CN104314178A - 钢筋连接组件及其构成的混凝土钢筋连接系统和施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了 钢筋连接组件及其 连接系统和施工方法，钢筋连接组件，连接钢筋包括外延部和膨胀段部，套筒具有一个开口端和一个封闭端，连接钢筋的外延部贯穿套筒的封闭端，使得连接钢筋的膨胀段部位于套筒内，连接杆的一端通过膨胀变形形成涨粗端部，连接杆的圆周壁设置有多个与连接杆圆周壁挤压接触的挤压块，挤压块远离连接杆的一侧设置有金属弹簧圈，金属弹簧圈与连接杆同轴，通过金属弹簧圈将所有的挤压块挤压绑定在连接杆的圆周壁上，金属弹簧圈的外径直径大于套筒内径直径，通过过盈配合的方式金属弹簧圈挤压在套筒内径面上，连接钢筋的膨胀段部与套筒内壁之间存在间隙A，下套筒塞块位于间隙A内并与间隙A的形状保持一致。
Description
技术领域
本发明涉及钢筋连接组件和钢筋连接组件构成的混凝土钢筋连接系统、及其施工方法。
背景技术
在房屋建设中，最常见的混凝土连接方式是混凝土构件B和混凝土构件A之间的连接关系，在现有施工技术中，常常采用现浇的方式对混凝土构件B和混凝土构件A连接，在浇筑混凝土时，先采用钢筋连接，然后采用混凝土浇筑，这个施工技术需要进行现场施工，因此施工周期长，同时也就增长了现有房屋的建设周期，因此为了减少施工周期，可以采用预制的混凝土构件B和混凝土构件A进行建设施工，然而，如何将二者连接成为现有施工的一大瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢筋连接组件和钢筋连接组件构成的混凝土钢筋连接系统、及其施工方法，该结构可以使得混凝土构件B和混凝土构件A稳定的连接在一起，可以提供一种快速、安全、简单的连接结构和连接系统以及施工方法。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：钢筋连接组件，包括连接钢筋，连接钢筋包括外延部和膨胀段部，膨胀段部为一个圆台柱，外延部的一端与圆台柱的小径端端面一体连接，还包括套筒，套筒具有一个开口端和一个封闭端，连接钢筋的外延部贯穿套筒的封闭端，使得连接钢筋的膨胀段部位于套筒内，还包括连接杆，连接杆的一端通过膨胀变形形成涨粗端部，涨粗端部延伸到套筒内，连接杆的圆周壁设置有多个与连接杆圆周壁挤压接触的挤压块，挤压块远离连接杆的一侧设置有金属弹簧圈，金属弹簧圈与连接杆同轴，通过金属弹簧圈将所有的挤压块挤压绑定在连接杆的圆周壁上，金属弹簧圈、挤压块、连接杆形成一体绑定形态结构，一体绑定形态结构的最大外径直径大于套筒内径直径，通过过盈配合的方式金属弹簧圈挤压在套筒内径面上，连接钢筋的膨胀段部与套筒内壁之间存在间隙A，还包括下套筒塞块，下套筒塞块位于间隙A内并与间隙A的形状保持一致。
连接杆可以是钢筋或其他金属柱体构件。
上述结构的设计原理为：连接钢筋按照上述结构在厂房加工成标准或非标准的零部件，在套筒封闭端开设一个通孔，这个通孔的直径间于连接钢筋的外延部直径与膨胀段部大端面直径之间，可设置通孔的直径等于钢筋的外延部直径，使得第一钢筋或第二钢筋的外延部能够穿过即可，此时我们按照上述结构进行组装，首先将下套筒塞块装入套筒内，这时，将连接钢筋的外延部从套筒的开口端方向插入，使得连接钢筋的外延部穿过上述通孔，此时，由于连接钢筋的膨胀段部无法穿过通孔，因此连接钢筋的膨胀段部插入相邻的下套筒塞块之间；最后采用多个挤压块贴合在连接杆的四周，通过金属弹簧圈以套设的方式将挤压块挤压在连接杆上，形成后的结构延伸到套筒内，由于金属弹簧圈的外径直径大于套筒内径直径，因此需要借助外力挤压连接杆、挤压块、金属弹簧圈一起向着套筒内部移动，最后金属弹簧圈以过盈配合的方式塞入套筒内，在挤压时，连接杆挤压连接钢筋，这时，连接钢筋的膨胀段部不断的挤压下套筒塞块，下套筒塞块同时在水平方向对套筒内壁施加挤压力，同时在垂直方向上对下套筒的封闭端施加挤压力，如此可以使得连接钢筋稳固的安装在套筒内，这样的结构稳定性能良好，连接强度高，钢筋本身没有进行螺纹开口处理，其自身的结构强度高，不易变形，不易开裂。