CN108756032A - 可自行调整的外墙板支承件及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可自行调整的外墙板支承件及连接方法，包括：安装在建筑主体结构上的壳体；壳体上设有一个或多个呈竖直的弹簧腔，弹簧腔内设有呈竖直的弹簧，弹簧的顶端水平设有用于支承外墙板连接件的支承台，支承台与外墙板连接件接触的表面为凹形面，外墙板连接件与支承台接触的表面为凸形面。本发明在重力方向设置弹簧，实现垂直方向变形的自行调节；支承台与外墙板连接件的接触为线接触，减少水平方向的滑移阻力；本发明的外墙板支承件可根据受力和变形，实现垂直和水平方向的自行调节。

Description

可自行调整的外墙板支承件及连接方法

技术领域

本发明属于建筑构造设计和建筑安装技术领域，涉及可自行调整的外墙板支承件及连接方法，其适用于外墙板与主体结构的连接，尤其为玻璃纤维增强水泥(GRC)外墙板与主体结构的连接。

背景技术

随着装配式建筑的发展，更多的建筑采用了预制成型的外墙板，特别是带有外装饰的外墙板，这样可以实现建筑围护与装饰一体化和一次性施工完成。带有外装饰的外墙板能够在工厂采用模具成型，构成丰富图案，实现丰富的纹理和色彩。其中GRC外墙板具有很好的抗弯性能，且能够在表面实现丰富的装饰效果，是本领域重要和典型的外墙板形式。

外墙板通过一定方式与建筑主体结构连接。通常，在外墙板的内表面上安装有与主体结构连接的连接件，同时建筑主体结构上安装凸出的支承件，然后二者进行连接。外墙板连接件可以在外墙板成型时通过预埋方式获得，也可以加工金属框架将其与外墙板连接，在金属框架上再设置与主体结构连接的连接件。建筑主体结构可以是钢筋混凝土结构，也可以钢结构；主体结构设置支承件与外墙板上的连接件进行连接。支承件连接在主体结构上而挑出，如安装在钢结构上、钢筋混凝土结构预埋件；也可安装在主体结构上设置的辅助结构上，从辅助结构挑出支承件。金属龙骨是常见的辅助结构。总之，外墙板与主体结构直接连接的部位是外墙板工程设计、施工安装的重要节点。

外墙板连接系统在受到荷载作用而发生变形，这些荷载包括自身重力荷载、风荷载和偶发的地震荷载；同时，外墙板自身也存在变形，外墙板面积越大，其变形越大；外墙板的变形会引起连接系统受力，其中传递到外墙板连接件的作用力，可将外墙板拉裂，甚至造成预埋在外墙板中的预埋件脱出，形成极大地安全隐患。因此，外墙板的连接具有一定的变形性能是本领域需要考虑的基本问题。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供可自行调整的外墙板支承件及连接方法。

为实现上述目的，本发明提供一种可自行调整的外墙板支承件，包括：安装在建筑主体结构上的壳体；

所述壳体上设有一个或多个呈竖直的弹簧腔，所述弹簧腔内设有呈竖直的弹簧，所述弹簧的顶端水平设有用于支承外墙板连接件的支承台，所述支承台与外墙板连接件接触的表面为凹形面，所述外墙板连接件与支承台接触的表面为凸形面。

作为本发明的进一步改进，所述壳体通过螺栓安装在建筑主体结构上。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上水平设有两个弹簧腔，两个所述弹簧腔和两个所述弹簧的规格和尺寸一致。

作为本发明的进一步改进，所述支承台与所述弹簧的顶端相抵触，或所述支承台与所述弹簧的顶端固连。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上设有用于容纳所述支承台且避让支承台上下运动的容纳槽，所述容纳槽与所述弹簧腔相连通。

作为本发明的进一步改进，当所述支承台在受到外墙板重力荷载作用时，所述支承台与容纳槽之间保持1～3mm的间隙。

作为本发明的进一步改进，所述支承台凹形面的曲率大于所述外墙板连接件凸形面的曲率。

作为本发明的进一步改进，所述外墙板连接件为曲折型连接件。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上安装有用于罩住所述支承台的壳盖。

本发明还提供一种可自行调整的外墙板支承件的连接方法，包括：

步骤1、根据外墙板上最下排外墙板连接件的位置将外墙板支承件的壳体通过螺栓分布安装在建筑主体结构上；

步骤2、将外墙板最下排的外墙板连接件搭在外墙板支承件的支承台上；

步骤3、将外墙板上其它的外墙板连接件柔性连接在建筑主体结构上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明主要针对关于外墙板连接变形的主要问题而设计，在重力方向设置弹簧，实现垂直方向变形的自行调节，使得外墙板连接系统受力均衡；支承台与外墙板连接件的接触为线接触，减少水平方向的滑移阻力；本发明的外墙板支承件可根据受力和变形，实现垂直和水平方向的自行调节。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的可自行调整的外墙板支承件的结构图；

