CN110751870B - 装配式建筑框架柱教学实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种结构设计新颖、组装简单、方便、可重复使用的装配式建筑框架柱教学实验装置，包括基座、侧板，所述侧板为四个，四个侧板围成立方体柱状；所述基座上设有一凸起的平台，四个侧板分别围绕平台的四个侧边设置；所述平台上设有四个呈矩形分布的插孔，插孔内设有抱环，所述抱环的外径与插孔的内径匹配，所述抱环插在插孔内；所述抱环的孔径与钢架骨架中主钢筋的外径匹配并可活动套在主钢筋上，所述主钢筋的下段穿过抱环后插在插孔内。
Description
技术领域
本发明涉及建筑框架柱模拟实验装置，尤其涉及一种装配式建筑框架柱教学实验装置。
背景技术
装配式建筑在我国已经有近40年的发展历程，最近几年在国家政策的大力支持下，我国的装配式建筑得到了长足发展。然而高校学生和建筑产业工人对装配式建筑的认识和了解并不深厚，尤其对装配式建筑施工的一些细节的认知非常生疏，比如装配式建筑灌浆技术，究其原因是缺乏合适的教学实训装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种结构设计新颖、组装简单、方便、可重复使用的装配式建筑框架柱教学实验装置。
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
设计一种装配式建筑框架柱教学实验装置，包括基座、侧板，所述侧板为四个，四个侧板围成立方体柱状；所述基座上设有一凸起的平台，四个侧板分别围绕平台的四个侧边设置；
所述平台上设有四个呈矩形分布的插孔，插孔内设有抱环，所述抱环的外径与插孔的内径匹配，所述抱环插在插孔内；所述抱环的孔径与钢架骨架中主钢筋的外径匹配并可活动套在主钢筋上，所述主钢筋的下段穿过抱环后插在插孔内。
位于插孔下方的基座底部设有用于将主筋固定的固定机构，所述固定机构包括开设于基座中部的通道、设置于通道下方并与通道连通的凹孔，所述通道与所述插孔同轴并连通；所述通道的内壁呈倒置的圆锥面结构；
所述凹孔内固定有一套筒，凹孔的内壁截面为矩形，位于套筒上方的凹孔内滑动设有一滑块，所述滑块的侧壁与凹孔内壁接触并可在凹孔内壁滑动；
所述滑块的下表面固定有一丝杆，还包括一套管，所述套管的外壁设有外螺纹，套管位于套筒内并与套筒螺纹连接，所述套管内壁设有内螺纹，所述丝杆位于套筒上端内并与套管内壁螺纹连接，所述套管内壁上的内螺纹与所述套管外壁上外螺纹绕制方向相同；
所述滑块的上表面设有两个夹紧片，两个夹紧片位于通道内并贴附通道的侧壁，且两个夹紧片相向对称设置，所述两个夹紧片的下端与滑块固定。
所述夹紧片由上端至固定于滑块方向上的下端其直径依次变薄。
所述插孔呈喇叭状，所述抱环亦呈喇叭状，且所述抱环的边缘设有水平向外延伸的环边，当所述抱环插在插孔内时，所述抱环边缘的环边压在插孔上端开口边缘上的平台表面上。
所述平台的上表面为平面，且所述平台为金属板面。
环绕所述平台边缘的所述基座上表面上设有环绕所述平台四个侧壁设置的凹槽，四个方向上的凹槽首尾依次贯通，所述侧板的下端插在对应平台侧边上的凹槽内。
所述平台的四个侧壁上设有环状胶圈，当四个侧板围成立方体柱状时，所述侧板下端的侧壁压在所述环状胶圈上。
还包括将四个侧板固定的夹紧机构，所述夹紧机构包括至少两个夹紧单元，多个所述夹紧单元由上至下间隔环抱在四个侧板的侧壁上；
所述侧板由两个前后设置的前后侧板、两个左右设置的左右侧板构成；
所述夹紧单元包括分别设置在两个前后侧板侧壁上的两个第一支撑板件，同一夹紧单元中位于两个前后侧板侧壁上的共计四个第一支撑板件位于同一水平面；