连接杆的一端通过膨胀变形形成涨粗端部，该涨粗端部可以限制挤压块，防止挤压块随意移动变位。
优选的本发明设计的钢筋连接组件具备以下两种对下套筒塞块的设置方式，第一种是将下套筒塞块设置成横截面成三角形的块体，第二种是将下套筒塞块设置成横截面成梯形的块体，具体实现手段如下：
当连接钢筋的膨胀段部的大端面直径等于上套筒内壁直径时，下套筒塞块的横截面为直角三角形。
下套筒塞块的横截面的两个直角边分别为封闭端直角边A和套筒内壁直角边A，封闭端直角边A与套筒的封闭端面平行，套筒内壁直角边A与套筒内壁靠接，下套筒塞块的横截面的斜边与连接钢筋的膨胀段部靠接。上述结构可以快速的实现斜向的挤压，使得套筒的封闭端区域实现变形，增强连接强度和提高整体的稳定性能。
经过测试，我们发现当封闭端直角边A和套筒内壁直角边A的长度比值大于或等于1:5时，第一钢筋与上套筒的结构强度最佳、稳定性能最好。
连接钢筋的膨胀段部的大端面直径小于上套筒内壁直径时，下套筒塞块的横截面为梯形。
下套筒塞块的横截面为梯形时，包括与套筒的封闭端平行的上底边A和下底边A，还包括与套筒内壁靠接的套筒腰边A、与连接钢筋的膨胀段部靠接的斜腰边A，套筒腰边A与上底边A垂直，套筒腰边A与下底边A垂直，斜腰边A与上底边A形成锐角，斜腰边A与下底边A形成钝角。上述结构可以快速的实现斜向的挤压，使得套筒的封闭端区域实现变形，增强连接强度和提高整体的稳定性能。
优选的，所述下套筒塞块的数量为2块至6块，下套筒塞块均匀的排布在连接钢筋的膨胀段部的圆周。
优选的，连接杆的涨粗端部为圆台柱，圆台柱的小直经端面与连接杆本体一体化连接。
将上述钢筋连接结构应用到房屋建筑时，所形成的混凝土钢筋连接系统，包括所述的钢筋连接组件，还包括混凝土构件B和混凝土构件A，其中，连接杆延伸到套筒外部的一段插入在混凝土构件B内，套筒和连接钢筋预埋在混凝土构件A内。此时的混凝土构件B相当于是一个施加外力的物体，可以对连接杆、挤压块、金属弹簧圈施加压力，利用混凝土构件B的重力，慢慢将连接杆、挤压块、金属弹簧圈挤压到套筒内。
进一步的，混凝土钢筋连接系统的施工方法，包括所述的混凝土钢筋连接系统，其施工方法为：
包括混凝土构件A预制步骤：将套筒、连接钢筋、下套筒塞块组合好后形成预埋件，预埋件预埋在混凝土内浇筑形成混凝土构件A，此时套筒外壁包覆着混凝土，连接钢筋的外延部插入到混凝土构件A内部，同时下套筒塞块被卡在连接钢筋的膨胀段部外壁与套筒内壁区域内；
混凝土构件B预制步骤：对一根连接杆的一端实施膨胀变形处理，使得连接杆的一段形成涨粗端部，将连接杆远离涨粗端部的一段插入混凝土内浇筑形成混凝土构件B；
挤压连接步骤：取得多个挤压块和多个外径直径大于套筒内径直径的金属弹簧圈，通过金属弹簧圈使得挤压块绑定在连接杆的圆周壁上，可以对挤压块远离连接杆的一侧设置凹槽，将金属弹簧圈嵌入凹槽内，使得在装配过程中金属弹簧圈不会上线滑动，保持金属弹簧圈与连接杆同轴设置，金属弹簧圈、挤压块、连接杆形成一体绑定形态结构，一体绑定形态结构的最大外径直径大于套筒（5）内径直径，对套筒内部 注入填充材料 ，将上述处理后的一体绑定形态结构插入到套筒内，利用混凝土构件B的重力或外力将一体绑定形态结构以过盈配合的方式插入到套筒内，待 填充材料凝固形成填充体。
