CN110258932A - 一种套筒连接结构及套筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套筒连接结构及套筒，涉及装配式建筑领域，其技术方案包括套筒和两根待连接钢筋，套筒包括筒体和防转装置；筒体包括位于筒体两端的基础端口和匹配端口，基础端口为缩口，缩口为扁口；钢筋的端部设置有扩大头，两根钢筋带有扩大头的一端伸入筒体内部；位于基础端口的钢筋的扩大头为扁头，扁头伸入筒体内部转动后，被扁口卡住，阻止钢筋朝远离筒体方向拔出；基础端口设置有防止扁头转动的防转装置。本发明的优点是可以提高钢筋与套筒之间的连接强度，且便于安装。

Description

一种套筒连接结构及套筒

技术领域

本发明涉及装配式建筑领域，特别涉及一种套筒连接结构及套筒。

背景技术

目前，装配式混凝土结构建筑，预制构件的连接方法，特别是竖向构件（预制墙板/柱）的竖向钢筋连接方式主要有：1）预埋件焊接连接、2）预埋件螺栓连接、3）钢筋套筒灌浆连接三种连接方式。

预埋件焊接连接是连接钢板预置在构件连接部位，预制构件安装就为后，将构件间相邻的预埋钢板焊接连接成一体的方式连接。

优点：安装操作简单；缺点:因焊接工艺原因使连接钢板性能发生脆性改变，造成钢板韧性差/易开裂/连接强度低、结构连接整体性/气密性/抗震性差、防腐/耐久性差；现在属于淘汰技术，市场应用范围小。

预埋件螺栓连接方法是将预埋钢板预留螺栓孔，并在安装部位预留安装螺栓，预置构件安装时将预留螺栓插入预置构件的预埋钢板的螺栓孔内用螺母紧固。优点是连接强度比焊接强度高、缺点：成本高、结构连接整体性/气密性/抗震性差、防腐/耐久性差；市场应用范围小。

钢筋套筒灌浆连接：灌浆套筒包括两端开口的套筒和开在套筒侧壁上的进浆口和出浆口。套筒的一段预埋在预制构件中，套筒进浆口和出浆口预留在上部构件的外侧，预制构件的预埋筋插入套筒内。安装时，与其装配的预制构件凸出的钢筋插入套筒内；构件安装定位后，将两个预制构件的接缝进行填塞，然后从进浆孔注入灌浆料，使钢筋与套筒结合，起到连接作用。

优点：钢筋插入套筒后通过灌浆使钢筋处于密封环境解决了防腐/耐久性问题、连接强度优于以上焊接和栓接的两种方式。

缺点：实际应用中，钢筋套筒灌浆连接技术存在以下问题需要改进：1.受钢筋变形、位移、安装间隙小等因素影响施工操作难度大；2.漏浆问题容易发生且无法质检；3.操作工艺复杂，需要专用设备、工具、材料、人员；4.成本高、质量难以控制；4.影响灌浆料质量的因素多（材料、水灰比、搅拌、注浆、漏浆、人员操作、应用时间等），质量控制难度大；5.由于钢筋套筒灌浆连接技术是通过灌浆料将钢筋与套筒粘合，利用摩擦力原理与作用实现的钢筋连接。所以灌浆料作为连接介质，起到了连接质量的决定性作用，必须灌浆饱满、无漏浆、无收缩，但是，实际应用过程中特别是竖向构件连接（容易漏浆、且无法质检）很难保证连接质量，质量可控性差；连接质量的好坏直接影响钢筋的连接强度，形成无效连接（钢筋抽芯现象），造成建筑安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种套筒连接结构，其优点是可以提高钢筋与套筒之间的连接强度，且便于安装。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：包括套筒和两根待连接钢筋，所述套筒包括筒体和防转装置；所述筒体包括位于筒体两端的基础端口和匹配端口，匹配端口和连接钢筋卡接；所述基础端口为缩口，所述缩口为扁口；所述钢筋的端部设置有扩大头，两根钢筋带有扩大头的一端伸入筒体内部；位于基础端口的钢筋的扩大头为扁头，所述扁头伸入筒体内部转动后，被扁口卡住，阻止钢筋朝远离筒体方向拔出；所述基础端口设置有防止扁头转动的防转装置。

