CN109944397B - 装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，在上剪力墙内、每根上部竖向钢筋的下端均设有一个底部与上剪力墙底面处于同一平面的连接筒，所述连接筒由上套筒和下套筒组成，在下套筒内套有多个弧形卡块，所有弧形卡块通过弹簧连接后合围成一个中部具有弹性卡紧孔的卡紧件；卡紧件中每个弧形卡块的纵向高度均与限位台阶面到下套筒底端之间的间距相等，在外力的侧向挤压下，卡紧件能够径向收缩将下部竖向钢筋抱紧，同时，卡紧件上移时，弧形外凸部和与之对应的卡紧孔紧配合，弧形卡紧部与位于底部的装配孔紧配合。本发明得到的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构主筋连接方便，且不用后期灌浆封闭，连接强度高。

Description

装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构

技术领域

本发明装配式建筑安装结构，具体涉及一种装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构。

背景技术

在装配式建筑中，存在大量的节点连接和拼缝连接，而钢筋的连接无疑又是其中应用最多、最为重要的关键技术。目前应用较多的钢筋连接结构为灌浆套筒连接采用灌浆套筒连接，采用灌浆套筒连接上下钢筋时，是将上下两个对应的钢筋插入对接套筒中，然后由灌浆机向套筒内注入由水泥、膨胀剂、细骨料和高性能外加剂等材料构成的无收缩高强度灌浆料，当灌浆料硬化后，钢筋与套筒牢固地连接成一体。采用上述方式进行主筋连接时，需要在其中一个剪力墙内设置用于穿设两主筋的预留孔，同时，在两个主筋连接处设置一操作孔，用于套设套筒。同时，若套筒内径过小，钢筋不好插入，影响操作效率并增加操作难度。若套筒内径过大，则完全通过砂浆对两主筋进行连接会存在连接强度不够的问题。

为了解决上述问题，也有不使用套筒，直接在两主筋连接处设置操作孔后，用焊接的方式将两主筋固定在一起后再用砂浆灌浆封闭。这种方式虽然强度有所保证，但还是需要在剪力墙或柱内设置预留孔和操作孔，后期连接后再进行灌浆封闭，其操作过程过于繁琐，且焊接的时候操作空间小，焊接质量不能得到保证。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种便于连接主筋，且不用后期灌浆封闭，连接强度高的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，包括内设多根上部竖向钢筋的上剪力墙和内设多根下部竖向钢筋的下剪力墙；所述上部竖向钢筋的长度小于上剪力墙的纵向高度，所述下部竖向钢筋与上部竖向钢筋一一对应，且下部竖向钢筋的上端伸出下剪力墙的连接端外，其特征在于，在上剪力墙内、每根上部竖向钢筋的下端均设有一个底部与上剪力墙底面处于同一平面的连接筒，所述连接筒由上套筒和下套筒组成，所述上部竖向钢筋的下端置于上套筒内并与上套筒固定连接；所述下套筒的长度大于或等于下部竖向钢筋的伸出长度，在下套筒内套有至少三个竖向设置的弧形卡块，相邻弧形卡块之间具有间隙，且所有弧形卡块通过至少两个间隔固定在所有弧形卡块内的弹簧连接，所有弧形卡块经弹簧连接后合围成一个中部具有弹性夹紧孔的卡紧件；在每个弧形卡块的外侧上端均间隔设有多个向外凸起、且凸出厚度一致的弧形外凸部，在每个弧形外凸部的上沿均设有一个弧形斜面，所有弧形斜面的倾斜角度一致；在每个弧形卡块的外侧下端均设有一个向外凸起、且下端凸起厚度大于上端凸起厚度的弧形卡紧部，所述弧形卡紧部和与之相邻的弧形外凸部间隔设置，且弧形卡紧部下端的凸起厚度大于弧形外凸部的凸起厚度；在下套筒的中部通孔内间隔设有多个用于供弧形卡块的弧形外凸部上移并对卡紧件初步固定的装配孔和多个将卡紧件收缩并将收缩后的弧形外凸部固定的卡紧孔，所述装配孔的直径大于卡紧孔的直径，卡紧孔的直径大于上套筒的内径，卡紧孔位于装配孔的上端，位于顶端的卡紧孔与上套筒之间形成一个限位台阶面，每个装配孔下端和与之相邻的卡紧孔上端的连接面形成一个用于对卡紧件初步固定的支撑台阶；每个装配孔的内壁纵向高度均大于弧形外凸部的纵向高度，且装配孔由一个与弧形斜面配合的锥形孔和一个纵向高度大于弧形外凸部纵向高度的圆孔组成；卡紧件中每个弧形卡块的纵向高度均与限位台阶面到下套筒底端之间的间距相等，在外力的侧向挤压下，卡紧件能够径向收缩，使弹性夹紧孔直径变小，将下部竖向钢筋抱紧，同时，在外力下压连接筒或外力顶推卡紧件下端时，卡紧件上移，弧形外凸部和与之对应的卡紧孔紧配合，弧形卡紧部与位于底部的装配孔紧配合。这样，由于卡紧件是由多个间隔设置并由弹簧连接在一起的弧形卡块组成，且弧形卡块合围后为一个具有多个间隙的筒状体，基于该间隙和弹簧的存在，当外力挤压弧形卡块时，弹簧压缩后直径变小，与之连接的弧形卡块即会随之径向向中心方向移动，使弧形卡块之间的间隙变小，同时，使其中部所形成的弹性夹紧孔直径变小，进而将置于卡紧件内的下部竖向钢筋夹紧。卡紧件在未受到径向的挤压力时，所有弧形外凸部合围后的直径略小于或等于下套筒内装配孔的直径。当向上推动卡紧件，对卡紧件进行装配时，卡紧件中弧形外凸部接触到下套筒内壁后，上移到卡紧孔位置时，由于卡紧孔的直径小于装配孔的直径，因此，卡紧孔内壁会对弧形外凸部形成一个径向的挤压，促使与卡紧孔相接触的弧形外凸部受挤压后向中间靠拢，并与卡紧孔紧贴。继续向上推动卡紧件，直至卡紧件中的弧形外凸部置于中部的装配孔内时，装配孔中的支撑台阶形成对卡紧件的支撑，使卡紧件初步固定在下套筒内。再次继续向上推动卡紧件，并直至卡紧件上端的弧形外凸部置于下套筒上端的卡紧孔内后，即完成卡紧件的装配。当然，为了减小弧形外凸部向上推移的阻力，将弧形外凸部上端设为倾斜状即可使推移过程更加省力、方便。另外，装配后的卡紧件上端与下套筒的限位台阶面相抵，另一端与下剪力墙相抵，且卡紧件弧形外凸部和弧形卡紧部分别与下套筒的卡紧孔和装配孔紧配合，通过卡紧件与各个相对应的连接筒刚性连接后，即可将上剪力墙和下剪力墙中各个主筋固定连接，且连接后不存在空隙，免去了灌浆封闭的工序，使得装配工序更为简便。

