连接；所述防松脱铆固段外还有连接段，用于连接所述工具；

套筒和扩张部件为分体的两个独立的元件，所述套筒为塑料件，且套筒外壁的中部和前部具有一条或多条轴向槽。

2.如权利要求1所述的一种高安全切底铆栓，其特征在于所述扩张头呈圆锥台形，扩张部件为圈状件，其具有多个沿着圆周方向排列设置的扩张片，所述扩张片的形状使得其被扩张头扩张后，在基底连接孔的侧凹中的承力部位和扩张头的圆锥面之间为贴合式整面接触。

3.如权利要求1所述的一种高安全切底铆栓，其特征在于所述连接段和防松脱铆固段之间具有拉断部位。

4.如权利要求1所述的一种高安全切底铆栓，其特征在于所述塑料件中掺有纤维。

5.如权利要求1所述的一种高安全切底铆栓，其特征在于被切底铆栓所连接的建筑附属物上供金属铆杆穿过的孔为长孔或圆孔或长槽；所述紧固套的前端具有凸圈或凸起，所述凸圈或凸起用于在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧被连接的建筑附属物时，被挤入建筑附属物的供金属铆杆穿过的孔的孔壁与金属铆杆之间的间隙，形成挤紧或过盈配合，而对建筑附属物起到防止滑移的定位作用；和/或，所述紧固套的前端面还具有与被连接的建筑附属物的外侧面配合的凹凸定位构型，在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧所述建筑附属物时，通过所述凹凸定位构型在所述建筑附属物的外侧面与紧固套前端面产生止滑配合，以进一步防止所述建筑附属物松动。

6.如权利要求5所述的一种高安全切底铆栓，其特征在于所述紧固套的前端凸圈或凸起上具有与所述建筑附属物上的供金属铆杆穿过的孔的孔壁内齿纹相配的齿纹，在所述凸圈或凸起挤入供金属铆杆穿过的孔时，所述齿纹和孔壁内齿纹镶嵌，形成挤紧或过盈配合，对建筑附属物起到防止滑移的定位作用。

7.一种防火高安全切底铆栓，其特征在于它具有权利要求1至5所述的任意一种切底铆栓的结构；所述切底铆栓还包括防火耐热帽，所述防火耐热帽罩在切底铆栓暴露在建筑附属物外的部分外。

8.一种建筑附属物的连接结构，其特征在于，所述建筑附属物为被连接件，被连接件用切底铆栓连接在需安装建筑附属物的基底上；被连接件和基底分别有连接孔，基底上的连接孔中具有和扩张部件配合的侧凹，其特征在于：

所述切底铆栓包括金属铆杆、套筒、扩张部件，扩张部件处在金属铆杆的底部或者还同时在金属铆杆的中部套有扩张部件，所述扩张部件被扩张而伸入基底上的连接孔中的所述侧凹；所述套筒和扩张部件为分体的两个独立的元件，所述套筒为塑料件，且套筒外壁的中部和前部具有一条或多条轴向槽。

所述金属铆杆包括对应在基底的连接孔外的防松脱铆固段，所述防松脱铆固段表面制有防脱纹，所述切底铆栓还包括紧固套，所述紧固套的内孔比防松脱铆固段略大，使紧固套可以自由套入防松脱铆固段，并在所述工具的作用下，压紧被连接件且紧固套内孔收缩包紧在防松脱铆固段外以及同时形成与防松脱铆固段表面防脱纹相配的凹凸内孔表面，形成无需焊接的永久性连接。

9.如权利要求8所述的一种建筑附属物的连接结构，其特征在于所述扩张头呈圆锥台形，扩张部件为圈状件，其具有多个沿着圆周方向排列设置的扩张片，所述扩张片的形状使得其被扩张头扩张后，在基底连接孔的侧凹中的承力部位和圆锥台形的圆锥面之间为整面贴合，使得承力部位与扩张头的圆锥面和侧凹孔壁呈贴合式整面接触，承力部位与扩张头的圆锥面和侧凹孔壁之间被密实。

10.如权利要求8所述的一种建筑附属物的连接结构，其特征在于所述建筑附属物的供金属铆杆穿过的孔为长孔或圆孔或长槽；所述紧固套的前端具有凸圈或凸起，所述凸圈或凸起在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧所述建筑附属物时，被挤入被建筑附属物的供金属铆杆穿过的孔的孔壁与金属铆杆之间的间隙，形成挤紧或过盈配合，而对建筑附属物起到防止滑移的定位作用；或者/和，所述紧固套的前端面还具有与建筑附属物的外侧面配合的凹凸定位构型，建筑附属物的所述外侧面也具有凹凸定位构型，在所述紧固套被所述工具作用而挤压紧所述建筑附属物后，所述建筑附属物的外侧面与紧固套前端面的凹凸定位构型形成止滑配合，以进一步防止所述建筑附属物松动；

或者，当所述紧固套的前端具有所述凸圈或凸起时，供金属铆杆穿过的孔的孔壁带有内齿纹，所述紧固套的前端凸圈或凸起上具有与所述孔壁内齿纹相配的齿纹，在所述凸圈或凸起挤入供金属铆杆穿过的孔后，所述齿纹和孔壁内齿纹镶嵌，形成挤紧或过盈配合，对建筑附属物起到防止滑移的定位作用。

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