通过上述技术方案，扁头伸入筒体内部转动后被扁口卡住，防转装置限制扁头在筒体内部转动，防止扁头回转到扁头刚伸入时筒体内部的状态，确保钢筋和套筒连接的有效性。

本发明进一步设置为：所述防转装置为设置在筒体和扁口之间的防转槽，扁头伸入筒体内部转动至与防转槽角度相同时，朝远离筒体方向拉钢筋，扁头卡入防转槽内。

通过上述技术方案，通过防转槽限制扁头在筒体内部转动，防转槽与筒体一体成型，加工方便，安装时，只要将钢筋拉回即实现扁头的防转，操作简单。

本发明进一步设置为：所述筒体上设置有防止扁头脱离防转槽的限位销钉；所述限位销钉横穿筒体，限位销钉位于防转槽的槽口处。

通过上述技术方案，限位销钉在槽口处，防止施工过程中卡入防转槽的扁头朝远离槽口的方向运动，提高防转槽对扁头的防转的有效性。

本发明进一步设置为：所述防转槽的深度与扁头大小适配，限位销钉的侧面与防转槽的槽口密贴，抵紧扩大头的端部。

通过上述技术方案，扁头的两个侧面与防转槽抵接，扁头的顶端与限位销钉贴合，不仅实现扁头无法在筒体内转动，同时限位销钉对扁头起到胀紧作用，进一步加套筒和钢筋组成的连接结构的抗压强度。

本发明进一步设置为：所述防转装置为四根防转销钉，所述防转销钉从筒体基础端口的缩口穿入后与扁头的两个侧面抵接，防止扁头转动。

通过上述技术方案，扁头被限制在四根防转销钉之间，无法在筒体内部转动，操作简单方便。

本发明进一步设置为：所述套筒的匹配端口为与筒体内径相同的开口，筒体内侧壁上设置有弹性卡瓦，所述钢筋越过弹性卡瓦插入筒体内部，所述卡瓦限制钢筋朝远离套筒方向运动。

通过上述技术方案，扩大头插入筒体与卡瓦接触，扩大头将卡瓦突破，卡瓦产生弹性势能，当扩大头整体越过卡瓦后，卡瓦在恢复形变力，将扩大头卡住。

本发明进一步设置为：所述套筒的匹配端口为与筒体内径相同的开口，开口侧壁周向设置多个通孔，通孔中安装卡块，所述卡块的两端分别位于套筒内外两侧，位于套筒外侧的一端连接有弹性件，所述钢筋插入到筒体内部，所述卡块防止钢筋朝远离套筒方向运动。

通过上述技术方案，扩大头插入筒体与卡块接触，扩大头将卡块向套筒外挤出，此时弹性件随之弯曲产生弹性势能；当扩大头整体越过卡块后，卡块在弹性件的恢复形变力作用下返回，将扩大头卡住。

本发明进一步设置为：所述套筒的匹配端口为与筒体内径相同的开口，开口处设置有与开口相适配的端盖，端盖的中部开设有供钢筋穿过的通孔，所述钢筋插入筒体内部，所述端盖中部穿过钢筋与端口螺纹配合。

通过上述技术方案，端盖旋拧于套筒的匹配端口，将扩大头限制在端盖内，阻止扩大头向运离套筒方向运动。

本发明进一步设置为：所述套筒的匹配端口与基础端口结构相同，位于匹配端口的钢筋的扩大头为扁头。

通过上述技术方案，基础端口和匹配端口均通过扁头伸入筒体内部转动后被扁口卡住，防转装置限制扁头在筒体内部转动，防止扁头回转到扁头刚伸入时筒体内部的状态，确保钢筋和套筒连接的有效性。