进一步的，所述连接筒与上剪力墙一体浇筑成型，在连接筒的上套筒内壁上设有螺纹，所述上部竖向钢筋的下端通过上套筒内壁上的螺纹与上套筒固定连接。这样，将连接筒与上剪力墙一体浇筑后，不但能够使连接筒与上剪力墙具有很好的连接强度，且还能够减少连接筒的安装，减少上剪力墙预制时预留孔的设置。而在上套筒上所设置的螺纹可进一步增加上部竖向钢筋与连接筒的连接强度，防止地震过程中连接筒与上部竖向钢筋脱落。

进一步的，在每个弧形卡块内侧壁上间隔设有多段面向弹性夹紧孔中心径向凸起的弧形卡紧纹；所述弧形卡紧纹的凸出长度从中部向两侧逐渐减小。这样，弧形卡紧纹能够与下部竖向钢筋上凸出的纹路相互配合后，可增加下套筒与下部竖向钢筋的连接强度和紧固度。同时，由于弧形卡紧纹中部较两边凸出一些，因此，弧形卡块的中部钢筋握裹能力更强，卡紧件未装配时，卡紧件的弧形卡块的两侧略向圆心翘，进而增加三个弧形卡块构成的空间，为插筋时多空出空间，减少插筋难度。

进一步的，在每个弧形卡块的上下两端均设有一个用于安装并固定弹簧的横向限位通槽，所述横向限位通槽呈弧形，且所有弧形卡块上下两端的横向限位通槽分别处于同一高度。这样，横向限位通槽为弹簧的安装提供了足够的空间，使弹簧置于弧形卡块内，不会对下部竖向钢筋的装配形成干扰。

进一步的，每个弧形卡块的左侧面和右侧面均为斜面，其倾斜角度为40-50°。这样，当弧形卡块受径向挤压，相邻弧形卡块之间的间隙变小后，侧面之间不会造成干涉。

进一步的，所述下套筒内的每个卡紧孔的孔壁均呈阶梯状，每个弧形卡块的弧形外凸部和与之对应的卡紧孔的孔壁相咬合。这样，弧形外凸部与卡紧孔孔壁相互咬合，摩擦力更大，装配后稳固性更高。