本发明的优点在于：该结构可以使得混凝土构件B和混凝土构件A稳定的连接在一起，可以提供一种快速、安全、简单的连接结构和连接系统以及施工方法，制备快速，现场装配快，无需现场加工处理零部件。
附图说明
图1为本发明的横截面结构图。
图2为挤压块、金属弹簧圈、连接杆形成一体绑定形态结构的俯视图。
图中的附图标记分别表示为：1、混凝土构件B；2、挤压块；3、金属弹簧圈；4、连接杆；5、套筒；6、下套筒塞块；7、连接钢筋，8、混凝土构件A。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1-图2所示。
钢筋连接组件，包括连接钢筋7，连接钢筋7为圆柱形钢筋，特殊时候也可以采用其他形状的钢筋，例如矩形钢筋或其他多边形或半圆形的钢筋件，在厂房对上述连接钢筋7进行涨粗工艺处理，使得连接钢筋7包括外延部和膨胀段部，膨胀段部为一个圆台柱，外延部的一端与圆台柱的小径端端面一体连接，还包括套筒5，在厂房加工，使得套筒5具有一个开口端和一个封闭端，连接钢筋7的外延部贯穿套筒5的封闭端，使得连接钢筋7的膨胀段部位于套筒5内，还包括连接杆4，连接杆4的一端通过膨胀变形形成涨粗端部，涨粗端部延伸到套筒5内，连接杆4的圆周壁设置有多个与连接杆4圆周壁挤压接触的挤压块2，挤压块2远离连接杆4的一侧设置有金属弹簧圈3，金属弹簧圈与连接杆4同轴，通过金属弹簧圈将所有的挤压块2挤压绑定在连接杆4的圆周壁上，金属弹簧圈3、挤压块2、连接杆形成一体绑定形态结构，一体绑定形态结构的最大外径直径大于套筒5内径直径，金通过过盈配合的方式金属弹簧圈挤压在套筒5内径面上，连接钢筋7的膨胀段部与套筒5内壁之间存在间隙A，还包括下套筒塞块6，下套筒塞块6位于间隙A内并与间隙A的形状保持一致。
上述结构的设计原理为：连接钢筋按照上述结构在厂房加工成标准或非标准的零部件，在套筒5封闭端开设一个通孔，这个通孔的直径间于连接钢筋的外延部直径与膨胀段部大端面直径之间，可设置通孔的直径等于钢筋的外延部直径，使得第一钢筋或第二钢筋的外延部能够穿过即可，此时我们按照上述结构进行组装，首先将下套筒塞块装入套筒内，这时，将连接钢筋的外延部从套筒的开口端方向插入，使得连接钢筋的外延部穿过上述通孔，此时，由于连接钢筋的膨胀段部无法穿过通孔，因此连接钢筋的膨胀段部插入相邻的下套筒塞块之间；最后采用多个挤压块2贴合在连接杆的四周，通过金属弹簧圈3以套设的方式将挤压块2挤压在连接杆上，形成后的结构延伸到套筒内，由于金属弹簧圈的外径直径大于套筒5内径直径，因此需要借助外力挤压连接杆、挤压块2、金属弹簧圈3一起向着套筒内部移动，最后金属弹簧圈3以过盈配合的方式塞入套筒内，在挤压时，连接杆挤压连接钢筋，这时，连接钢筋的膨胀段部不断的挤压下套筒塞块，下套筒塞块同时在水平方向对套筒内壁施加挤压力，同时在垂直方向上对下套筒的封闭端施加挤压力，如此可以使得连接钢筋稳固的安装在套筒内，这样的结构稳定性能良好，连接强度高，钢筋本身没有进行螺纹开口处理，其自身的结构强度高，不易变形，不易开裂。
优选的本发明设计的钢筋连接组件具备以下两种对下套筒塞块的设置方式，第一种是将下套筒塞块设置成横截面成三角形的块体，第二种是将下套筒塞块设置成横截面成梯形的块体，具体实现手段如下：
当连接钢筋7的膨胀段部的大端面直径等于上套筒内壁直径时，下套筒塞块6的横截面为直角三角形。
