CN111411711A - 一种装配式构件连接结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式构件连接结构及施工方法，该装配式构件连接结构包括第一预制件、第二预制件、方钢管、凹槽和自动栓钉装置，第一预制件连接面预埋若干个方钢管，第二预制件连接面预留与方钢管相应数量及对应位置凹槽，凹槽顶、底面预埋自动栓钉装置，当第一预制件的预埋方钢管插入第二预制件的凹槽中时，方钢管推动自动栓钉装置的栓钉盖在滑道槽中移动并最终使其脱落，自动栓钉装置中的栓钉弹出，插入到方钢管的栓钉孔中，实现第一预制件与第二预制件的连接。本发明施工简便，连接可靠，可快速实现装配式构件的连接，对快速施工具有重要意义。

Description

一种装配式构件连接结构及施工方法

技术领域

本发明属于土木工程、岩土工程、公路工程和市政工程领域，涉及一种装配式构件连接结构及施工方法。

背景技术

装配式结构因施工速度快，质量易于保证，对环境污染小等优点在工程中得到广泛使用。它是将结构模块化，通过各模块之间的连接形成装配式结构。其中常用的连接形式有干接法和湿接法，湿接法施工需要在现场浇筑混凝土，施工速度较慢，且现场浇筑混凝土易出现质量问题，干接法是一种较为高效快速的一种连接形式，该方法可进一步加快施工速度，保证结构连接质量。但干接法普遍存在施工过程较为复杂，连接质量不易于保证等问题。为此，本发明提供了一种装配式构件连接结构，通过第一预制件中的预埋方钢管插入第二预制件的凹槽，促使自动栓钉装置中的栓钉弹出，插入到方钢管的栓钉孔中，实现第一预制件与第二预制件的连接，本发明提供的装配式构件连接结构，施工方便，连接可靠，施工周期短，可快速实现装配式构件连接。

在公开号为CN108678185A的专利文件中，公开了一种全预制可拆卸装配式梁柱连接节点。连接装置包括上侧U形钢板，下侧U型钢板，梁转换钢板，柱转换钢板及高强螺栓，其中带悬臂梁段的型钢混凝土柱与型钢混凝土梁段通过连接装置相连，首先需将预制型钢混凝土柱的悬臂梁段与预制型钢混凝土梁段在型钢的翼缘和腹板处进行焊接连接，然后上下侧U型钢板通过螺栓群连接，该发明在预制构件定位后需依次进行焊接和栓接操作，施工复杂，连接构件钢板外漏，易造成腐蚀。

在公开号为CN110130540B的专利文件中，公开了一种装配式建筑连接构件，包括墙体和连接扣，工字型的连接扣左右两端均设置有一个阶梯状的插接槽，插接槽内各插接有一个墙体，实现两墙体的拼接。但该连接构件体积较大，施工不便，装配化程度低。

在公开号为CN209114620U的专利文件中，公开了一种用于装配式干法施工剪力墙连接的连接结构。所述的预制剪力墙的上、下边沿长度方向分别在上下方间隔预埋钢管连接件，上方钢管连接件与相邻预制剪力墙的下方钢管连接件相插接并通过螺钉固定连接，最后方钢管内填充高性能混凝土。该发明在方钢管连接后需要连接螺栓并填充混凝土，相邻板间有较大空隙，不能形成插入即连接。

在公开号为CN108589921A的专利文件中，公开了一种应用于柱承式模块之间的连接方法，包括四个上部模块单元、四个下部模块单元和连接插件。连接插件由一块钢板和上下共8个空心方钢管短柱焊接而成，连接插件插装进上下模块的角柱中，并由对拉螺栓固定。该发明将连接插件插装进上下模块的角柱后需由对拉螺栓固定，施工精度要求较高，施工速度慢。

在公开号为CN102733490B的专利文件中，公开了一种方钢管灌芯内套筒对穿螺栓拼接节点及其施工方法，包括上段方钢管、下段方钢管、灌芯内套筒和对穿螺栓，对穿螺栓连接灌芯内套筒与上段方钢管、下段方钢管。该发明套筒就位后需由对穿螺栓连接，施工精度要求高，施工速度慢。