所述夹紧单元还包括分别设置在两个左右侧板侧壁上的两个第二支撑板件，同一夹紧单元中位于两个左右侧板侧壁上的共计四个第二支撑板件位于同一水平面；
所述第一支撑板件和第二支撑板件均呈L状；
所述夹紧单元还包括两个夹紧杠，所述夹紧杠的两端分别开设有一U形槽，所述夹紧杠的两端内侧壁上分别设有一夹持板，两个夹持板间隔设置，且两个夹持板的端部内壁呈弧形；
两个夹紧杠分别位于两个前后侧板上的第一支撑板件上，此时，两个夹持板分别位于两个左右侧板的侧壁上，或两个夹紧杠分别位于两个左右侧板上的第二支撑板件上，此时，两个夹持板分别位于两个前后侧板的侧壁上；
此时，两个夹紧杠分别相向对称设置，还包括两个拉紧丝杆，两个拉紧丝杆分别位于夹紧杠的两端，所述夹紧杠的两端分别位于两个夹紧杠端部上的U形槽内，并在拉紧丝杆的两端上分别螺纹连接有螺母，所述螺母压在夹紧杠的外侧侧壁上，且同一端方向上的两个夹紧杠的端部通过同一拉紧丝杆固定。
所述螺母为蝶形螺母，还在所述夹紧杠端部的外侧壁上设有U形台阶，所述U形槽位于U形台阶内，所述螺母位于U形台阶上。
所述基座上环绕所述平台设有四个插孔，四个插孔分别与平台四个侧边的中部对应，还包括四个插杆，四个插杆分别插在四个插孔内，所述插杆的中部及上部分别设有一螺纹孔，螺纹孔内设有调节螺栓，调节螺栓贯穿螺纹孔并与螺纹孔螺纹连接，且调节螺栓的前端抵在侧板的侧壁上。
本发明的有益效果在于：
本装置在教学活动开展过程中，可以将本教学实训装置作为预制框架柱灌浆施工的教学用具来使用，通过本装置的使用教学工作者可讲解预制框架柱的灌浆原理与灌浆施工工艺重点，有利于学生对专业知识的掌握，适合在院校中推广使用。
附图说明
图1为本发明中的基座主要结构示意图；
图2为本发明中的基座剖面结构示意图；
图3为图2中A部放大结构示意图；
图4为本发明中的固定机构中插入主钢筋后的结构示意图；
图5为本发明中的固定机构中将插入的主钢筋后固定后的状态结构示意图；
图6为本发明中的抱环主要结构示意图；
图7为本发明中的四个侧板主要结构示意图；
图8为图7中B部放大结构示意图；
图9为钢筋架中的主钢筋与基座配合后的结构示意图；
图10为本发明中的四个侧板与基座配合后的结构示意图；
图11为本发明中的四个侧板、夹紧杠、基座相互配合后的结构示意图；
图12为本发明中的夹紧杠主要结构示意图；
图13为本发明各部件组合后的状态结构示意图。
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1：一种装配式建筑框架柱教学实验装置，参见图1至图13。
它包括由混凝土浇筑而成的基座100、四个侧板，四个侧板围成立方体柱状。
具体的，所述基座100的四个角处分别设有一调节高度的调节杆106，调节杆106的上端螺纹连接在螺纹孔105内，通过调节杆106可调节基座的倾角和水平度。
进一步的，所述基座100上设有一凸起的平台101，所述平台101的上表面为平面，且所述平台101为金属板面，四个侧板分别围绕平台101的四个侧边设置，同时，环绕所述平台101边缘的所述基座100上表面上设有环绕所述平台四个侧壁设置的凹槽103，四个方向上的凹槽103首尾依次贯通，所述侧板的下端插在对应平台侧边上的凹槽103内并对侧板的下端进行固定，还在所述平台101的四个侧壁上设有环状胶圈104，当四个侧板围成立方体柱状时，所述侧板下端的侧壁压在所述环状胶圈上，通过环状胶圈104可以保证侧板与平台侧壁之间的密封性，当浇筑混凝土料时可保证混凝土不会沿平台侧壁与侧板内壁之间的间隙流出。
