CN111851865A - 钢筋续接器及具有所述钢筋续接器的预铸式建筑结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢筋续接器，其包括管状本体。所述管状本体包括第一部、第二部及中间部。所述第一部具有第一开口以及第一内壁面。所述第二部具有第二开口以及第二内壁面。所述中间部的相对两端分别连接到所述第一部及所述第二部。所述第一内壁面中至少一部分的内径以及所述第二内壁面中至少一部分的内径两者分别朝向所述第一开口以及所述第二开口渐缩。

Description

钢筋续接器及具有所述钢筋续接器的预铸式建筑结构

技术领域

本发明涉及一种续接器，特别是涉及一种钢筋续接器。

背景技术

以合理的成本快速构建精密高质量的大型建筑，长久以来是建筑产业所追寻的目标。在众多的施工方法中，预铸工法因具有结构质量优异、施工安全迅速、营建成本经 济合理等优点，已成功应用于各种营造工程建设中。引申来说，预铸工法是于预铸厂或 工地周边，以标准化的作业流程及模块化的模具，制作钢筋结构并浇置混凝土，快速大 量生产精密的柱体、梁体、板体等的预铸构件。通过精确的搬运管理及组装作业，将在 预铸厂内或工地周边生产完成的预铸构件于工地现场组合。借此，工地现场中的工作量 可以降到最低、减少人力及施工时间，进而有效缩短工期，并确保施工质量。此外，预 铸施工法也可减少或避免在外墙鹰架上施工，大幅提高了施工安全性。

常规预铸工法是以逐层方式向上构建结构体。其中，于建筑场址，是将预铸柱搭设于另一预铸柱或基座上，再彼此连接固定，如此即可完成柱体的搭建。是以，上下柱体 之间的紧密固定对于整体结构的稳定性是为至关重要。为此，如何提升预铸柱的稳固性 是业界所企盼的。

发明内容

缘是，为达上述目的，本发明实施例提供一种钢筋续接器，其包括管状本体，管状本体包括第一部、第二部及中间部。第一部具有第一开口以及第一内壁面。第二部具有 第二开口以及第二内壁面。中间部的相对两端分别连接到第一部及第二部。第一内壁面 中至少一部分的内径以及第二内壁面中至少一部分的内径分别朝向第一开口以及第二 开口大体上渐缩。

于本发明另一实施例中，是揭露一种预铸式建筑结构，包括第一预铸柱及第二预铸 柱。第一预铸柱包括第一柱体及多个钢筋。第一柱体具有顶面。多个钢筋埋设于第一柱体中并从第一柱体的顶面向外延伸。第二预铸柱包括第二柱体及如前述实施例的多个钢筋续接器。第二柱体具有底面。多个钢筋续接器埋设于第二柱体内，且多个钢筋续接器 的第一开口外露于第二柱体的底面。多个钢筋适于分别穿设于对应的多个钢筋续接器的 第一开口中以使第一预铸柱设置于第二预铸柱上。

附图说明

为更清楚了解本发明及其优点所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例 的表达形式详细说明如下。

图1是为根据本发明实施例的预铸式建筑结构的第一预铸柱及第二预铸柱的分解示 意图；

图2是为根据本发明上述实施例的第二预铸柱的钢筋续接器的立体示意图；

图3是为图2的钢筋续接器的剖切示意图；

图4是为根据本发明另一实施例的钢筋续接器剖切示意图；

图5是为根据本发明又一实施例的钢筋续接器剖切示意图；

图6是为根据本发明图1实施例的第一预铸柱及第二预铸柱的安装示意图之一；

图7是为根据本发明上述实施例的第一预铸柱及第二预铸柱的安装示意图之二；

图8是为图7的第一预铸柱及第二预铸柱的剖切示意图；

图9是为显示图7的第一预铸柱及第二预铸柱间空隙的填充的剖切示意图；

图10是为根据本发明上述实施例的第一预铸柱及第二预铸柱的安装示意图之三；

图11是为根据本发明实施例的具有内凸纹的钢筋续接器的高塑性反复负载试验加 载过程图。

具体实施方式

为更清楚了解本发明的特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附 图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，故不应就所附的图式的比例与布置关系解读、局限本发明的权利要求书。