综上所述，现有公开的相关专利中，装配式构件连接结构多采用方钢管、螺栓的配合使用，通过方钢管的对接插入螺栓实现装配式结构的连接。然而，这种连接形式施工复杂，在方钢管对接之后需要插入螺栓，对施工精度要求较高。本发明本发明提供了一种装配式构件连接结构，采用方钢管与自动栓钉装置联合，方钢管插入凹槽中即实现装配式构件的连接，施工简便、速度快，施工精度要求低。发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种装配式构件连接结构及施工方法，

钢管插入凹槽即实现装配式构件的连接，实现装配式构件安装就位，施工高效快速、连接质量高，施工精度要求低。

本发明提供了一种装配式构件连接结构，包括第一预制件、第二预制件、方钢管、凹槽和自动栓钉装置；其中第一预制件连接面处预埋方钢管，方钢管顶、底面分别预留有栓钉孔，第二预制件连接面预留有凹槽，凹槽顶、底面预埋有自动栓钉装置，当第一预制件的预埋方钢管插入第二预制件的凹槽中时，方钢管推动自动栓钉装置的栓钉盖移动并最终使其脱落，栓钉弹出，插入到方钢管的栓钉孔中，实现第一预制件与第二预制件的连接。

本发明进一步改进在于：所述方钢管预埋在第一预制件连接面一侧，方钢管预埋数量根据需要设置，方钢管的插入端的顶面和底面预留有栓钉孔，预埋在第一预制件中的端部向四周弯起90°与方钢管形成L形，便于方钢管锚固在预埋在第一预制件中。

本发明进一步改进在于：所述凹槽与方钢管对应设置，凹槽截面尺寸和长度略大于方钢管截面尺寸和长度，凹槽顶面和底面预留有第二滑道槽，横截面形状为矩形，横截面的几何尺寸大于滑轨的横截面的几何尺寸长和宽，所述的第二滑道槽的长度大于滑轨的长度，距离第二滑道槽的末端一段长度范围内第二滑道槽的槽深度逐渐变浅，直到第二滑道槽的末端槽深度变化为零。

本发明进一步改进在于：所述自动栓钉装置包括栓钉盒、圆形底板、弹簧、栓钉、栓钉帽、限位板、栓钉盖。所述的自动栓钉装置竖直预埋在凹槽的顶面和底面，位于顶面的自动栓钉装置的栓钉盖方向朝下，位于底面的自动栓钉装置的栓钉盖方向朝上，栓钉盒盒身全部预埋在第二预制件中，栓钉盖的表面位置与在凹槽的顶面或底面位置持平。

本发明进一步改进在于：所述栓钉盒为立方体空腔结构，由顶板、底板、侧板相互焊接组成。所述的栓钉盒的底板中部开有带螺纹的圆孔，用于连接圆形底板。所述的栓钉盒顶板中心位置处预留有略大于栓钉直径的孔洞。所述的栓钉盒的顶板两侧预留有第一滑道槽。

本发明进一步改进在于：所述栓钉盖两侧设置有滑轨，滑轨的位置和数量与顶板的第一滑道槽的位置和数量一一对应。

本发明进一步改进在于：所述的圆形底板的直径大于栓钉帽的直径，圆形底板周边设置螺纹，通过旋进的方式与栓钉盒的底板相连。

本发明进一步改进在于：所述限位板位于栓钉盒的中部，所述的限位板中心预留有略大于栓钉直径的孔洞供栓钉穿过。

本发明进一步改进在于：所述弹簧下端安装在圆形底板上，上端与栓钉帽相连，弹簧安装进栓钉盒时，弹簧处于压缩状态，储存有弹性势能。

本发明进一步改进在于：所述栓钉头部呈半球型，其中心线与方钢管的栓钉孔的中心线在一条直线上，与栓钉帽焊接在一起，穿过限位板和栓钉盒的顶板，顶住栓钉盖并接触。所述的栓钉帽的直径大于栓钉的直径，位于限位板下方。