进一步的，本设计还在所述平台101上设有四个呈矩形分布的插孔102，插孔102内设有抱环200，所述抱环200的外径与插孔的内径匹配，所述抱环200插在插孔内；所述抱环的孔径与钢架骨架300中主钢筋301的外径匹配并可活动套在主钢筋上，同时，所述插孔102呈喇叭状，所述抱环200亦呈喇叭状，且所述抱环的边缘设有水平向外延伸的环边202，当所述抱环插在插孔内时，所述抱环边缘的环边压在插孔上端开口边缘上的平台表面上。所述主钢筋的下段穿过抱环主体上的套管201后插在插孔内，通过此插孔102可以将钢筋骨架通过四个主钢筋301以插在插孔102内的方式进行直立支撑和固定，而通过将抱环200套在主钢筋上并插在插孔内可以避免混凝土由主钢筋与插孔内壁之间间隙进入插孔内，此设计在混凝土凝固后可方便的将浇筑好的框架柱与基座进行分离。
进一步的，为了对插入插孔内的主钢筋进行固定，本设计在位于插孔102下方的基座底部设有用于将主筋固定的固定机构，具体的，参见图4-6，所述固定机构包括开设于基座100中部的通道110、设置于通道110下方并与通道连通的凹孔111，所述通道110与所述插孔102同轴并连通；所述通道的内壁呈倒置的圆锥面结构。
进一步的，所述凹孔111内固定有一套筒115，凹孔111的内壁截面为矩形，位于套筒上方的凹孔内滑动设有一滑块113，所述滑块113的侧壁与凹孔111内壁接触并可在凹孔111内壁上轴向滑动。
所述滑块113的下表面固定有一丝杆114，还包括一套管116，所述套管116的外壁设有外螺纹，套管位于套筒115内并与套筒螺纹连接，所述套管内壁设有内螺纹，所述丝杆位于套筒上端内并与套管内壁螺纹连接，所述套管内壁上的内螺纹与所述套管外壁上外螺纹绕制方向相同，这样在旋转套管116时，其丝杆114可相对套管116运动，具体的，当旋转套管116促使套管116相对套筒115向下运动时，其丝杆相对套筒115向套管116内移动(图4所示方向)，此时，套管116和丝杆两者运动方向一致-----均向下运动，反之，套管116向上运动时，丝杆相对套筒115向上运动并从套管116内出来，此时，套管116和丝杆两者运动方向一致-----均向上下运动。
进一步的，所述滑块113的上表面设有两个夹紧片112，两个夹紧片112位于通道110内并贴附通道110的侧壁，且两个夹紧片相向对称设置，所述两个夹紧片的下端与滑块固定，同时，所述夹紧片112由上端至固定于滑块方向上的下端其直径依次变薄，如图4、5所示，初始状态时滑块位于最上方，两个夹紧片处于张开状态，当主钢筋插在插孔内后，通过旋转套管116下端的手柄117将滑块向下移动，由于通孔内壁倾斜及夹紧片112上厚下薄的缘故，在滑块拉动两个夹紧片下移的过程中，两个夹紧片逐渐的夹在主钢筋下端的两侧壁上，随着滑块的继续下移，夹紧片越夹越紧，最后可将主钢筋的下端进行固定，最终状态如图6所示。
进一步的，它还包括将四个侧板固定的夹紧机构，四个侧板的尺寸相同，且所述侧板由两个前后设置的前后侧板501、两个左右设置的左右侧板502构成。
进一步的，两个前后侧板501的端部分别设有一卡槽506，两个左右侧板502的左右两端分别设有一凸棱，凸棱与卡槽匹配并可嵌入至卡槽内。
具体的，所述夹紧机构包括多个夹紧单元，多个所述夹紧单元由上至下间隔环抱在四个侧板的侧壁上；具体的，所述夹紧单元包括分别设置在两个前后侧板侧壁501上的两个第一支撑板件503，同一夹紧单元中位于两个前后侧板侧壁501上的共计四个第一支撑板件503位于同一水平面，同理，所述夹紧单元还包括分别设置在两个左右侧板侧壁上的两个第二支撑板件510，同一夹紧单元中位于两个左右侧板侧壁上的共计四个第二支撑板件位于同一水平面；所述第一支撑板件和第二支撑板件均呈L状。
所述夹紧单元还包括两个夹紧杠700，所述夹紧杠700的两端分别开设有一U形槽701，所述夹紧杠的两端内侧壁上分别设有一夹持板702，两个夹持板间隔设置，且两个夹持板的端部内壁705呈弧形，两个夹持板之间间隔的距离与侧板的宽度一致，通过夹紧杠在对侧板进行固定时，两个夹紧杠700分别位于两个前后侧板上的第一支撑板件503上，此时，两个夹持板分别位于两个左右侧板的侧壁上，两个左右侧板通过两个夹持板夹持和限位，此时，两个夹紧杠分别相向对称设置。