图2为本发明一种实施例公开的可自行调整的外墙板支承件的剖视图；

图3为图2中正视图；

图4为图2的侧视图；

图5为本发明一种实施例公开的带有壳盖的可自行调整的外墙板支承件的结构图；

图6为本发明一种实施例公开的外墙板与建筑主体结构的装配示意图；

图7为图6中省去外墙板的结构示意图；

图8为图6的侧视图；

图9为图6的底视图。

图中：

10、外墙板支承件；11、壳体；12、弹簧腔；13、弹簧；14、支承台；15、容纳槽；16、壳盖；20、建筑主体结构；30、外墙板；31、外墙板连接件；32、外墙板框架。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1至图4所示，本发明提供一种可自行调整的外墙板支承件，包括：壳体11、弹簧腔12、弹簧13、支承台14和容纳槽15；其中：

本发明的壳体11安装在建筑主体结构20上，具体的，壳体11通过螺栓安装在建筑主体结构20上；壳体上设有一个或多个呈竖直的弹簧腔12，本发明以设有两个弹簧腔12为例进行说明，同时其还可根据实际需要设计一个或多个弹簧腔；每个弹簧腔12内设有呈竖直的弹簧13，两个弹簧腔12和两个弹簧13的规格和尺寸一致，弹簧13的下端可直接抵触在弹簧腔12的底部或与弹簧腔12的底部固连；两个弹簧13的顶端水平设有用于支承外墙板连接件31的支承台14，支承台14与弹簧13的顶端相抵触或与弹簧13的顶端固连；支承台14的结构如图1至图4所示的半筒形结构，支承台14与外墙板连接件31接触的表面为凹形面，外墙板连接件31与支承台14接触的表面为凸形面，支承台14凹形面的曲率大于外墙板连接件31凸形面的曲率，从而保证支承台14与外墙板连接件31之间的接触为线接触，同时不会使连接系统失稳；外墙板连接件31可焊接固定在外墙板框架32上，外墙板框架32上支撑有外墙板30；同时，本发明的外墙板连接件31还可直接预埋在外墙板上，上述结构均为本领域的常规结构，故在此不做详细阐述；本发明的外墙板连接件31为曲折型连接件，如L型连接件或ㄣ型连接件。

本发明的壳体11上设有用于容纳支承台14且避让支承台14上下运动的容纳槽15，容纳槽15与弹簧腔12相连通；当支承台14在受到外墙板重力荷载作用时，支承台14与容纳槽15的槽壁之间保持1～3mm的间隙，1～3mm的间隙保证支承台14的力全部作用在弹簧13上，从而保证外墙板支承件的自行调整的能力；外墙板重力荷载为外墙板重量与托点个数的均分数。

根据胡克定律，要使弹簧13在受到外墙板重力荷载作用时，支承台14与容纳槽15保持1～3mm的间隙，理论上弹簧的劲度系数可以有很大的选择余地。弹簧的设计原则是：1、弹簧腔不宜过长；2、弹簧受力时，支承台与弹簧腔保持1～3mm间隙。基于以上原则，本领域技术人员能够设计支承件，并进行弹簧长度和劲度系数的协同设计与选择。

如图5所示，本发明提供一种可自行调整的外墙板支承件，其在图1-4所示的外墙板支承件上增加了用于罩住支承台14的壳盖16，壳盖16螺接在壳体11上。

根据胡克定律，要使弹簧在受到外墙板重力荷载作用时，支承台与弹簧腔保持1～3mm间隙，理论上弹簧的劲度系数可以有很大的选择余地。当考虑到如图5所示情形时，如果弹簧过长，将设置很长的弹簧腔，同时会妨碍外墙板连接件的插入。弹簧的设计原则是：1、弹簧腔不宜过长；2、弹簧不受力时不妨碍外墙板连接件的插入；3、弹簧受力时，支承台与弹簧腔保持1～3mm间隙。基于以上原则，本领域技术人员能够设计支承件，并进行弹簧长度和劲度系数的协同设计与选择。