本发明进一步设置为：两根钢筋扩大头之间设置有胀塞，所述胀塞从筒壁垂直穿入筒体内。

通过上述技术方案，胀塞加强了套筒连接结构的轴向抗压强度，同时胀塞可以起到限位销的作用，防止扁头向脱离槽口的方向运动。

本发明进一步设置为：所述套筒的匹配端口为与筒体内径相同的开口，筒体外对称设置有U形卡；每个U形卡包括相互平行的第一卡接部和第二卡接部，以及连接两个卡接部的连接杆；第一卡接部和第二卡接部均穿过筒壁上开设的通孔，伸入筒体内；连接杆位于筒体外；两个U形卡的第二卡接部相互之间设置拉簧进行拉接。

通过上述技术方案，该U形卡结构使得钢筋与套筒匹配端口的连接更加牢固，同时具备了抗拉和挤压的效果，而且安装方便。

本发明进一步设置为：所述筒体上开设有若干个注浆孔。

通过上述技术方案，可以向筒体内灌入混凝土浆液或者灌浆料，将钢筋凝固在套筒内部。

本发明的另一个目的在于提供一种套筒，所述套筒包括筒体和防转装置；所述筒体包括位于筒体两端的基础端口和匹配端口，所述基础端口为缩口，所述缩口为扁口；所述钢筋的端部设置有扩大头，两根钢筋带有扩大头的一端伸入筒体内部；位于基础端口的钢筋的扩大头为扁头，所述扁头伸入筒体内部转动后，被扁口卡住，阻止钢筋朝远离筒体方向拔出；所述基础端口设置有防止扁头转动的防转装置。

通过上述技术方案，扁头伸入筒体内部转动后被扁口卡住，防转装置限制扁头在筒体内部转动，防止扁头回转到扁头刚伸入时筒体内部的状态，确保钢筋和套筒连接的有效性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、扁口、防转装置和扁头之间的配合确保了钢筋和套筒之间连接的有效性，进一步提高钢筋和套筒的抗拉强度；

2、限位销钉的设置，有效防止扁头脱离防转槽，当限位销钉侧面与防转槽贴合时，对扁头起到胀紧作用，进一步加套筒和钢筋组成的连接结构的抗压强度；

3、防转槽和防转销钉操作便捷，提高套筒连接结构的安装效率；

4、匹配端口的内卡、外卡、端盖卡接及U形卡接结构，安装方便，且相比灌浆套筒连接可靠、更加牢固；

5、注浆孔的设置使筒体内充实，从而使钢筋连接具有抗压效果，而且筒体内混凝土起到了柔性连接的作用，从而使得连接结构具有更好的抗震性。

附图说明

图1为本发明的实施例一示意图；

图2为本发明的实施例一基础端口示意图；

图3为本发明的实施例一基础端口落入防转槽示意图；

图4为本发明的弹性卡瓦结构示意图；

图5为本发明的实施例二的示意图；

图6为本发明的图5的匹配端口U型卡放大图；

图7为本发明的匹配端口是U形卡和弹性卡瓦结构的组合示意图；

图8为本发明的实施例三的立面图；

图9为本发明扁头之设置有楔形胀塞示意图；

图10为本发明的匹配端口设置有卡块的示意图；

图11为本发明的匹配端口为与开口相适配的端盖的示意图；

图12为本发明的基础端口的防转装置为四根防转销钉的示意图；

图13为本发明突出防转销钉和扁头的位置关系剖面图。

附图标记：1、套筒；11、基础端口；12、匹配端口；13、注浆孔；14、防转槽；15、扁口；2、限位销钉；3、防转销钉；4、钢筋；41、扩大头；5、卡瓦；6、卡块；7、端盖；8、胀塞；9、预制墙板；91、下层墙板；92、上层墙板；10、第一卡接部；101、第二卡接部；102、连接杆；103、斜面；104、拉簧；105、腔室。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语 “内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例一：一种套筒连接结构，如图1所示，包括套筒1和两根待连接钢筋4，套筒1包括筒体和防转装置。筒体包括位于筒体两端的基础端口11和匹配端口12。两根待连接钢筋4的端部设置有扩大头41，两根钢筋4带有扩大头41的一端分别从筒体的两端开口插入套筒1内，并与筒体卡接。套筒1将两根钢筋4连接后，起到了抗拉的效果。下文分别对基础端口11和匹配端口12进行介绍：