下套筒塞块6的横截面的两个直角边分别为封闭端直角边A和套筒内壁直角边A，封闭端直角边A与套筒的封闭端面平行，套筒内壁直角边A与套筒内壁靠接，下套筒塞块6的横截面的斜边与连接钢筋7的膨胀段部靠接。上述结构可以快速的实现斜向的挤压，使得套筒的封闭端区域实现变形，增强连接强度和提高整体的稳定性能。
经过测试，我们发现当封闭端直角边A和套筒内壁直角边A的长度比值大于或等于1:5时，第一钢筋与上套筒的结构强度最佳、稳定性能最好。
连接钢筋7的膨胀段部的大端面直径小于上套筒内壁直径时，下套筒塞块6的横截面为梯形。
下套筒塞块6的横截面为梯形时，包括与套筒的封闭端平行的上底边A和下底边A，还包括与套筒内壁靠接的套筒腰边A、与连接钢筋7的膨胀段部靠接的斜腰边A，套筒腰边A与上底边A垂直，套筒腰边A与下底边A垂直，斜腰边A与上底边A形成锐角，斜腰边A与下底边A形成钝角。上述结构可以快速的实现斜向的挤压，使得套筒的封闭端区域实现变形，增强连接强度和提高整体的稳定性能。
优选的，所述下套筒塞块6的数量为2块至6块，下套筒塞块均匀的排布在连接钢筋7的膨胀段部的圆周。
优选的，连接杆的涨粗端部为圆台柱，圆台柱的小直经端面与连接杆本体一体化连接。
将上述钢筋连接结构应用到房屋建筑时，所形成的混凝土钢筋连接系统，包括所述的钢筋连接组件，还包括混凝土构件B1和混凝土构件A8，其中，连接杆延伸到套筒外部的一段插入在混凝土构件B1内，套筒和连接钢筋7预埋在混凝土构件A8内。此时的混凝土构件B1相当于是外力，可以对连接杆、挤压块2、金属弹簧圈3施加压力，利用混凝土构件B的重力，慢慢将连接杆、挤压块2、金属弹簧圈3挤压到套筒内。
进一步的，混凝土钢筋连接系统的施工方法，包括所述的混凝土钢筋连接系统，其施工方法为：
包括混凝土构件A8预制步骤：将套筒5、连接钢筋、下套筒塞块组合好后形成预埋件，预埋件预埋在混凝土内浇筑形成混凝土构件A8，此时套筒5外壁包覆着混凝土，连接钢筋的外延部插入到混凝土构件A8内部，同时下套筒塞块被卡在连接钢筋的膨胀段部外壁与套筒内壁区域内；
混凝土构件B预制步骤：对一根连接杆的一端实施膨胀变形处理，使得连接杆的一段形成涨粗端部，将连接杆远离涨粗端部的一段插入混凝土内浇筑形成混凝土构件B；
挤压连接步骤：取得多个挤压块2和多个外径直径大于套筒5内径直径的金属弹簧圈3，通过金属弹簧圈3使得挤压块2绑定在连接杆的圆周壁上，可以对挤压块2远离连接杆的一侧设置凹槽，将金属弹簧圈3嵌入凹槽内，使得在装配过程中金属弹簧圈3不会上线滑动，保持金属弹簧圈3与连接杆同轴设置，金属弹簧圈3、挤压块2、连接杆形成一体绑定形态结构，一体绑定形态结构的最大外径直径大于套筒5内径直径，对套筒内部 注入填充材料 ，将上述处理后的一体绑定形态结构插入到套筒内，利用混凝土构件B的重力或外力将一体绑定形态结构以过盈配合的方式插入到套筒内，待 填充材料凝固形成填充体
如上所述，则能很好的实现本发明。
Claims (10)
1.钢筋连接组件，其特征在于：包括连接钢筋（7），连接钢筋（7）包括外延部和膨胀段部，膨胀段部为一个圆台柱，外延部的一端与圆台柱的小径端端面一体连接，还包括套筒（5），套筒（5）具有一个开口端和一个封闭端，连接钢筋（7）的外延部贯穿套筒（5）的封闭端，使得连接钢筋（7）的膨胀段部位于套筒（5）内，还包括连接杆（4），连接杆（4）的一端通过膨胀变形形成涨粗端部，涨粗端部延伸到套筒（5）内，连接杆（4）的圆周壁设置有多个与连接杆（4）圆周壁挤压接触的挤压块（2），挤压块（2）远离连接杆（4）的一侧设置有金属弹簧圈（3），金属弹簧圈与连接杆（4）同轴，通过金属弹簧圈将所有的挤压块（2）挤压绑定在连接杆（4）的圆周壁上，金属弹簧圈（3）、挤压块（2）、连接杆形成一体绑定形态结构，一体绑定形态结构的最大外径直径大于套筒（5）内径直径，通过过盈配合的方式金属弹簧圈挤压在套筒（5）内径面上，连接钢筋（7）的膨胀段部与套筒（5）内壁之间存在间隙A，还包括下套筒塞块（6），下套筒塞块（6）位于间隙A内并与间隙A的形状保持一致。