请参考图1，其为根据本发明实施例的预铸式建筑结构100的第一预铸柱1及第二预铸柱2的分解示意图。所述预铸式建筑100结构包括第一预铸柱1及第二预铸柱2。 第二预铸柱2是搭接于第一预铸柱1上，以形成柱状预铸式建筑结构100。另外，第一 预铸柱1及第二预铸柱2以可以预铸的方式预先与梁体(未绘示)结合后，再运送到工地 现场组装。

第一预铸柱1包括第一柱体10及多个钢筋11。第一柱体10具有顶面12及多个侧面，例如侧面13a、13b、13c以及未显示的另一侧面。侧面13a、13b、13c是彼此分别 连接并连接顶面12的周围。多个钢筋11埋设于第一柱体10中并从第一柱体10的顶面 12向外延伸。在其它实施例中，第一预铸柱1也可为柱体基座，固定于地面上。在本实 施例中，第一预铸柱1的钢筋的数目为十六个，以四乘四的排列方式设置于顶面12的 四角落。

如图1所示，第二预铸柱2包括第二柱体20、多个钢筋续接器3以及多个钢筋21(未显示)。第二柱体20具有底面22以及多个侧面23a、23b、23c以及未显示的另一侧面。 第二柱体20的侧面23a、23b、23c是彼此分别与第一柱体10的侧面13a、13b、13c对 应。多个钢筋续接器3埋设于第二柱体20内，且其一端外露于第二柱体20的底面22。 第一预铸柱1的多个钢筋11适于分别穿设于对应的多个钢筋续接器3之中以使第一预 铸柱1设置于第二预铸柱2上。第二预铸柱2的多个钢筋21埋设于第二柱体20中且其 一端设置于多个钢筋续接器3的第二部5中(参图3及8)。类似地，在本实施例中，第 二预铸柱2的钢筋21的数目为十六个(未显示)，以四乘四的排列方式设置于第二柱体 20内接近四个角落处。

请同时参考图1到3，图2为根据本发明上述实施例的第二预铸柱的钢筋续接器的立体示意图，图3为根据本发明上述图1所示实施例的第二预铸柱2的钢筋续接器3的 剖切示意图。在本实施例中钢筋续接器3包括管状本体30，管状本体30包括相连接的 第一部4、第二部5及中间部6。第一部4具有第一开口41、第一内壁面42以及第一外 壁面43。第一开口41是为埋置于如图1所示的第二柱体20时所外露于底面22的一端。 同时，第一预铸柱1的多个钢筋11是经由第一开口41而穿设于钢筋续接器3内。另外， 第二部5具有第二开口51、第二内壁面52以及第二外壁面53。第二预铸柱2的多个钢 筋21的一端是从第二开口51而分别插设于对应的钢筋续接器3内。中间部6衔接第一 部4及第二部5，且中间部6具有彼此相对的第三内壁面62以及第三外壁面63。在本 实施例中，第一部4、第二部5及中间部6为一体成型，第一内壁面42、第二内壁面52 以及第三内壁面62为连续的壁体且都为平滑的表面。

需要注意的是，第一部4的第一内壁面42中至少一部分的内径R1以及第二部5的第二内壁面52中至少一部分的内径R2分别朝向第一开口41以及第二开口51渐缩。如 此，第三内壁面62的内径R3大于第一内壁面42邻近于第一开口41的内径R1以及第 二内壁面52邻近于第二开口51的内径R2。另外，在本实施例中，第一内壁面42中渐 缩的内径的轴向长度L1小于第二内壁面52中渐缩的内径的轴向长度L2。

在本发明的优选实施例中，第一内壁面42中至少一部分的内径R1朝向第一开口41渐缩的斜率范围为1/15到1/25之间且第二内壁面52中至少一部分的内径R2向第二 开口51渐缩的斜率范围为1/15到1/25之间。在另一优选的实施例中，第一内壁面42 中至少一部分的内径R1朝向第一开口41渐缩的斜率范围大约为1/20且第二内壁面52 中至少一部分的内径R2向第二开口51渐缩的斜率范围大约为1/20。在本发明中，斜率 是分别指第一内壁面42的角度C1及第二内壁面52的角度C2的正切比例。