进一步的，在每个弧形卡块其中一个弧形外凸部的下端或两个相邻的弧形外凸部之间设有一个向外凸出的定位台阶，所述定位台阶的上端面为斜面，其倾斜角度与弧形斜面的倾斜角度一致。这样，定位台阶的直径大于弧形外凸部所形成外筒的直径，进而能够进一步与卡紧孔形成挤压，使卡紧件装配更为稳固。

进一步的，在位于顶部的卡紧孔上还设有一节用于连接卡紧孔与上套筒中部通孔的锥形连接孔。这样，锥形连接孔为下部竖向钢筋提供了一定的误差空间，即使下部竖向钢筋的长度有所误差，也不影响其装配。

进一步的，在每个连接筒的下套筒下端内侧均设有一个加固环，所述加固环下端与下套筒下端面处于同一平面，且加固环截面呈圆弧形。这样，加固环可用作加固肋，能够有效增加下套筒下端的强度，设置弧面能更好的与卡件下部斜面协同工作，如不设置，卡件下部斜面直接与套筒下部内侧的阳角接触，产生较大摩擦力大不利于卡紧件下端的弧形卡紧部在受到装配孔径向挤压后径向移位。

与现有技术相比，本发明得到的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构具有如下优点：

1、卡紧件能够进行收缩，进而能够在其弧形外凸部置于装配孔内时，处于张开状态，初步固定在连接筒内，避免装配过程中卡紧件脱落，而在上剪力墙和下剪力墙装配过程中，在下剪力墙连接端的顶推以及上剪力墙的自重下，卡紧件的弧形外凸部与卡紧孔相配合，进而受到卡紧孔孔壁的径向挤压，使其径向收缩，进而将下部竖向钢筋抱紧。

2、装配时只需装配卡紧件即可，装配部件少，且装配后，卡紧件上端与下套筒的限位台阶面相抵，另一端与下剪力墙相抵，且卡紧件弧形外凸部和弧形卡紧部分别与下套筒的卡紧孔和装配孔紧配合，实现与连接筒的刚性连接，且连接后不存在空隙，免去了灌浆封闭的工序，使得装配工序更为简便。

附图说明

图1为实施例中剪力墙、柱竖向主筋连接结构示意图；

图2为实施例中弧形卡块在连接筒内初步固定状态下的结构示意图；

图3为实施例中弧形卡块装配完成后将下部竖向钢筋固定状态下的结构示意图；

图4为实施例中连接筒的剖面结构示意图；

图5为实施例中弧形卡块的内部结构示意图；

图6为图2中1-1的剖面结构示意图；

图7为图3中A部放大结构示意图。

图中：上剪力墙1、下剪力墙2、上部竖向钢筋3、下部竖向钢筋4、连接筒5、上套筒51、下套筒52、螺纹53、装配孔54、锥形孔541、圆孔542、卡紧孔55、限位台阶面56、支撑台阶57、锥形连接孔58、加固环59、弧形卡块6、弧形外凸部61、弧形斜面62、定位台阶63、弧形卡紧部64、横向限位通槽65、弧形卡紧纹66、弹簧7、弹性夹紧孔8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

如图1-图7所示，本实施例提供的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，包括内设多根上部竖向钢筋3的上剪力墙1和内设多根下部竖向钢筋4的下剪力墙2；所述上部竖向钢筋3的长度小于上剪力墙1的纵向高度，所述下部竖向钢筋4与上部竖向钢筋3一一对应，且下部竖向钢筋4的上端伸出下剪力墙2的连接端外；在上剪力墙1内、每根上部竖向钢筋3的下端均设有一个底部与上剪力墙1底面处于同一平面的连接筒5，所述连接筒5由上套筒51和下套筒52组成，所述上部竖向钢筋3的下端置于上套筒51内并与上套筒51固定连接；所述下套筒52的长度大于或等于下部竖向钢筋4的伸出长度，在下套筒52内套有三个竖向设置的弧形卡块6，相邻弧形卡块6之间具有间隙，且所有弧形卡块6通过两个间隔固定在所有弧形卡块6内的弹簧7连接，所有弧形卡块6经弹簧7连接后合围成一个中部具有弹性夹紧孔8的卡紧件；在每个弧形卡块6的外侧上端均间隔设有多个向外凸起、且凸出厚度一致的弧形外凸部61，在每个弧形外凸部61的上沿均设有一个弧形斜面62，所有弧形斜面62的倾斜角度一致；在每个弧形卡块6的外侧下端均设有一个向外凸起、且下端凸起厚度大于上端凸起厚度的弧形卡紧部64，所述弧形卡紧部64和与之相邻的弧形外凸部61间隔设置，且弧形卡紧部64下端的凸起厚度大于弧形外凸部61的凸起厚度；在下套筒52的中部通孔内间隔设有多个用于供弧形卡块6的弧形外凸部61上移并对卡紧件初步固定的装配孔54和多个将卡紧件收缩并将收缩后的弧形外凸部61固定的卡紧孔55，所述装配孔54的直径大于卡紧孔55的直径，卡紧孔55的直径大于上套筒51的内径，卡紧孔55位于装配孔54的上端，位于顶端的卡紧孔55与上套筒51之间形成一个限位台阶面56，每个装配孔54下端和与之相邻的卡紧孔55上端的连接面形成一个用于对卡紧件初步固定的支撑台阶57；每个装配孔54的内壁纵向高度均大于弧形外凸部61的纵向高度，且装配孔54由一个与弧形斜面62配合的锥形孔541和一个纵向高度大于弧形外凸部61纵向高度的圆孔542组成；卡紧件中每个弧形卡块6的纵向高度均与限位台阶面56到下套筒52底端之间的间距相等，在外力的侧向挤压下，卡紧件能够径向收缩，使弹性夹紧孔8直径变小，将下部竖向钢筋4抱紧，同时，在外力下压连接筒5或外力顶推卡紧件下端时，卡紧件上移，弧形外凸部61和与之对应的卡紧孔55紧配合，弧形卡紧部64与位于底部的装配孔54紧配合。