本发明还提供一种可自行调整的外墙板支承件的连接方法，包括：

步骤1、根据外墙板上最下排外墙板连接件的位置将外墙板支承件的壳体通过螺栓分布安装在建筑主体结构上；

步骤2、将外墙板最下排的外墙板连接件搭在外墙板支承件的支承台上；

步骤3、将外墙板上其它的外墙板连接件柔性连接在建筑主体结构上。

外墙板与主体结构需要若干连接件进行连接，使每一个连接点均匀受力(平面受力)在工程实际中几乎不能实现。且一旦平面变形，将会造成平面中某个或几个连接点受力集中，将造成连接点的破坏。工程实践中通常将外墙板通过托、挂两种方式连接。托是外墙板的下部受力，挂是外墙板的上部受力。两种连接方式可以理解为线支承。建筑外墙板(包括GRC)通常为水泥基制品，其抗压强度大于抗拉强度，外墙板通常采用托的方式，小型构件也可以采用挂的方式。图6至图9中为采用托的连接方式，最下面一排的5个连接点(外墙板支承件10)承受外墙板30的重力荷载；图6至图9中建筑主体结构20为钢结构、钢结构或混凝土结构上的龙骨或混凝土结构上的预埋件，柔性连接为外墙板连接件31插入固定(预埋或螺接固定)在建筑主体结构20上的钢管中，柔性连接不承受外墙板30的重力，其为业内公知结构；外墙板连接件31直接预埋在外墙板30中。挂的连接方式为最上面一排连接点承受外墙板重力荷载。

外墙板重力荷载，即外墙板的重量。在图6至图7中，外墙板重力荷载被最下面的一排5个外墙板支承件10承受，最下面一排之上的15连接点属于柔性连接，不考虑承受外墙板重力荷载作用。假设外墙板的重量为1吨，则5个外墙板支承件10的每个外墙板支承件10承受的重力荷载为200kg。显然，当外墙板受到重力之外荷载作用时，特别是外墙板应平面变形而引起的荷载，可以通过弹簧自行调节荷载的均衡，而不至于将作用力集中在一个或者几个连接点上。

外墙板连接件与外墙板之间的连接可以有多种方法，主要有两种方法。在外墙板上预埋金属件，一种是将金属框架与预埋的金属将连接，形成框架外墙板，由框架上形成外墙板连接件，如图1、图5至图9情形。通常用于大型外墙板和异形板。另一种是在预埋金属件上直接连接外墙板连接件，通常用于小型外墙板。外墙板连接件与外墙板之间的连接是业内公知方法，不再作详细说明。

本发明主要针对关于外墙板连接变形的主要问题而设计，在重力方向设置弹簧，实现垂直方向变形的自行调节；支承台与外墙板连接件的接触为线接触，减少水平方向的滑移阻力；本发明的外墙板支承件可根据受力和变形，实现垂直和水平方向的自行调节，保障外墙板安装系统的构造稳定与安全。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，包括：安装在建筑主体结构上的壳体；

所述壳体上设有一个或多个呈竖直的弹簧腔，所述弹簧腔内设有呈竖直的弹簧，所述弹簧的顶端水平设有用于支承外墙板连接件的支承台，所述支承台与外墙板连接件接触的表面为凹形面，所述外墙板连接件与支承台接触的表面为凸形面。

2.如权利要求1所述的可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，所述壳体通过螺栓安装在建筑主体结构上。

3.如权利要求1所述的可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，所述壳体上水平设有两个弹簧腔，两个所述弹簧腔和两个所述弹簧的规格和尺寸一致。

4.如权利要求1所述的可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，所述支承台与所述弹簧的顶端相抵触，或所述支承台与所述弹簧的顶端固连。

5.如权利要求1所述的可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，所述壳体上设有用于容纳所述支承台且避让支承台上下运动的容纳槽，所述容纳槽与所述弹簧腔相连通。

6.如权利要求5所述的可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，当所述支承台在受到外墙板重力荷载作用时，所述支承台与容纳槽之间保持1～3mm的间隙。

7.如权利要求1所述的可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，所述支承台凹形面的曲率大于所述外墙板连接件凸形面的曲率。

8.如权利要求1所述的可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，所述外墙板连接件为曲折型连接件。

9.如权利要求1所述的可自行调整的外墙板支承件，其特征在于，所述壳体上安装有用于罩住所述支承台的壳盖。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的可自行调整的外墙板支承件的连接方法，其特征在于，包括：

步骤1、根据外墙板上最下排外墙板连接件的位置将外墙板支承件的壳体通过螺栓分布安装在建筑主体结构上；

步骤2、将外墙板最下排的外墙板连接件搭在外墙板支承件的支承台上；

步骤3、将外墙板上其它的外墙板连接件柔性连接在建筑主体结构上。