此外，虽然第一内壁面42及第二内壁面52内壁面的内径R1、R2向钢筋续接器3 的两端渐缩，但其最小内径R1a、R2a都大于钢筋11、21的直径。

在本实施例中，中间部6更具有止挡件64，其从中间部6的第三内壁面62朝向管 状本体30的轴心A贯穿延伸。止挡件64用于限制二钢筋11、21的移动范围，以使当 钢筋11、21分别插入到钢筋续接器3时，钢筋11、21位于所预先设定的位置且不会彼 此接触。

在本实施例中，第一部4更包括第一连通部44，其设置并突出于第一外壁面43上。第一连通部44其具有第一贯穿口45于其中，其邻近于第一开口41并且贯穿第一内壁 面42。另外，第二部5包括第二连通部54，其设置并突出于第二外壁面53上，第二连 通部54其具有第二贯穿口55于其中，其邻近于第二开口51并且贯穿第二内壁面52。 如图1所示，第二柱体20的侧面23a具有多个通孔24a、24b于其中，第一贯穿口45 对应于多个通孔24a，第二贯穿口55对应于多个通孔24b。第一贯穿口45用以经由通 孔24a接收流动到钢筋续接器3内的砂浆材料，而第二贯穿口55用以经由通孔24b排 出多余的砂浆材料到钢筋续接器3外。在其它实施例中，第一贯穿口45以及第二贯穿 口55都用以接收砂浆材料到钢筋续接器3内，或是通过第一贯穿口45以及第二贯穿口 55排出流体到钢筋续接器3外。在本实施例中，如图2及3所示，第一贯穿口45的直 径W1可大于第二贯穿口55的直径W2。

此外，第二部5于邻近第二开口51处具有环槽510于其中。环槽510用以容置衬 套7(如图8及9所示)。衬套7可预先套设于第二柱体20内的钢筋21上，以于钢筋21 和钢筋续接器3接合后密封第二开口51。在本实施例中，环槽510的内径R4大于第二 内壁面52邻近于第二开口51的最小内径R2a，但上述尺寸的相对关系非用以限定本发 明。

在制作第二预铸柱2时，是预先将钢筋续接器3的第二部5套设于模具内的钢筋21，再将混凝土浇筑于模具中以形成第二柱体20，借此钢筋续接器3的第二部5于混凝土凝 固后，固定于第二预铸柱2内。之后，再吊装第二预铸柱2使之与第一预铸柱1接合， 以使得第一预铸柱1的钢筋11插设于钢筋续接器3的第一部4中。由于第二部5是于 制作第二柱体20前预先与其中的钢筋21接合，在制作时容许的误差较小；续接器3的 第一部4是于第二预铸柱2及第一预铸柱1分别完成制作后，第一预铸柱1的钢筋11 方可相对地插入于钢筋续接器3的第一开口41中。是以，第一内壁面42需较大的容许 误差，以完成二根钢筋11、21的续接。因此，在设计上相较于第一内壁面42，第二内 壁面52具有较高的渐缩程度(较大的斜率)，进而提升钢筋续接器3的第二部5内所接收 钢筋21的稳固性。

然而，前述平滑表面的第一内壁面42及第二内壁面52非用以限定本发明。请参考图4，其是为根据本发明另一实施例的钢筋续接器3a剖切示意图。在本实施例中，其中 钢筋续接器3a的第一内壁面42a具有第一内凸纹46，且第二内壁面52a具有第二内凸 纹56。