装配时，先将卡紧件插入各个连接筒5内，使卡紧件初步固定在连接筒5内，再采用吊机将上剪力墙1吊起，并在与下剪力墙2对准后下放上剪力墙1，在不断下放过程中，下剪力墙2的下部竖向钢筋4插入卡紧件的弹性夹紧孔8内。继续下放上剪力墙1，卡紧件在上剪力墙1的自重以及下剪力墙2连接端端面的顶推下上移，并在上剪力墙1和下剪力墙2连接端端面相贴后，装配到位（即卡紧件的上端与限位台阶面56相抵，下端面与下剪力墙2的连接端相抵）。

本实施例中的连接筒5与上剪力墙1一体浇筑成型，在连接筒5的上套筒51内壁上设有螺纹53，所述上部竖向钢筋3的下端通过上套筒51内壁上的螺纹53与上套筒51固定连接。

为提高卡紧件与下部竖向钢筋4的连接强度和稳固性，在每个弧形卡块6内侧壁上间隔设有多段面向弹性夹紧孔8中心径向凸起的弧形卡紧纹66；所述弧形卡紧纹66的凸出长度从中部向两侧逐渐减小。

为便于装配弹簧7，在每个弧形卡块6的上下两端均设有一个用于安装并固定弹簧7的横向限位通槽65，所述横向限位通槽65呈弧形，且所有弧形卡块6上下两端的横向限位通槽65分别处于同一高度。

每个弧形卡块6的左侧面和右侧面均为斜面，其倾斜角度为45°。在每个弧形卡块6其中一个弧形外凸部61的下端或两个相邻的弧形外凸部61之间设有一个向外凸出的定位台阶63，所述定位台阶63的上端面为斜面，其倾斜角度与弧形斜面62的倾斜角度一致。