2.根据权利要求1所述的钢筋连接组件，其特征在于：当连接钢筋（7）的膨胀段部的大端面直径等于上套筒内壁直径时，下套筒塞块（6）的横截面为直角三角形。
3.根据权利要求2所述的钢筋连接组件，其特征在于：下套筒塞块（6）的横截面的两个直角边分别为封闭端直角边A和套筒内壁直角边A，封闭端直角边A与套筒的封闭端面平行，套筒内壁直角边A与套筒内壁靠接，下套筒塞块（6）的横截面的斜边与连接钢筋（7）的膨胀段部靠接。
4.根据权利要求3所述的钢筋连接组件，其特征在于：封闭端直角边A和套筒内壁直角边A的长度比值大于或等于1:5。
5.根据权利要求1所述的钢筋连接组件，其特征在于：当连接钢筋（7）的膨胀段部的大端面直径小于上套筒内壁直径时，下套筒塞块（6）的横截面为梯形。
6.根据权利要求5所述的钢筋连接组件，其特征在于：下套筒塞块（6）的横截面为梯形时，包括与套筒的封闭端平行的上底边A和下底边A，还包括与套筒内壁靠接的套筒腰边A、与连接钢筋（7）的膨胀段部靠接的斜腰边A，套筒腰边A与上底边A垂直，套筒腰边A与下底边A垂直，斜腰边A与上底边A形成锐角，斜腰边A与下底边A形成钝角。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的钢筋连接组件，其特征在于：所述下套筒塞块（6）或挤压块（2）的数量为2块至6块，下套筒塞块均匀的排布在连接钢筋（7）的膨胀段部的圆周。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的钢筋连接组件，其特征在于：连接杆的涨粗端部为圆台柱，圆台柱的小直经端面与连接杆本体一体化连接。
9.混凝土钢筋连接系统，其特征在于：包括权利要求1至8中任意一项所述的钢筋连接组件，还包括混凝土构件B（1）和混凝土构件A（8），其中，连接杆延伸到套筒外部的一段插入在混凝土构件B（1）内，套筒和连接钢筋（7）预埋在混凝土构件A（8）内。
10.混凝土钢筋连接系统的施工方法，其特征在于：包括权利要求9所述的混凝土钢筋连接系统，其施工方法为：
包括混凝土构件A（8）预制步骤：将套筒（5）、连接钢筋、下套筒塞块组合好后形成预埋件，预埋件预埋在混凝土内浇筑形成混凝土构件A（8），此时套筒（5）外壁包覆着混凝土，连接钢筋的外延部插入到混凝土构件A（8）内部，同时下套筒塞块被卡在连接钢筋的膨胀段部外壁与套筒内壁区域内；
混凝土构件B预制步骤：对一根连接杆的一端实施膨胀变形处理，使得连接杆的一段形成涨粗端部，将连接杆远离涨粗端部的一段插入混凝土内浇筑形成混凝土构件B；
挤压连接步骤：取得多个挤压块（2）和多个金属弹簧圈（3），通过金属弹簧圈（3）使得挤压块（2）绑定在连接杆的圆周壁上，保持金属弹簧圈（3）与连接杆同轴设置，金属弹簧圈（3）、挤压块（2）、连接杆形成一体绑定形态结构，一体绑定形态结构的最大外径直径大于套筒（5）内径直径，对套筒内部 注入填充材料 ，将上述处理后的一体绑定形态结构插入到套筒内，利用混凝土构件B的重力或外力将一体绑定形态结构以过盈配合的方式插入到套筒内，待 填充材料凝固形成填充体 。
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