更详细来说，于图4所示的实施例中，第一内凸纹46包括多个间隔的第一凸纹47，两个相邻第一凸纹47之间分别形成第一凹槽48。第二部5a的第二内凸纹56包括多个 间隔的第二凸纹57，两个相邻第二凸纹57之间分别形成第二凹槽58。第一凹槽48的 轴向长度L3大致相同(即相邻第一凸纹47的间距大致相同)。除了相对于第二贯穿口55 的第二凹槽58的轴向长度L5较其余第二凹槽58的轴向长度L4大外，第二凹槽58的 大部分的轴向长度L4大致相同(即相邻第二凸纹57的间距大致相同)。此外，第一凸纹 47的轴向长度L6大致相同，且第二凸纹57的轴向长度L7大致相同。第一凸纹47的 径向厚度H1从第三内壁面62到第一贯穿口45的位置前都为等高，而相对于第一贯穿 口45位置的第一凸纹47的径向厚度H2相较于径向厚度H1为小。第一凸纹47的径向 厚度H3从第一贯穿口45位置到第一开口41间开始渐增，以使第一内壁面42a的内径 R1b朝向第一开口41逐渐缩小。第二凸纹57的径向厚度H4从第三内壁面62到第二开 口51处之间逐渐增加，以使第二内壁面52a的内径R2b朝向第二开口51逐渐缩小。另 外，于第一部4a中，邻近于中间部6a的第一凹槽48到第一外壁面43a之间的径向厚度 H5可约略小于中间部6a的径向厚度H6。而于邻近第一贯穿口45的第一凹槽48的径向 厚度H7，可再小于邻近于中间部6a的第一凹槽48到第一外壁面43a之间的径向厚度 H5。在本实施例中，位于第二开口51的环槽510的内径R4a也大于第二内凸纹56的最小内径R2c。

图5是为根据本发明又一实施例的钢筋续接器3b剖切示意图。本实施例与图4的实施例类似，故相同之处不再赘述。在图5所示的实施例中，第一内凸纹46a的凸纹间 距(即第一凹槽48a的轴向长度L6)大于第二内凸纹56a的凸纹间距(即第二凹槽58a的轴 向长度L7)。如此，可提高从第一开口41a插入钢筋11的容许误差。另外，在本实施例 中，第二内凸纹56a的凸纹间距大致相同，且环槽510的内径R5大于第二内凸纹56的 最小内径R2b。

图6是为根据本发明图1实施例的第一预铸柱1及第二预铸柱2的安装示意图之一。如图6所示，可先提供至少一定位装置9，其相对两端以可拆卸的方式设置于第一柱体 10及第二柱体20的同方位的侧面13a、23a上。用户欲安装第二柱体20到第一柱体10 上时，可例如使用吊车将第二柱体20放置于第一柱体10上且间隔于间隙G，再利用定 位装置9暂时定位第二预铸柱2，且可通过定位装置9调整第二柱体20相对于第一柱体 10的倾斜角度和距离。定位装置9的详细结构和实施方法，可参照中国台湾申请号第 107133292号乙案，且其内容也并入本案的实施方式说明。

接着，请参照图7及8，其中图7为根据本发明上述实施例的第一预铸柱1及第二 预铸柱2的安装示意图之二，而图8为图7的第一预铸柱1及第二预铸柱2的剖切示意 图。当调整好第一柱体10及第二柱体20之间的相对角度和位置后，可提供模板90，围 绕如图6所示的第一预铸柱1及第二预铸柱2之间的间隙G，以暂时性地密封间隙G。 再者，第二柱体20另具有通气管路59于其内。通气管路59的相对两端具有第一通口 591以及第二通口592，第一通口591位于预铸柱1的顶面12上方的中间位置，并向预 铸柱2内侧凹陷。第二通口592位于侧面23a上，且当第二柱体20设置于第一柱体10 上时，第二通口592的垂直位置高于多个通孔24a、24b、24c、24d的位置。