进一步的，它还包括两个拉紧丝杆703，两个拉紧丝杆703分别位于夹紧杠700的两端，所述拉紧丝杆的两端分别位于两个夹紧杠端部上的U形槽内，并在拉紧丝杆的两端上分别螺纹连接有蝶形螺母704，所述蝶形螺母704压在夹紧杠的外侧侧壁上，且同一端方向上的两个夹紧杠的端部通过同一拉紧丝杆固定。
进一步的，本设计还在所述夹紧杠端部的外侧壁上设有U形台阶706，此时，所述U形槽位于U形台阶内，所述蝶形螺母704位于U形台阶上。
进一步的，本设计还在所述基座上环绕所述平台设有四个插孔601，四个插孔601分别与平台四个侧边的中部对应，还包括四个插杆602，四个插杆分别插在四个插孔内，所述插杆的中部及上部分别设有一螺纹孔，螺纹孔内设有调节螺栓603，调节螺栓贯穿螺纹孔并与螺纹孔螺纹连接，且调节螺栓的前端抵在侧板的侧壁上，在侧板将钢筋骨架包围后进行混凝土浇筑时，其钢筋骨架的底部仅进行了固定，此时浇筑后，侧板的顶部及钢筋骨架上端及其包裹的混凝土上部重力过大，若不对侧板上端外部进行加固和支撑，其侧板上端极易发生倾翻，为此，通过上述设计的插杆和其上的调节螺栓603可以对侧板上端进行支撑，以增加整体的稳定性。
本装置在教学中可模拟框架柱的浇筑方式及结构演示，其具体使用过程如下：
1、通过调节基座四个角上的调节杆将基座调至水平；
2、在平台上表面、四个侧板内表面刷一层油层(油层可避免混凝土与平台表面及侧板内壁连接，便于将凝固后的框架柱与基座分离)；
3、将捆好的钢筋骨架(预先捆绑好)中四个主钢筋的下端分别套上一个抱环，而后插在插孔内；
4、将抱环下压并按压在插孔内；
5、通过旋转套管116下端的手柄117将滑块向下移动，由于通孔内壁倾斜及夹紧片112上厚下薄的缘故，在滑块拉动两个夹紧片下移的过程中，两个夹紧片逐渐的夹在主钢筋下端的两侧壁上，随着滑块的继续下移，夹紧片越夹越紧，最后可将主钢筋的下端进行固定，最终状态如图6所示；
6、将四个侧板分别插在平台侧部的凹槽内，并将四个侧板的上端向中心靠拢，并将凸棱卡在卡槽内；
7、将两个夹紧杠分别放在两个前后侧板上处于同一高度上的第一支撑件上，并将夹紧杠上的两个夹持板702卡在两个左右侧板的侧壁上；
8、将拉紧丝杆穿在两个夹紧杠端部上的U形槽内，并将蝶形螺母旋紧对两个夹紧杠进行固定；重复上述动作，依次在侧板上由上至下安装多个所述夹紧杠；
9、将四个插杆分别插在四个插孔内，旋转调节螺栓，促使调节螺栓的前端抵在侧板的侧壁上；
10、浇筑混凝土，并静置一端时间待混凝土凝固；
11、凝固后，依次将插杆拆除、将夹紧杠拆除、将侧板拆除，而后旋转套管116下端的手柄117促使滑块上移，促使两个夹紧片松开，而后可将浇筑好的框架柱与基座进行分离，至此可完成对框架柱的模拟浇筑，在实验后本装置内的各部件(除钢筋骨架外)均可重复利用。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种装配式建筑框架柱教学实验装置，包括基座、侧板，所述侧板为四个，四个侧板围成立方体柱状；其特征在于：所述基座上设有一凸起的平台，四个侧板分别围绕平台的四个侧边设置；
所述平台上设有四个呈矩形分布的插孔，插孔内设有抱环，所述抱环的外径与插孔的内径匹配，所述抱环插在插孔内；所述抱环的孔径与钢架骨架中主钢筋的外径匹配并可活动套在主钢筋上，所述主钢筋的下段穿过抱环后插在插孔内；
位于插孔下方的基座底部设有用于将主筋固定的固定机构，所述固定机构包括开设于基座中部的通道、设置于通道下方并与通道连通的凹孔，所述通道与所述插孔同轴并连通；所述通道的内壁呈倒置的圆锥面结构；