基础端口11的介绍：

结合图2与图3，基础端口11为缩口，缩口为扁口15，扁口15可以是长方形或者椭圆形；位于基础端口11的钢筋4的扩大头41为扁头，扁头的实现方式也不唯一，可以是长方形或者椭圆形等。扁头伸入筒体内部转动后，被扁口15卡住，阻止钢筋4朝远离筒体方向拔出。

进一步地，基础端口11设置有防止扁头转动的防转装置。防转装置为设置在筒体和扁口15之间的防转槽14，防转槽14是一个设置在与扁口15长轴方向有一定角度的凹槽。

安装过程为：如图2所示，将钢筋4扁头插入套筒1内；钢筋4在套筒1内旋转一定角度，使其与凹槽位置对应；参考图3，向远离套筒1方向回拉钢筋4，使扁头嵌入防转槽14内。由于防转槽14能够防止扁头回转至与扁口15位置相对的状态，所以能够防止钢筋4从套筒1内拔出，从而保证了钢筋4连接的有效性。

防转槽14的角度只要不与扁口15平行即可，优选地，防转槽14与扁口15长轴方向垂直设置。

进一步的，如图3所示，为了防止在施工过程中，扁头脱离防转槽14，所以筒体设置有限位销钉2，限位销钉2横穿筒体，并设置于防转槽14的槽口处。

进一步的当防转槽14的深度与扁头大小适配，限位销钉2的侧面与防转槽14的槽口密贴，能够抵紧扁头的端部时，限位销钉2和防转槽14共同作用，将扁头卡死，从而增加了套筒1连接结构的抗压强度。

匹配端口12的介绍：

回看图1，匹配端口12为与筒体内径相同的开口，筒体内侧壁上设置有弹性卡瓦5，钢筋4越过弹性卡瓦5插入筒体内部，弹性卡瓦5在弹性势能作用下恢复形变，卡住钢筋4并限制钢筋4朝远离套筒1方向运动。弹性卡瓦5的外圈与筒体内壁固接，卡瓦5的内圈向筒体中部延伸，形成指向基础端口11的角度，使得钢筋4易伸入，难拔出。如图4所示，弹性卡瓦5可以是内圈带豁口的弹簧片。

如图1所示，在装配式建筑应用中，连接钢筋4预埋在预制墙板9内。下层墙板91已经安装完成，此时将上层墙板92吊至下层墙板91的上方；将套筒1的基础端口11套入扁头钢筋4内，将套筒1旋转，使扁头与防转槽14位置相对，松开套筒1，套筒1自然下落，扁头嵌入防转槽14内。下放上层墙板92，使套筒1的匹配端口12套住下层墙板91的钢筋4的扩大头41，为了防止扁头脱离防转槽14，在这一步骤中，可以人工辅助下拉套筒1。

当然，也可以在上层墙板92下放之前，将限位销钉2穿入筒体，以防止扁头脱离防转槽14。

进一步地，套筒1的筒体上设置有若干注浆孔13，可通过注浆孔13向套筒1内灌入混凝土浆液或者灌浆料，将钢筋4凝固在套筒1内。由于上层墙板92与下层墙板91之间设置有后浇带，所以也可以利用在后浇带浇筑混凝土时，混凝土浆液自动从注浆孔13流入套筒1内，混凝土浆液凝固后将钢筋4和和套筒1连接。不仅增加了套筒1连接的抗拉效果，而且增加了钢筋4纵向受压的抗压效果。

实施例二：

与实施例一不同之处在于，匹配端口12的结构不同。如图5与图6所示，匹配端口12处筒体外有两个对称设置的U形卡，每个U形卡包括相互平行的第一卡接部10和第二卡接部101，以及连接两个卡接部的连接杆102。第一卡接部10和第二卡接部101均穿过筒壁上开设的通孔，伸入筒体内；连接杆102位于筒体外。两个U形卡的第一卡接部10相互用拉簧104进行拉接，两个U形卡的第二卡接部101相互之间也用拉簧104进行拉接。靠近匹配端口12是第二卡接部101，第二卡接部101靠近匹配端口12的一端设置有斜面103，以方便扩大头41将两个第二卡接部101顶开，伸入由两个U形卡相互扣合而成的腔室105内。

