CN111576673A - 一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，包括上连接节点和下连接节点，主体结构上连接有转动支座；转动支座包括转动件以及与主体结构连接的限位器；转动件一端位于限位器内与主体结构抵接，另一端向上延伸出限位器与外挂墙板的上连接节点固定连接；限位器设有供转动件穿出的通孔，通孔与转动件之间具有间隙；转动件包括有转动部，转动部包括位于底部的球面部以及设置于球面部中心处的圆形平面；上连接节点设有用于与上方外挂墙板的下连接节点连接的连接部，连接部设有供下连接节点上下左右活动的余量。采用上述方案使得外挂墙板在风震荷载下具有一定偏转的能力，能够适应主体结构的变形，起到抗震消能的作用，使得节点不易损坏。

Description

一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点

技术领域

本发明涉及预制装配式外挂墙板设计和施工技术领域，尤其是涉及一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点。

背景技术

随着建筑施工技术和建筑材料性能的不断发展与进步, 越来越多的工程结构设计采用了由构件工厂预制、工地现场安装的预制混凝土外挂墙板技术，其具有施工工艺简单、工人操作方便、机械设备使用少，节省大量设备租赁、人工成本，节省工期，建筑物安全系数高等优点。

目前，因外挂式墙板在装配式结构体系中并非主要结构承重构件，装配式结构体系一般利用主体结构承担竖向和水平荷载，而墙板构件不参与受力。但在风震作用下，此种结构中的墙板会在一定程度上相对主体结构产生位移，势必造成连接节点的损伤与破坏，导致连接件耐久性降低，进而引起局部墙板脱落，存在一定程度的安全隐患。

现有技术中申请公布号为CN104652671A的中国专利文件公开了一种预制装配式混凝土外挂墙板固定装置，包括墙顶挂件和板面埋件，所述板面埋件可与墙顶挂件连接；所述墙顶挂件包括“L”形钢板，所述钢板的横板和竖板上均设有开口，所述横板和竖板之间连接加强钢板；所述竖板的背面至少固定连接两块与其方向一致的翼板，所述翼板上设有若干个通孔；所述翼板上均穿过若干根横向钢筋，所述横向钢筋上交叉连接若干根竖向钢筋；所述板面埋件包括底板，所述底板的上方固定连接螺栓，螺栓可插入钢板横板上的开口；所述底板的下方固定连接多根锚筋。

类似上述专利所公开的现有技术，外挂墙板和主体结构的节点采用具有长圆孔的滑移垫片形成平面内可滑移的支座，从而达到适应主体结构变形的作用。但当外挂墙板所处的荷载环境存在使外挂墙板发生转动情况时，上述平动型的节点结构则不能很好达到适应主体结构变形的目的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，使得外挂墙板在风震荷载下具有一定偏转的能力，在外挂墙板所处的荷载环境存在使外挂墙板发生转动情况时，使得外挂墙板能够很好地适应主体结构的变形，起到抗震消能的作用，使得节点结构不易损坏。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，包括外挂墙板及主体结构，所述外挂墙板包括上连接节点和下连接节点，所述主体结构上固定连接有转动支座；所述转动支座包括转动件以及与主体结构固定连接的限位器；所述转动件一端位于限位器内与主体结构抵接，另一端向上延伸出限位器与外挂墙板的上连接节点固定连接；所述限位器设有供转动件穿出的通孔以及供转动件上下活动的空间，所述通孔与转动件之间具有间隙；所述转动件包括有转动部，所述转动部包括位于底部的球面部以及设置于球面部中心处用于与主体结构抵接的圆形平面；所述上连接节点设有用于与上方外挂墙板的下连接节点连接的连接部，所述连接部设有供下连接节点上下左右活动的余量。