为进一步加固下套筒52与弧形卡块6的装配紧密度，下套筒52内的每个卡紧孔55的孔壁均呈阶梯状，每个弧形卡块6的弧形外凸部61和与之对应的卡紧孔55的孔壁相咬合。

为了给下部竖向钢筋4提供一定的误差空间，在位于顶部的卡紧孔55上还设有一节用于连接卡紧孔55与上套筒51中部通孔的锥形连接孔58。

在每个连接筒的下套筒52下端内侧均设有一个加固环59，所述加固环59下端与下套筒52下端面处于同一平面，且加固环59截面呈圆弧形。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，包括内设多根上部竖向钢筋（3）的上剪力墙（1）和内设多根下部竖向钢筋（4）的下剪力墙（2）；所述上部竖向钢筋（3）的长度小于上剪力墙（1）的纵向高度，所述下部竖向钢筋（4）与上部竖向钢筋（3）一一对应，且下部竖向钢筋（4）的上端伸出下剪力墙（2）的连接端外，其特征在于，在上剪力墙（1）内、每根上部竖向钢筋（3）的下端均设有一个底部与上剪力墙（1）底面处于同一平面的连接筒（5），所述连接筒（5）由上套筒（51）和下套筒（52）组成，所述上部竖向钢筋（3）的下端置于上套筒（51）内并与上套筒（51）固定连接；所述下套筒（52）的长度大于或等于下部竖向钢筋（4）的伸出长度，在下套筒（52）内套有至少三个竖向设置的弧形卡块（6），相邻弧形卡块（6）之间具有间隙，且所有弧形卡块（6）通过至少两个间隔固定在所有弧形卡块（6）内的弹簧（7）连接，所有弧形卡块（6）经弹簧（7）连接后合围成一个中部具有弹性夹紧孔（8）的卡紧件；在每个弧形卡块（6）的外侧上端均间隔设有多个向外凸起、且凸出厚度一致的弧形外凸部（61），在每个弧形外凸部（61）的上沿均设有一个弧形斜面（62），所有弧形斜面（62）的倾斜角度一致；在每个弧形卡块（6）的外侧下端均设有一个向外凸起、且下端凸起厚度大于上端凸起厚度的弧形卡紧部（64），所述弧形卡紧部（64）和与之相邻的弧形外凸部（61）间隔设置，且弧形卡紧部（64）下端的凸起厚度大于弧形外凸部（61）的凸起厚度；在下套筒（52）的中部通孔内间隔设有多个用于供弧形卡块（6）的弧形外凸部（61）上移并对卡紧件初步固定的装配孔（54）和多个将卡紧件收缩并将收缩后的弧形外凸部（61）固定的卡紧孔（55），所述装配孔（54）的直径大于卡紧孔（55）的直径，卡紧孔（55）的直径大于上套筒（51）的内径，卡紧孔（55）位于装配孔（54）的上端，位于顶端的卡紧孔（55）与上套筒（51）之间形成一个限位台阶面（56），每个装配孔（54）下端和与之相邻的卡紧孔（55）上端的连接面形成一个用于对卡紧件初步固定的支撑台阶（57）；每个装配孔（54）的内壁纵向高度均大于弧形外凸部（61）的纵向高度，且装配孔（54）由一个与弧形斜面（62）配合的锥形孔（541）和一个纵向高度大于弧形外凸部（61）纵向高度的圆孔（542）组成；卡紧件中每个弧形卡块（6）的纵向高度均与限位台阶面（56）到下套筒底端之间的间距相等，在外力的侧向挤压下，卡紧件能够径向收缩，使弹性夹紧孔（8）直径变小，将下部竖向钢筋（4）抱紧，同时，在外力下压连接筒（5）或外力顶推卡紧件下端时，卡紧件上移，弧形外凸部（61）和与之对应的卡紧孔（55）紧配合，弧形卡紧部（64）与位于底部的装配孔（54）紧配合。

2.根据权利要求1所述的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，其特征在于，所述连接筒（5）与上剪力墙（1）一体浇筑成型，在连接筒（5）的上套筒（51）内壁上设有螺纹（53），所述上部竖向钢筋（3）的下端通过上套筒（51）内壁上的螺纹（53）与上套筒（51）固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，其特征在于，在每个弧形卡块（6）内侧壁上间隔设有多段面向弹性夹紧孔（8）中心径向凸起的弧形卡紧纹（66）；所述弧形卡紧纹（66）的凸出长度从中部向两侧逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，其特征在于，在每个弧形卡块（6）的上下两端均设有一个用于安装并固定弹簧（7）的横向限位通槽（65），所述横向限位通槽（65）呈弧形，且所有弧形卡块（6）上下两端的横向限位通槽（65）分别处于同一高度。

5.根据权利要求4所述的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，其特征在于，每个弧形卡块（6）的左侧面和右侧面均为斜面，其倾斜角度为40-50°。

6.根据权利要求4或5所述的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，其特征在于，所述下套筒（52）内的每个卡紧孔（55）的孔壁均呈阶梯状，每个弧形卡块（6）的弧形外凸部（61）和与之对应的卡紧孔（55）的孔壁相咬合。

7.根据权利要求6所述的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，其特征在于，在每个弧形卡块（6）其中一个弧形外凸部（61）的下端或两个相邻的弧形外凸部（61）之间设有一个向外凸出的定位台阶（63），所述定位台阶（63）的上端面为斜面，其倾斜角度与弧形斜面（62）的倾斜角度一致。

8.根据权利要求6所述的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，其特征在于，在位于顶部的卡紧孔（55）上还设有一节用于连接卡紧孔（55）与上套筒（51）中部通孔的锥形连接孔（58）。

9.根据权利要求7或8所述的装配式混凝土墙竖向主筋免灌浆连接结构，其特征在于，在每个连接筒的下套筒（52）下端内侧均设有一个加固环（59），所述加固环（59）下端与下套筒（52）下端面处于同一平面，且加固环（59）截面呈圆弧形。

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