本发明进一步改进在于：所述滑轨横截面为梯形，上窄下宽，滑轨穿入第一滑道槽、第二滑道槽后可沿着第一滑道槽和第二滑道槽滑动。

本发明进一步改进在于：所述第二滑道槽与所述的第一滑道槽紧密相连，所述的第二滑道槽与所述的第一滑道槽的中心线在一条直线上。

本发明还提供了一种装配式构件连接结构的施工方法，该施工方法包括以下步骤：

1）组装自动栓钉装置，将栓钉盖的滑轨刚好完全穿入栓钉盒上的第一滑道槽，从栓钉盖底部插入栓钉，穿过栓钉盒顶板的孔洞，限位板的孔洞后至栓钉头部刚好碰触到栓钉盖。

2）将焊有弹簧的圆形底板旋进栓钉盒的底板；

3）预制预埋有方钢管的第一预制件；

4）预制带有凹槽的第二预制件，并在凹槽顶、底面预埋自动栓钉装置；

5）将第二预制件安装到指定位置，然后将第一预制件的方钢管对准第二预制件凹槽并缓慢插入；

6）第一预制件的方钢管缓慢插入第二预制件凹槽过程中，方钢管的上、下管壁推动栓钉盖，使栓钉盖逐渐从第一滑道槽滑动到第二滑道槽；

7）栓钉盖逐渐离开栓钉盒上方的过程中，方钢管的栓钉孔移动到与栓钉中心线在一条竖直线时，栓钉弹出，并插入到方钢管的栓钉孔中，实现第一预制件与第二预制件连接。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明提供的装配式构件连接结构，施工方便，可实现快速施工。本发明采用了方钢管与自动栓钉装置的结合，方钢管插入凹槽即实现装配式构件连接，施工方便，施工速度快。

本发明提供的装配式构件连接结构拼接后不需要焊接或栓接，施工精度要求低。第一预制件方钢管插入第二预制件凹槽的过程中，自动栓钉装置栓钉盖打开，栓钉弹入方钢管的栓钉孔中，实现施工过程中的自动栓钉连接，无需进行专门栓钉与栓钉孔的对接，施工精度要求大幅降低。

3、本发明提供的装配式构件连接结构，连接可靠，连接质量高。本发明的连接结构由刚度较大的钢结构组成，强度高，连接可靠，且连接结构位于预制构件内部，可防止外部环境对连接结构的腐蚀，连接质量高。

附图说明

图1为本发明提供的一种装配式板连接结构示意图；

图2为本发明提供的一种装配式构件连接结构中方钢管的构造图；

图3为本发明提供的一种装配式构件连接结构中凹槽的构造图；

图4为本发明提供的一种装配式构件连接结构中第一滑道槽、第二滑道槽、滑轨和栓钉盖构造图；

图5为本发明提供的一种装配式构件连接结构中自动栓钉装置的构造示意图；

图6为本发明提供的一种装配式构件连接结构中凹槽顶面与自动栓钉装置位置示意图；

图7为本发明提供的一种装配式构件连接结构中凹槽底面与自动栓钉装置位置示意图；

图8为本发明提供的一种装配式构件连接结构中栓钉、限位板、栓钉盒顶板和栓钉盖构造图；

附图标记列表图中有：1-第一预制件、2-第二预制件、3- 方钢管、4-凹槽、5-自动栓钉装置、6-栓钉孔、7-栓钉盖、8-栓钉、9-滑轨-、10-第一滑道槽、11 -弹簧、12-栓钉帽、13-限位板、14-第二滑道槽、15-栓钉盒、16-圆形底板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”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。

本实施例提供一种装配式构件连接结构，包括第一预制件1、第二预制件2、 方钢管3、凹槽4、自动栓钉装置5；第一预制件1连接面处预埋方钢管3，方钢管3顶、底面预留有栓钉孔6，第二预制件2连接面处预留有凹槽4，凹槽4顶、底面预埋有自动栓钉装置5，第一预制件1的预埋方钢管3插入第二预制件2的凹槽4中，插入过程中，方钢管3上、下管壁推动自动栓钉装置5的栓钉盖7移动并最终使其脱落，栓钉8弹出，插入到方钢管3的栓钉孔6中，实现第一预制件1与第二预制件2的连接。