通过采用上述技术方案，外挂墙板通过上连接节点与转动支座的转动件固定连接，外挂墙板的下连接节点与下方的外挂墙板的上连接节点的连接部连接，连接部设有供下连接节点上下左右活动的余量，且限位器设有供转动件穿出的通孔以及供转动件上下活动的空间，从而使得外挂墙板整体具有上下活动的能力。转动部具有圆形平面，在无外力作用下，圆形平面抵触于主体结构上，使得外挂墙板支撑于主体结构，具有稳定的支撑效果。当外挂墙板在受到外部荷载作用时，外挂墙板可借助球面部的导向作用于主体结构上产生偏转，通孔与转动件之间的间隙为转动件的偏转提供了条件。当外部荷载消失时，外挂墙板在自重作用下偏转，使得转动件的圆形平面与主体结构重新抵接。采用上述方案，使得外挂墙板在风震荷载下具有一定偏转的能力，能够很好地适应主体结构的变形，起到抗震消能的作用，使得节点结构不易损坏。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述限位器包括顶板和与顶板连接的若干侧板，所述侧板与主体结构焊接固定；所述通孔设置于顶板中心位置。

通过采用上述技术方案，限位器通过顶板和侧板构成空间几何形状，且顶板上设置有通孔，从而为转动件提供了上下活动的空间。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转动件包括螺杆；转动部为连接于螺杆下端的端头，所述球面部和圆形平面均位于该端头上；所述上连接节点固定连接有螺套，所述螺杆穿出通孔与螺套螺接，所述通孔内径大于螺杆外径且小于端头外径。

通过采用上述技术方案，螺杆借助端头下端形成的转动部抵接于主体结构上，在无外部荷载作用时，通过圆形平面可以使得螺杆稳定支撑于主体结构上，由于螺杆通过螺套与外挂墙板的上连接节点连接，从而使得外挂墙板可以稳定地支撑于主体结构上。限位器的顶板上的通孔内径大于螺杆外径，此处形成间隙，并且圆形平面外沿设有球面部，球面部和上述间隙为螺杆的偏转提供了条件。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述上连接节点包括预埋固定于外挂墙板内的第一预埋件以及与第一预埋件固定连接的水平钢板和竖向钢板，所述螺套焊接固定于水平钢板；所述连接部设置于竖向钢板上，所述水平钢板与竖向钢板两侧焊接固定有加强板。

通过采用上述技术方案，水平钢板和竖向钢板焊接且水平钢板与竖向钢板两侧通过加强板焊接固定，从而形成稳定的三角结构，提高上连接节点的强度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一预埋件包括位于外挂墙板内且与竖向钢板焊接的加强肋以及与加强肋焊接的锚固钢筋。

通过采用上述技术方案，加强肋和锚固钢筋均预埋固定于外挂墙板内，加强肋与竖向钢板焊接固定，从而为竖向钢板和水平钢板提供足够的锚固强度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主体结构上设有第二预埋件，所述第二预埋件包括位于主体结构表面的连接钢板以及位于主体结构内与连接钢板焊接的预埋钢筋。

通过采用上述技术方案，当主体结构为混凝土梁时，连接钢板可以为限位器提供焊接的平台，预埋钢筋与连接钢板焊接为连接钢板提供足够的锚固强度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下连接节点包括预埋连接于外挂墙板的水平螺杆、螺母；所述连接部为开设于竖向钢板上朝竖向延伸的U型槽口，所述U型槽口的宽度和深度均大于水平螺杆的外径，所述水平螺杆穿过U型槽口与螺母螺接。

通过采用上述技术方案，水平螺杆穿过竖向钢板的U型槽口再通过螺母锁紧，由于U型槽口的宽度和深度均大于水平螺杆的外径，从而为水平螺杆提供了上下左右活动的余量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外挂墙板面向竖向钢板的一侧于水平螺杆周侧开设有在外挂墙板前后转动时供竖向钢板进入的活动槽，活动槽延伸至外挂墙板底部；所述竖向钢板于U型槽口下方设有螺栓车丝孔，螺栓车丝孔螺接有与活动槽底部抵接的螺栓，螺栓端部具有倒角。