安装时，钢筋4的扩大头41顶至两个U形卡的第二卡接部101的斜面103处，将两个第二卡接部101顶开；扩大头41伸入腔室105以后，两个第二卡接部101受拉簧104作用闭合，第二卡接部101的内端面与钢筋4的表面抵接。

当扩大头41继续向筒体内顶进时，由于扩大头41的端部向第一卡接部10施加压力，加之U形卡相对于筒体的铰接结构，第一卡接部10将受到的纵向压力转化为第二卡接部101的向内扣合力。由于第二卡接部101的扣合力作用于钢筋4表面，从而阻止钢筋4向筒体内进一步伸入。因此，该U形卡的设置起到了增加连接钢筋4的轴向抗压能力的作用。

当钢筋4向远离筒体方向拔出时，由于扩大头41被第二卡接部101卡接，因此无法拔出。

综合以上两段的分析，该U形卡结构使得钢筋4与套筒1匹配端口12的连接更加牢固，同时具备了抗拉和挤压的效果，而且安装方便。

如图7所示，匹配端口12还可以是U形卡和实施例一中的卡瓦5结构的组合，卡瓦5结构设置在靠近匹配端口12处，从而起到抗拉的双重保险效果。

实施例三：如图8所示，与实施例一不同的是，匹配端口12的结构与实施例一中的基础端口11的结构相同。

由于装配式建筑的某些结构连接中，对钢筋4的连接不仅抗拉的要求，也有抗压的要求。为了增加了套筒1连接结构的轴向抗压强度，如图9所示，两根钢筋4的扁头之间有一对相对设置的楔形胀塞8，胀塞8从筒壁垂直穿入筒体，将扁头之间的空隙挤满，从而实现轴向力的传递，达到两根钢筋4的抗压效果。同时胀塞8可以取代限位销钉2的作用，阻止扁头朝脱离防转槽14的方向运动，限制扁头在套筒1内的转动。

实施例四：参见图10，与实施例一的不同之处在于套筒1的匹配端口12为与筒体内径相同的开口，开口侧壁周向设置多个通孔，通孔中安装卡块6，卡块6的两端分别位于套筒1内外两侧，位于套筒1外侧的一端连接有弹性件，扩大头41越过卡块6插入到筒体内部，卡块6在弹性势能的作用下恢复形变，卡紧钢筋4，防止钢筋4朝远离套筒1方向运动。如图所示，弹性件可以是一端固接在筒体外壁，另一端与卡块6固接的弹性片。

实施例五：参见图11，与实施例一的不同之处在于套筒1的匹配端口12为与筒体内径相同的开口，开口处设置有与开口相适配的端盖7，端盖7的中部开设有供钢筋4穿过的通孔，将钢筋4插入端盖7上的通孔，扩大头41卡在端盖7内，将带着扩大头41的端盖7旋拧至匹配端口12与端盖7相适配的螺纹，端盖7限制钢筋4朝远离套筒1方向运动，进一步将钢筋4和套筒1形成连接结构。

实施例六：参见图12与图13，与实施例一的不同之处在于，基础端口11的防转装置为四根防转销钉3，参见图13中防转销钉3和扁头之间的位置关系，防转销钉3从筒体基础端口11的扁口15穿入后与扁头的两个侧面抵接，起到阻止扁头转动的作用。

综上本套筒1连接结构是基于套筒1基础端口11和匹配端口12分别与两根带有扩大头41的钢筋4之间的配合，从而形成良好的轴向抗拉强度的连接结构，可根据具体的工况，选择上述不同套筒1和钢筋4之间组合形式进行机械安装。由于该套筒1为机械连接，相比灌浆套筒1，不会出现抽芯及灌浆不实等现象，连接更加可靠。套筒1的筒体上开设有若干注浆孔13，套筒1连接结构也可以根据实际安装的强度需要，在机械安装的基础上通过注浆孔13向连接结构内灌入混凝土浆液或者灌浆料将套筒1和钢筋4进行连接，形成连接结构。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (14)