请参照图9，此时，可提供多个止塞件16堵住对应于第一贯穿口45的部分及第二贯穿口55的通孔24b、24c、24d。接着，可再提供传输管17(例如PVC管)，连通第二 柱体20的通孔24a，以作为进浆孔，提供砂浆材料8到第二柱体20内。在本实施例中， 砂浆材料8为无收缩砂浆。此时，砂浆材料是经由传输管17而从通孔进入第二柱体20， 再填置于第一柱体10与第二柱体20的间隙G中、钢筋续接器3的管状本体30中的空 隙中。基于重力因素，砂浆材料8是从间隙G的底部逐渐上升填满，直到经由通气管路 59的第二通口592开始溢出，即可得知第二柱体20内的空隙都被填满，而停止灌入砂 浆材料8。另外，位于第二开口51的衬套7可阻挡砂浆材料8继续向上流出钢筋续接器 3。接下来，可根据灌浆强度、现场温度及湿度等实际情况将第二柱体20静置于一段预 定的时间(例如数小时或数十小时)，待材料完成凝固。

请参图10，其是为根据本发明上述实施例的第一预铸柱1及第二预铸柱2的安装示意图之三。接着，当砂浆材料8完成凝固后，可将图9所示的模板90、传输管17及止 塞件16去除，即可完成第一预铸柱1及第二预铸柱2的组装。

在本发明中，如图3所示，由于第一内壁面42中至少一部分的内径R1以及第二内壁面52中至少一部分的内径R2分别朝向第一开口41以及第二开口51大体上渐缩，可 以提升钢筋11、21及钢筋续接器3中材料之间的接合，进而强化整体的结构强度。

如下表1所示，是将本案具有内凸纹的钢筋续接器进行CNS 15560试验。由下表以及图11可清楚得知，申请人是将三个试样进行高塑性反复负载试验，三者的16回、24 回及32回的滑动量与续接处外钢筋的伸长率都符合公共工程委员会“施工纲要规范第 03210章:钢筋”第V5.0版SA级续接性能的标准。是以，此数据足以证明本揭露的钢筋 续接器可提供钢筋足够的结构强度。

表1：三试样的实验结果图

综合上述，根据本发明所揭露的钢筋续接器及具有钢筋续接器的预铸式建筑，由于 钢筋续接器内的第一内壁面中至少一部分的内径以及第二内壁面中至少一部分的内径分别朝向第一开口以及第二开口大体上渐缩，可以提升钢筋及钢筋续接器中材料之间的拉伸强固性，进而达成强化整体的结构强度的功效。

本文中的用语“一”或“一种”是用以叙述本发明的元件及成分。此术语仅为了叙述方便及给予本发明的基本观念。此叙述应被理解为包括一种或至少一种，且除非明显 地另有所指，表示单数时也包括复数。于权利要求书中和“包含”一词一起使用时，所 述用语“一”可意谓一个或超过一个。此外，本文中的用语“或”其意同“及/或”。

除非另外规定，否则例如“上方”、“下方”、“向上”、“左边”、“右边”、“向下”、“本体”、“底座”、“垂直”、“水平”、“侧”、“较高”、“下部”、“上部”、“上方”、“下面”等 空间描述涉及图中所展示的方向加以指示。应理解，本文中所使用的空间描述仅出于说 明的目的，且本文中所描述的结构的实际实施可以任何相对方向在空间上布置，此限制 条件不会改变本发明实施例的优点。举例来说，在一些实施例的描述中，提供“在”另 一元件“上”的元件可涵盖前一元件直接在后一元件上(例如，与后一元件物理接触)的 状况以及一或多个介入元件位于前一元件与后一元件之间的状况。

如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质的”及“约”用以描述及考虑微 小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述些术语可意指事件或情形明确发生的情况 以及事件或情形极近似于发生的情况。

以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺 的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的专利范围，依本发明所公开的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