通过采用上述技术方案，设置活动槽结构，且由于上连接节点具有可转动的特性，在风震情况下，尤其风荷载作用下，外挂墙板还可以相对于主体结构产生前后方向的摆动，通过外挂墙板前后的摆动对直接施加于外挂墙板的风震能量进行缓冲释放，从而更好地保护连接节点不被破坏。同时螺栓于U型槽口的下方螺接于螺栓车丝孔，且与活动槽的底部抵接，螺栓端部通过倒角结构构成供外挂墙板前后转动的第二转动支点，第二转动支点相对独立于上连接节点的转动件（相当于第一转动支点），设置该第二转动支点使得外挂墙板对风震荷载的自适应能力更强，结构抗震性能更好。另由于螺栓端部抵接于活动槽的底部，在外部荷载消失后，外挂墙板抵接于螺栓端部，在自重作用下会发生转动，使得外挂墙板达到复位的功能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述活动槽底部设有与外挂墙板预埋连接的螺杆预埋板，所述螺杆预埋板与水平螺杆焊接；所述螺杆预埋板于外挂墙板内焊接有预埋板加强筋，所述水平螺杆内端焊接有平衡钢板。

通过采用上述技术方案，在活动槽底部设置螺杆预埋板，可提高活动槽底部的抗压性，从而保护外挂墙板，使得外挂墙板不易破损。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1. 采用上述方案，使得外挂墙板在风震荷载下具有一定偏转的能力，能够更好地适应主体结构的变形，起到抗震消能的作用，使得节点结构不易损坏；

2.通过球形面和圆形平面配合不仅可提供外挂墙板一定角度偏转的能力，在外部荷载消除时，外挂墙板还可依靠自重复位；通过圆形平面与主体结构抵接提供稳定的支撑效果；

3.螺杆与螺套采用螺接的方式，通过调节螺杆相对于螺套的位置可以调节外挂墙板的安装高度，待螺杆调节完成后，再将限位器与主体结构焊接即可；

4.外挂墙板的重量主要由上连接节点和转动支座的连接来承受，相比传统将下连接节点作为承重点的方式，可有效避免外挂墙板向外倾覆，使得结构更加安全合理；

5.外挂墙板具有相对于主体结构前后摆动的能力，使得外挂墙板对风震荷载的自适应能力更强，结构抗震性能更好；

6.上连接节点和下连接节点在同一竖直线上，便于施工定位，且所需连接节点较少，便于提高施工速度，缩短工期。

附图说明

图1是本实施例主体结构采用混凝土梁的结构示意图；

图2是本实施例主体结构采用钢结构梁的结构示意图；

图3是本实施例上连接节点和下连接节点以及转动支座的连接示意图；

图4是本实施例中转动支座的内部示意图；

图5是本实施例中端头的仰视示意图；

图6是本实施例中端头的侧视示意图；

图7是图1中A处的放大示意图；

图8是本实施例上下相邻外挂墙板的连接示意图；

图9是本实施例外挂墙板处于前后转动状态的示意图。

附图标记：1、外挂墙板；2、主体结构；3、上连接节点；4、下连接节点；5、转动支座；6、水平钢板；7、竖向钢板；8、加强肋；9、锚固钢筋；10、加强板；11、连接钢板；12、预埋钢筋；13、限位器；14、螺杆；15、端头；16、球面部；17、圆形平面；18、顶板；19、侧板；20、通孔；21、穿孔；22、螺套；23、水平螺杆；24、螺母；25、螺杆预埋板；26、预埋板加强筋；27、平衡钢板；28、U型槽口；29、滑动垫板；30、螺栓车丝孔；31、螺栓；32、活动槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，包括外挂墙板1及主体结构2，如图1、2所示，主体结构2可以是混凝土梁或钢结构梁以及其它梁体结构或楼板，为方便表述，以下统称主体结构2。

如图1、2所示，外挂墙板1包括上连接节点3和下连接节点4，主体结构2上固定连接有转动支座5。上连接节点3包括预埋固定于外挂墙板1内的第一预埋件以及与第一预埋件固定连接的水平钢板6和竖向钢板7，第一预埋件包括位于外挂墙板1内且与竖向钢板7焊接的加强肋8以及与加强肋8焊接的锚固钢筋9，水平钢板6焊接固定于竖向钢板7，水平钢板6与竖向钢板7两侧焊接固定有加强板10。主体结构2上设有第二预埋件，第二预埋件包括位于主体结构2表面的连接钢板11以及位于主体结构2内与连接钢板11焊接的预埋钢筋12；当主体结构2为钢结构梁时则不需要第二预埋件。