1.一种套筒连接结构，其特征是：包括套筒(1)和两根待连接钢筋(4)，所述套筒(1)包括筒体和防转装置；所述筒体包括位于筒体两端的基础端口(11)和匹配端口(12)，匹配端口(12)和连接钢筋(4)卡接；所述基础端口(11)为缩口，所述缩口为扁口(15)；所述钢筋(4)的端部设置有扩大头(41)，两根钢筋(4)带有扩大头(41)的一端伸入筒体内部；位于基础端口(11)的钢筋(4)的扩大头(41)为扁头，所述扁头伸入筒体内部转动后，被扁口(15)卡住，阻止钢筋(4)朝远离筒体方向拔出；所述基础端口(11)设置有防止扁头转动的防转装置。

2.根据权利要求1所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述防转装置为设置在筒体和扁口(15)之间的防转槽(14)，扁头伸入筒体内部转动至与防转槽(14)角度相同时，朝远离筒体方向拉钢筋(4)，扁头卡入防转槽(14)内。

3.根据权利要求2所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述筒体上设置有防止扁头脱离防转槽(14)的限位销钉(2)；所述限位销钉(2)横穿筒体，限位销钉(2)位于防转槽(14)的槽口处。

4.根据权利要求3所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述防转槽(14)的深度与扁头大小适配，限位销钉(2)的侧面与防转槽(14)的槽口密贴，抵紧扩大头(41)的端部。

5.根据权利要求1所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述防转装置为四根防转销钉(3)，所述防转销钉(3)从筒体基础端口(11)的缩口穿入后与扁头的两个侧面抵接，防止扁头转动。

6.根据权利要求1所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述套筒(1)的匹配端口(12)为与筒体内径相同的开口，筒体内侧壁上设置有弹性卡瓦(5)，所述钢筋(4)越过弹性卡瓦(5)插入筒体内部，所述卡瓦(5)限制钢筋(4)朝远离套筒(1)方向运动。

7.根据权利要求1所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述套筒(1)的匹配端口(12)为与筒体内径相同的开口，开口侧壁周向设置多个通孔，通孔中安装卡块(6)，所述卡块(6)的两端分别位于套筒(1)内外两侧，位于套筒(1)外侧的一端连接有弹性件，所述钢筋(4)插入到筒体内部，所述卡块(6)防止钢筋(4)朝远离套筒(1)方向运动。

8.根据权利要求1所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述套筒(1)的匹配端口(12)为与筒体内径相同的开口，开口处设置有与开口相适配的端盖(7)，端盖(7)的中部开设有供钢筋(4)穿过的通孔，所述钢筋(4)插入筒体内部，所述端盖(7)中部穿过钢筋(4)与端口螺纹配合。

9.根据权利要求1所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述套筒(1)的匹配端口(12)与基础端口(11)结构相同，位于匹配端口(12)的钢筋(4)的扩大头(41)为扁头。

10.根据权利要求9所述的一种套筒连接结构，其特征是：两根钢筋(4)扩大头(41)之间设置有胀塞(8)，所述胀塞(8)从筒壁垂直穿入筒体内。

11.根据权利要求1所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述套筒(1)的匹配端口(12)为与筒体内径相同的开口，筒体外对称设置有U形卡；每个U形卡包括相互平行的第一卡接部(10)和第二卡接部(101)，以及连接两个卡接部的连接杆(102)；第一卡接部(10)和第二卡接部(101)均穿过筒壁上开设的通孔，伸入筒体内；连接杆(102)位于筒体外；两个U形卡的第二卡接部(101)相互之间设置拉簧(104)进行拉接。

12.根据权利要求1-11任一所述的一种套筒连接结构，其特征是：所述筒体上开设有若干个注浆孔(13)。

13.一种如权利要求1-11中任一所述的套筒(1)。

14.一种如权利要求12所述的套筒(1)。