第一预制件1、第二预制件2均可分别为梁、柱、板。现以第一预制件1、第二预制件2均为板（如图1所示）为例进行说明。

方钢管3（如图2所示）预埋在第一预制件1连接面一侧，预埋段端部四边弯折90°与方钢管3形成L形，预埋长度根据受力及构造要求确定。其中方钢管3顶面31、底面32与第一预制板1侧面垂直，第一预制板1上预埋方钢管3数量、间距、长度及尺寸根据受力及构造要求确定，方钢管3顶面31和底面32上预留有栓钉孔6，栓钉孔6直径、数量、间距及位置根据连接结构受力及构造要求确定。

凹槽4（如图3所示）位于第二预制板2上，与方钢管3对应设置，两者中心线重合，凹槽4截面尺寸和长度略大于方钢管3截面尺寸和长度，凹槽4顶面41、底面42预留有第二滑道槽14，第二滑道槽14与第一滑道槽10中心线在一条直线上（如图4所示），横截面形状为矩形，矩形的长和宽均大于滑轨9的长和宽，矩形段长度略大于第一滑道槽10长度，第二滑道槽14起始点与第一滑道槽10刚好相接，距离第二滑道槽末端141一段长度范围内第二滑道槽14的深度逐渐变浅，直到第二滑道槽14的末端深度变化为零。

自动栓钉装置5（如图5所示）包括栓钉盒15、圆形底板16、弹簧11、栓钉8、栓钉帽12、限位板13、栓钉盖7。自动栓钉装置5竖直预埋在凹槽4的顶面41和底面42，数量和位置与栓钉孔6数量和位置对应，位于顶面41的自动栓钉装置5的栓钉盖7方向朝下，位于底面42的自动栓钉装置5的栓钉盖7方向朝上，顶、底面的栓钉盒15顶面152分别与凹槽4的顶面41、底面42持平（如图6、图7所示），两预制件连接完成后自动栓钉装置5与栓钉孔6中心线重合。

栓钉盒15为立方体空腔结构，由顶板152、底板151、侧板153相互焊接组成。栓钉盒15的底板151中部开有带螺纹的圆孔，用于连接圆形底板16，圆孔直径小于栓钉盒15底板151尺寸。栓钉盒15顶板152中心位置处预留有略大于栓钉8直径的孔洞82。栓钉盒15的顶板152两侧预留有第一滑道槽10。

栓钉盖7两侧设置有滑轨9，通过滑轨9与顶板152的第一滑道槽10相连，滑轨9的位置和数量与顶板152的第一滑道槽10的位置和数量一一对应，栓钉盖7尺寸与栓钉盒15尺寸对应，栓钉盖7与栓钉盒15连接后可阻止栓钉8弹出。

圆形底板16的直径大于栓钉帽12的直径，与底板151中部的圆孔直径对应，圆形底板16周边设置螺纹，通过旋进的方式与栓钉盒15的底板151相连。

限位板13位于栓钉盒15的中部，与栓钉盒15焊接，限位板13中心预留有略大于栓钉8直径的孔洞81供栓钉8穿过。

弹簧11下端安装在圆形底板16上，上端与栓钉帽12相接，弹簧11安装进栓钉盒15后处于压缩状态，当栓钉盖7脱落后，弹簧可推动栓钉8弹出栓钉盒7，直至栓钉帽12碰到限位板13停止，此时弹簧11仍处于压缩状态，储存有弹性势能。

栓钉8头部呈半球型，两预制板连接后其中心线与方钢管3的栓钉孔6中心线在一条直线上，与栓钉帽12焊接在一起，穿过限位板13和栓钉盒15的顶板152，顶住栓钉盖7并接触，其直径略小于栓钉孔6直径（如图8所示）。栓钉帽12的直径大于栓钉8和限位板13上孔洞81直径，小于圆形底板16直径，位于限位板13与栓钉盒15底板151之间。