如图3、4所示，转动支座5包括转动件以及与主体结构2固定连接的限位器13；主体结构2为钢结构梁时，限位器13与主体结构2焊接，主体结构2为混凝土梁时，限位器13与第二预埋件的连接钢板11焊接。转动件包括螺杆14，螺杆14的下端设有端头15，端头15的下端为转动部。如图5、6所示，转动部包括位于底部的球面部16以及设置于球面部16中心处用于与主体结构2抵接的圆形平面17。限位器13呈空心的四棱台结构包括顶板18和与顶板18连接的若干侧板19，侧板19与主体结构2焊接固定。顶板18中心位置设有供螺杆14向上穿出的通孔20，通孔20内径大于螺杆14外径且小于端头15外径。螺杆14与通孔20之间的间隙为螺杆14的偏转提供了条件。

如图3所示，水平钢板6上设有穿孔21，水平钢板6下表面焊接固定有螺套22，螺套22与穿孔21同轴设置。螺杆14穿出限位器13后与螺套22螺接，穿孔21用于供螺杆14向上穿过水平钢板6。

如图3、7所示，下连接节点4包括预埋连接于外挂墙板1的水平螺杆23、螺母24；。竖向钢板7上端设置有竖直向下延伸的U型槽口28，U型槽口28的宽度和深度均大于水平螺杆23的外径，水平螺杆23穿过U型槽口28与螺母24螺接。竖向钢板7与螺母24之间加设有滑动垫板29，滑动垫板29套设于水平螺杆23上，滑动垫板29的材质优选为聚四氟乙烯。外挂墙板1面向竖向钢板7的一侧于水平螺杆23周侧开设有在外挂墙板1前后转动时供竖向钢板7进入的活动槽32，活动槽32延伸至外挂墙板1底部。竖向钢板7于U型槽口28下方设有螺栓车丝孔30，螺栓车丝孔30螺接有与活动槽32底部抵接的螺栓31，螺栓31端部具有倒角。活动槽32底部设有与外挂墙板1预埋连接的螺杆预埋板25，螺杆预埋板25与水平螺杆23焊接；螺杆预埋板25于外挂墙板1内焊接有预埋板加强筋26，水平螺杆23内端焊接有平衡钢板27。

如图8所示，每块外挂墙板1上均设置有两个上连接节点3和两个下连接节点4，外挂墙板1未转动时上连接节点3和下连接节点4一一对应且位于同一竖直线上。

本方案的原理为：限位器13采用棱台结构，空间性能好，结构稳固，限位器13焊接于主体结构2上，使得限位器13具有可靠的连接强度。螺杆14借助端头15下端形成的转动部抵接于主体结构2上。在无外部荷载作用时，通过圆形平面17可以使得螺杆14稳定支撑于主体结构2上，由于螺杆14通过螺套22与外挂墙板1的上连接节点3连接，从而使得外挂墙板1可以稳定地支撑于主体结构2上。限位器13的顶板18上的通孔20内径大于螺杆14外径，此处形成间隙，并且圆形平面17外沿设有球面部16，球面部16和上述间隙为螺杆14的偏转提供了条件。另外，外挂墙板1的下连接节点4通过水平螺杆23与下方外挂墙板1的上连接节点3进行连接，水平螺杆23穿过竖向钢板7的U型槽口28再通过螺母24锁紧，由于U型槽口28的宽度和深度均大于水平螺杆23的外径，从而为水平螺杆23提供了上下左右活动的余量。在结合上述条件下，在受到外部荷载作用时，外挂墙板1具备一定角度偏转的能力，从而能够更好地适应主体结构的变形，起到抗震消能的作用，使得节点结构不易损坏。