符号说明

1 第一预铸柱

2 第二预铸柱

3、3a、3b 钢筋续接器

4、4a 第一部

5、5a 第二部

6、6a 中间部

7 衬套

8 砂浆材料

9 定位装置

10 第一柱体

12 顶面

13a、13b、13c 侧面

11 钢筋

16 止塞件

17 传输管

20 第二柱体

21 钢筋

22 底面

23a、23b、23c 侧面

24a、24b、24c、24d 通孔

30 管状本体

41、41a 第一开口

42、42a 第一内壁面

43、43a 第一外壁面

44 第一连通部

45 第一贯穿口

46、46a 第一内凸纹

47 第一凸纹

48、48a 第一凹槽

51 第二开口

52、52a 第二内壁面

53 第二外壁面

54 第二连通部

55 第二贯穿口

56、56a 第二内凸纹

57 第二凸纹

58、58a 第二凹槽

59 通气管路

62 第三内壁面

63 第三外壁面

64 止挡件

90 模板

100 预铸式建筑结构

510 环槽

591 第一通口

592 第二通口

A 轴心

C1、C2 角度

G 间隙

H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7 径向厚度

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7 轴向长度

R1、R1b、R2、R2b、R3、R4、R4a、R5、R6 内径

R1a、R2a、R2c 最小内径

W1、W2 直径

Claims (12)

1.一种钢筋续接器，其包括管状本体，所述管状本体包括：

第一部，其具有第一开口以及第一内壁面，所述第一内壁面具有第一内凸纹；

第二部，其具有第二开口以及第二内壁面，所述第二内壁面具有第二内凸纹；及

中间部，所述中间部的相对两端分别连接所述第一部以及所述第二部，其中所述第一内壁面中至少一部分的内径以及所述第二内壁面中至少一部分的内径分别朝向所述第一开口以及所述第二开口大体上渐缩。

2.根据权利要求1所述的钢筋续接器，其中所述第一内壁面中渐缩的内径的轴向长度小于所述第二内壁面中渐缩的内径的轴向长度。

3.根据权利要求1所述的钢筋续接器，其中所述第一内壁面中至少一部分的内径朝向所述第一开口渐缩的斜率范围为1/15到1/25之间且所述第二内壁面中至少一部分的内径向所述第二开口渐缩的斜率范围为1/15到1/25之间。

4.根据权利要求3所述的钢筋续接器，其中所述第一内壁面中至少一部分的内径朝向所述第一开口渐缩的斜率范围大约为1/20且所述第二内壁面中至少一部分的内径向所述第二开口渐缩的斜率范围大约为1/20。

5.根据权利要求1所述的钢筋续接器，其中所述第一内凸纹的凸纹间距大于所述第二内凸纹的凸纹间距。

6.根据权利要求5所述的钢筋续接器，其中所述第二部于邻近所述第二开口处具有环槽于其中，所述环槽的内径大于所述第二内凸纹的最小内径。

7.根据权利要求1所述的钢筋续接器，其中所述中间部更具有止挡件，其从所述中间部的第三内壁面朝向所述管状本体的轴心延伸。

8.根据权利要求1所述的钢筋续接器，其中所述第一部具有第一贯穿口，其贯穿所述第一内壁面，

其中所述第二部具有第二贯穿口，其贯穿所述第二内壁面。

9.根据权利要求1所述的钢筋续接器，其中所述第一内壁面、所述第二内壁面以及所述中间部的第三内壁面不包含任何凸纹。

10.一种预铸式建筑结构，包括：

第一预铸柱，包括：

第一柱体，其具有顶面；及

多个钢筋，埋设于所述第一柱体中并从所述第一柱体的所述顶面向外延伸；及

第二预铸柱，包括：

第二柱体，其具有底面；及

多个埋设于所述第二柱体内的根据权利要求第1项到第9项中任一项的钢筋续接器，其中所述多个钢筋续接器的所述第一开口外露于所述第二柱体的所述底面，

其中，所述多个钢筋适于分别穿设于对应的所述多个钢筋续接器的所述第一开口中以使所述第一预铸柱设置于所述第二预铸柱上。

11.根据权利要求10所述的预铸式建筑结构，其中所述第二柱体具有侧面，所述侧面具有多个通孔于其中，且所述第一部具有第一贯穿孔，所述第二部具有第二贯穿孔，所述第一贯穿口及所述第二贯穿口分别对应于所述通孔。

12.根据权利要求11所述的预铸式建筑结构，其进一步包括：

无收缩砂浆，其是填置于所述管状本体中的空隙中以及所述第一柱体与所述第二柱体的间隙中，其中所述第二柱体的所述通孔中的一个为无收缩砂浆的进浆孔，所述通孔中的其余者为无收缩砂浆的溢浆孔。

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