滑轨9横截面为梯形，上窄下宽，滑轨9穿入第一滑道槽10、第二滑道槽14后可沿着第一滑道槽10和第二滑道槽14纵向滑动。

第二滑道槽14与第一滑道槽10紧密相连，第二滑道槽14与第一滑道槽10的中心线在一条直线上。

一种装配式构件连接结构的施工方法，包括以下步骤：

1）组装自动栓钉装置5，将栓钉盖7的滑轨9刚好完全穿入栓钉盒15上的第一滑道槽10，从栓钉盖7底部插入栓钉8，穿过栓钉盒15顶板152的孔洞82，限位板13的孔洞81后至栓钉8头部刚好碰触到栓钉盖7。

2）将焊有弹簧11的圆形底板16旋进栓钉盒15的底板151；

3）预制预埋有方钢管3的第一预制板1；

4）预制带有凹槽4的第二预制板2，并在凹槽4顶、底面预埋自动栓钉装置5；

5）将第二预制板2安装到指定位置，然后将第一预制板1的方钢管3对准第二预制板2凹槽4并缓慢插入；

6）第一预制板1的方钢管3缓慢插入第二预制板2凹槽4过程中，方钢管3的上、下管壁推动栓钉盖7，使栓钉盖7逐渐从第一滑道槽10滑动到第二滑道槽14；

7）栓钉盖7逐渐离开栓钉盒15上方的过程中，方钢管3的栓钉孔6移动到与栓钉8中心线在一条竖直线时，栓钉8弹出，并插入到方钢管3的栓钉孔6中，实现第一预制板1与第二预制板2连接。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (10)

1.一种装配式构件连接结构，其特征在于：包括第一预制件（1）、第二预制件（2）、 方钢管（3）、凹槽（4）、自动栓钉装置（5）；其中第一预制件（1）连接面处预埋方钢管（3），方钢管（3）顶、底面分别预留有栓钉孔（6），第二预制件（2）连接面预留有凹槽（4），凹槽（4）顶、底面预埋有自动栓钉装置（5）；当第一预制件（1）的预埋方钢管（3）插入第二预制件（2）的凹槽（4）中时，方钢管（3）推动自动栓钉装置（5）的栓钉盖（7）移动并最终使其脱落，栓钉（8）弹出，插入到方钢管（3）的栓钉孔（6）中，实现第一预制件（1）与第二预制件（2）的连接。

2.如权利要求1所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：所述方钢管（3）预埋在第一预制件（1）连接面一侧，方钢管（3）预埋数量根据需要设置，方钢管（3）的插入端的顶面（31）和底面（32）预留有栓钉孔（6），预埋在第一预制件（1）中的端部向四周弯起90°与方钢管（3）形成L形，便于方钢管（3）锚固在预埋在第一预制件（1）中。

3.如权利要求1所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：所述凹槽（4）与方钢管（3）对应设置，凹槽（4）截面尺寸和长度略大于方钢管（3）的截面尺寸和长度，凹槽（4）的顶面（41）和底面（42）预留有第二滑道槽（14），所述第二滑道槽（14）的横截面形状为矩形，横截面的几何尺寸大于滑轨（9）的横截面的几何尺寸长和宽，所述第二滑道槽（14）的长度大于滑轨（9）的长度，距离第二滑道槽（14）的末端（141）一段长度范围内第二滑道槽（14）的槽深度逐渐变浅，直到第二滑道槽（14）的末端槽深度变化为零。

4.如权利要求1所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：所述自动栓钉装置（5）包括栓钉盒（15）、圆形底板（16）、弹簧（11）、栓钉（8）、栓钉帽（12）、限位板（13）和栓钉盖（7）；所述自动栓钉装置（5）在凹槽（4）的顶面（41）和底面（42）处沿着竖直方向预埋在第二预制件（2）中，位于顶面（41）的自动栓钉装置（5）的栓钉盖（7）方向朝下，位于底面（42）的自动栓钉装置（5）的栓钉盖（7）方向朝上，栓钉盒（15）的盒身全部预埋在第二预制件（2）中，栓钉盖（7）的表面位置与在凹槽（4）的顶面（41）或底面（42）位置持平。