另外，如图9所示，设置活动槽32结构，在风震情况下，尤其风荷载作用下，外挂墙板1还可以相对于主体结构2产生前后方向的摆动，通过外挂墙板1前后的摆动对直接施加于外挂墙板1的风震能量进行缓冲释放，从而更好地保护连接节点不被破坏。同时螺栓31于U型槽口28的下方螺接于螺栓车丝孔30，且与活动槽32的底部抵接，螺栓31端部通过倒角结构构成供外挂墙板1前后转动的第二转动支点，第二转动支点相对独立于上连接节点3的转动件（相当于第一转动支点），设置该第二转动支点使得外挂墙板1对风震荷载的自适应能力更强，结构抗震性能更好。另由于螺栓31端部抵接于活动槽32的底部，在外部荷载消失后，外挂墙板1抵接于螺栓31端部，在自重作用下会发生转动，使得外挂墙板1达到复位的功能。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，包括外挂墙板（1）及主体结构（2），其特征在于：所述外挂墙板（1）包括上连接节点（3）和下连接节点（4），所述主体结构（2）上固定连接有转动支座（5）；所述转动支座（5）包括转动件以及与主体结构（2）固定连接的限位器（13）；所述转动件一端位于限位器（13）内与主体结构（2）抵接，另一端向上延伸出限位器（13）与外挂墙板（1）的上连接节点（3）固定连接；所述限位器（13）设有供转动件穿出的通孔（20）以及供转动件上下活动的空间，所述通孔（20）与转动件之间具有间隙；所述转动件包括有转动部，所述转动部包括位于底部的球面部（16）以及设置于球面部（16）中心处用于与主体结构（2）抵接的圆形平面（17）；所述上连接节点（3）设有用于与上方外挂墙板（1）的下连接节点（4）连接的连接部，所述连接部设有供下连接节点（4）上下左右活动的余量。

2.根据权利要求1所述的一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，其特征在于：所述限位器（13）包括顶板（18）和与顶板（18）连接的若干侧板（19），所述侧板（19）与主体结构（2）焊接固定；所述通孔（20）设置于顶板（18）中心位置。

3.根据权利要求2所述的一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，其特征在于：所述转动件包括螺杆（14）；转动部为连接于螺杆（14）下端的端头（15），所述球面部（16）和圆形平面（17）均位于该端头（15）上；所述上连接节点（3）固定连接有螺套（22），所述螺杆（14）穿出通孔（20）与螺套（22）螺接，所述通孔（20）内径大于螺杆（14）外径且小于端头（15）外径。

4.根据权利要求3所述的一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，其特征在于：所述上连接节点（3）包括预埋固定于外挂墙板（1）内的第一预埋件以及与第一预埋件固定连接的水平钢板（6）和竖向钢板（7），所述螺套（22）焊接固定于水平钢板（6）；所述连接部设置于竖向钢板（7）上，所述水平钢板（6）与竖向钢板（7）两侧焊接固定有加强板（10）。

5.根据权利要求4所述的一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，其特征在于：所述第一预埋件包括位于外挂墙板（1）内且与竖向钢板（7）焊接的加强肋（8）以及与加强肋（8）焊接的锚固钢筋（9）。

6.根据权利要求5所述的一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，其特征在于：所述主体结构（2）上设有第二预埋件，所述第二预埋件包括位于主体结构（2）表面的连接钢板（11）以及位于主体结构（2）内与连接钢板（11）焊接的预埋钢筋（12）。

7.根据权利要求4所述的一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，其特征在于：所述下连接节点（4）包括预埋连接于外挂墙板（1）的水平螺杆（23）、螺母（24）；所述连接部为开设于竖向钢板（7）上朝竖向延伸的U型槽口（28），所述U型槽口（28）的宽度和深度大于水平螺杆（23）的外径，所述水平螺杆（23）穿过U型槽口（28）与螺母（24）螺接。

8.根据权利要求7所述的一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，其特征在于：所述外挂墙板（1）面向竖向钢板（7）的一侧于水平螺杆（23）周侧开设有在外挂墙板（1）前后转动时供竖向钢板（7）进入的活动槽（32），活动槽（32）延伸至外挂墙板（1）底部；所述竖向钢板（7）于U型槽口（23）下方设有螺栓车丝孔（30），螺栓车丝孔（30）螺接有与活动槽（32）底部抵接的螺栓（31），螺栓（31）端部具有倒角。

9.根据权利要求8所述的一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，其特征在于：所述活动槽（32）底部设有与外挂墙板（1）预埋连接的螺杆预埋板（25），所述螺杆预埋板（25）与水平螺杆（23）焊接；所述螺杆预埋板（25）于外挂墙板（1）内焊接有预埋板加强筋（26），所述水平螺杆（23）内端焊接有平衡钢板（27）。

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