所述凹孔内固定有一套筒，凹孔的内壁截面为矩形，位于套筒上方的凹孔内滑动设有一滑块，所述滑块的侧壁与凹孔内壁接触并可在凹孔内壁滑动；
所述滑块的下表面固定有一丝杆，还包括一套管，所述套管的外壁设有外螺纹，套管位于套筒内并与套筒螺纹连接，所述套管内壁设有内螺纹，所述丝杆位于套筒上端内并与套管内壁螺纹连接，所述套管内壁上的内螺纹与所述套管外壁上外螺纹绕制方向相同；
所述滑块的上表面设有两个夹紧片，两个夹紧片位于通道内并贴附通道的侧壁，且两个夹紧片相向对称设置，所述两个夹紧片的下端与滑块固定。
2.如权利要求1所述的装配式建筑框架柱教学实验装置，其特征在于：所述夹紧片由上端至固定于滑块方向上的下端其直径依次变薄。
3.如权利要求1所述的装配式建筑框架柱教学实验装置，其特征在于：所述插孔呈喇叭状，所述抱环亦呈喇叭状，且所述抱环的边缘设有水平向外延伸的环边，当所述抱环插在插孔内时，所述抱环边缘的环边压在插孔上端开口边缘上的平台表面上。
4.如权利要求1所述的装配式建筑框架柱教学实验装置，其特征在于：所述平台的上表面为平面，且所述平台为金属板面。
5.如权利要求1所述的装配式建筑框架柱教学实验装置，其特征在于：环绕所述平台边缘的所述基座上表面上设有环绕所述平台四个侧壁设置的凹槽，四个方向上的凹槽首尾依次贯通，所述侧板的下端插在对应平台侧边上的凹槽内。
6.如权利要求5所述的装配式建筑框架柱教学实验装置，其特征在于：所述平台的四个侧壁上设有环状胶圈，当四个侧板围成立方体柱状时，所述侧板下端的侧壁压在所述环状胶圈上。
7.如权利要求1所述的装配式建筑框架柱教学实验装置，其特征在于：还包括将四个侧板固定的夹紧机构，所述夹紧机构包括至少两个夹紧单元，多个所述夹紧单元由上至下间隔环抱在四个侧板的侧壁上；
所述侧板由两个前后设置的前后侧板、两个左右设置的左右侧板构成；
所述夹紧单元包括分别设置在两个前后侧板侧壁上的两个第一支撑板件，同一夹紧单元中位于两个前后侧板侧壁上的共计四个第一支撑板件位于同一水平面；
所述夹紧单元还包括分别设置在两个左右侧板侧壁上的两个第二支撑板件，同一夹紧单元中位于两个左右侧板侧壁上的共计四个第二支撑板件位于同一水平面；
所述第一支撑板件和第二支撑板件均呈L状；
所述夹紧单元还包括两个夹紧杠，夹紧杠的两端分别开设有一U形槽，所述夹紧杠的两端内侧壁上分别设有一夹持板，两个夹持板间隔设置，且两个夹持板的端部内壁呈弧形；
两个夹紧杠分别位于两个前后侧板上的第一支撑板件上，此时，两个夹持板分别位于两个左右侧板的侧壁上，或两个夹紧杠分别位于两个左右侧板上的第二支撑板件上，此时，两个夹持板分别位于两个前后侧板的侧壁上；
此时，两个夹紧杠分别相向对称设置，还包括两个拉紧丝杆，两个拉紧丝杆分别位于夹紧杠的两端，所述拉紧丝杆的两端分别位于两个夹紧杠端部上的U形槽内，并在拉紧丝杆的两端上分别螺纹连接有螺母，所述螺母压在夹紧杠的外侧侧壁上，且同一端方向上的两个夹紧杠的端部通过同一拉紧丝杆固定。
8.如权利要求7所述的装配式建筑框架柱教学实验装置，其特征在于：所述螺母为蝶形螺母，还在所述夹紧杠端部的外侧壁上设有U形台阶，所述U形槽位于U形台阶内，所述螺母位于U形台阶上。
9.如权利要求1所述的装配式建筑框架柱教学实验装置，其特征在于：所述基座上环绕所述平台设有四个插孔，四个插孔分别与平台四个侧边的中部对应，还包括四个插杆，四个插杆分别插在四个插孔内，所述插杆的中部及上部分别设有一螺纹孔，螺纹孔内设有调节螺栓，调节螺栓贯穿螺纹孔并与螺纹孔螺纹连接，且调节螺栓的前端抵在侧板的侧壁上。
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