5.如权利要求4所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：所述的栓钉盒（15）为立方体空腔结构，由顶板（152）、底板（151）、侧板（153）相互焊接组成；所述的栓钉盒（15）的底板（151）中部开有带螺纹的圆孔，用于连接圆形底板（16）；所述栓钉盒（15）顶板（152）中心位置处预留有略大于栓钉（8）直径的孔洞（82）；所述的栓钉盒（15）的顶板（152）两侧预留有第一滑道槽（10）；述的栓钉盖（7）两侧设置有滑轨（9），滑轨（9）的位置和数量与栓钉盒（15）的顶板（152）的第一滑道槽（10）的位置和数量一一对应。

6.如权利要求5所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：所述滑轨（9）横截面为梯形，上窄下宽，滑轨（9）穿入第一滑道槽（10）、第二滑道槽（14）后可沿着第一滑道槽（10）和第二滑道槽（14）滑；所述第二滑道槽（14）与所述第一滑道槽（10）紧密相连，所述第二滑道槽（14）与所述的第一滑道槽（10）的中心线在一条直线上。

7.如权利要求4所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：所述圆形底板（16）的直径大于栓钉帽（12）的直径，圆形底板（16）周边设置螺纹，通过旋进的方式与栓钉盒（15）的底板（151）相连；所述弹簧（11）下端安装在圆形底板（16）上，上端与栓钉帽（12）相连，弹簧（11）安装进栓钉盒（15）中时，弹簧（11）处于压缩状态，储存有弹性势能。

8.如权利要求4所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：所述限位板（13）位于栓钉盒（15）的中部，所述的限位板（13）中心预留有略大于栓钉（8）直径的孔洞（81）供栓钉（8）穿过。

9.如权利要求4所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：9、如权利要求4所述的一种装配式构件连接结构，其特征在于：所述栓钉（8）的头部呈半球型，其中心线与方钢管（3）的栓钉孔（6）的中心线在一条直线上，与栓钉帽（12）焊接在一起，穿过限位板（13）的孔洞（81）和栓钉盒（15）的顶板（152）的孔洞（82），顶住栓钉盖（7）并接触；所述栓钉帽（12）位于限位板（13）下方且直径大于栓钉（8）的直径，。

10.一种装配式构件连接结构的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：

组装自动栓钉装置（5），将栓钉盖（7）的滑轨（9）刚好完全穿入栓钉盒（15）上的第一滑道槽（10），从栓钉盖（7）底部插入栓钉（8），穿过栓钉盒（15）顶板（152）的孔洞（82），限位板（13）的孔洞（81）后至栓钉（8）头部刚好碰触到栓钉盖（7）；

将焊有弹簧（11）的圆形底板（16）旋进栓钉盒（15）的底板（151）；

预制预埋有方钢管（3）的第一预制件（1）；

预制带有凹槽（4）的第二预制件（2），并在凹槽（4）顶、底面预埋自动栓钉装置（5）；

5）将第二预制件（2）安装到指定位置，然后将第一预制件（1）的方钢管（3）对准第二预制件（2）凹槽（4）并缓慢插入；

6）第一预制件（1）的方钢管（3）缓慢插入第二预制件（2）凹槽（4）过程中，方钢管（3）的上、下管壁推动栓钉盖（7），使栓钉盖（7）逐渐从第一滑道槽（10）滑动到第二滑道槽（14）；

7）栓钉盖（7）逐渐离开栓钉盒（15）上方的过程中，方钢管（3）的栓钉孔（6）移动到与栓钉（8）中心线在一条竖直线时，栓钉（8）弹出，并插入到方钢管（3）的栓钉孔（6）中，实现第一预制件（1）与第二预制件（2）连接。

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