CN112095783A - 一种模块间的锁紧装置及节点结构及其施工方法 - Google Patents

一种模块间的锁紧装置及节点结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

一种模块间的锁紧装置及节点结构及其施工方法，包括高强螺栓、紧固块、膨胀块和定位锥；定位锥包括定位锥主体和插接头；插接头设在定位锥主体顶部；定位锥的顶面设有竖向的螺纹孔道，定位锥的外侧面下部设有外螺纹；膨胀块设在定位锥顶部，包括插接筒和弧形板；插接筒套在插接头上；弧形板沿环向间隔设在插接筒的顶部；紧固块的水平切面呈环状，紧固块内侧面上设有第一内螺纹，紧固块的外径由上而下先增大后减小；紧固块设置在膨胀块的顶部；高强螺杆穿设在紧固块中，与紧固块螺纹连接；高强螺杆下端超出紧固块底面，与插接头螺纹连接。本发明解决了传统的钢结构模块连接稳定性较差、连接方式种类多，工厂完成度差和装配率低的技术问题。

Description

一种模块间的锁紧装置及节点结构及其施工方法
技术领域
本发明专利属于建筑工程施工技术领域，特别是一种模块间的锁紧装置及节点结构及其施工方法。
背景技术
近年来，伴随着我国人力资源的短缺和人工成本的持续上升，低碳经济和建筑行业升级转型都对传统建筑行业提出了更高要求，人们对建筑的要求不再仅仅注重房屋的整体结构性能，而且对于建筑施工的质量和速度也有了更高的要求。装配式建筑便是适应这种要求的一种新型的、重要的结构形式。模块建筑作为装配式建筑中预制化程度最高的建筑形式之一，其在施工、管理和绿色环保方面的独特优势逐渐发展成为我国建筑工业化的热点。模块化建筑结构体系的预制比例一般会超过 85%，而剩余的少量工作量为在施工现场进行的模块单元的安装与连接工作。但是目前国内对于模块化建筑的相关研究相对较少，尤其模块建筑的结构连接方式存在以下缺点：1）模块单元之间通过定位锥插接或螺栓连接，结构稳定性差，无法实现高层模块建筑；2）当螺栓连接或焊接时，需要模块内八个角点预留操作空间，无法实现模块单元完整装修，工厂完成度低，施工现场进行二次装修；3）定位锥插接或螺栓连接，安装就位偏差大，无法保证模块建筑高精度要求。因此急需研发模块建筑新型结构连接形式，满足模块建筑的发展。
发明内容
本发明专利的目的是提供一种模块间的锁紧装置及节点结构及其施工方法，要解决传统的钢结构模块连接稳定性较差、连接方式种类多，工厂完成度差，装配率低等技术问题。
为实现上述目的，本发明专利采用如下技术方案。
一种模块间的锁紧装置，包括有高强螺栓、紧固块、膨胀块和定位锥；所述定位锥包括有定位锥主体和插接头；所述插接头设置在定位锥主体顶部，并且插接头的外径小于定位锥主体的外径；所述定位锥的顶面设有竖向的螺纹孔道，定位锥的外侧面下部设置有外螺纹；所述膨胀块设置在定位锥的顶部，包括插接筒和弧形板；所述插接筒套设在插接头上；所述弧形板沿环向间隔设置在插接筒的顶部；所述紧固块的水平切面呈环状，在紧固块的内侧面上设置有第一内螺纹，紧固块的外径由上而下先增大后减小；所述紧固块设置在膨胀块的顶部，紧固块的下端插设在一组弧形板的上部之间；所述高强螺杆穿设在紧固块中，与紧固块螺纹连接；所述高强螺杆的下端超出紧固块的底面，与定位锥主体的插接头螺纹连接。
优选的，所述插接头的高度为5mm~30mm；插接头的外径为30mm~70mm；所述定位锥主体的高度为50 mm~100mm，定位锥主体的外径为30mm~60mm。
优选的，所述螺纹孔道竖向贯穿插接头，且螺纹孔道的下端伸入定位锥主体中；所述螺纹孔道位于定位锥主体中的高度为30mm~50mm；所述外螺纹的设置高度为30mm~70mm。
优选的，所述膨胀块由45Cr合金结构钢材料制成；插接筒的高度为10mm~30mm；弧形板的高度为30mm~50mm；相邻弧形板之间的间距为5mm~25mm。
优选的，所述弧形板的厚度由上而下先增大后减小，弧形板的内侧面为竖直面，弧形板的外侧面为凸曲面。
一种模块间的锁紧装置的节点结构，用以连接上层模块与下层模块；包括有上层模块底角件、下层模块顶角件和锁紧装置；所述上层模块底角件的顶部和底部对应开设有第一穿孔；在上层模块底角件内部、对应第一穿孔的位置处设置有竖向的第一套管；所述第一套管的内侧、沿环向设置有凹槽；所述下层模块顶角件的顶部和底部对应开设有第二穿孔；在下层模块顶角件内部、对应第二穿孔的位置处设置有竖向的第二套管；所述第二套管的内侧壁上部设置有第二内螺纹；所述锁紧装置连接在上层模块底角件与下层模块顶角件之间；所述锁紧装置中的定位锥的下部插设在第二套管中、与第二套管螺纹连接；所述锁紧装置中的膨胀块和紧固块位于第一套管中，且膨胀块与凹槽的位置相对应。
优选的，所述定位锥的侧壁上部设置有用以插设操作杆的操作孔；所述操作孔位于定位锥超出下层模块顶角件顶部的部位上。
一种节点结构的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，吊装下层模块。
步骤二，在下层模块顶角件上安装定位锥：将定位锥的下部与下层模块顶角件内的第二套管螺纹连接。
步骤三，在定位锥的顶部连接安装膨胀块。
步骤四，采用高强螺栓将紧固块初步连接在膨胀块的顶部。
步骤五，吊装上层模块：使上层模块底角件内部的第一套管套在定位锥的上部。
步骤六，采用锁紧工具伸入上层模块底角件的第一套管内拧高强螺栓，待膨胀块张开卡在凹槽中后，停止拧转；至此施工完毕。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明中的节点结构采用锁紧装置连接，连接结构稳定，操作简单，并且整个连接结构采用内连接，可实现模块单元完整装修，提高工厂完成度和施工速度。
2、本发明的锁紧装置包括高强螺栓、紧固块、膨胀块和定位锥；在施工时，首先采用定位锥对上层模块进行定位，使上层模块的定位施工简单快捷；同时，本发明在定位锥的顶部依次安装膨胀块和紧固块，采用高强螺栓进行初步连接；在进行上层模块的连接时，仅需采用锁紧工具拧紧高强螺栓，使膨胀块卡在上层模块的凹槽中，从而有效的将上下层模块进行连接；本发明的这种设计方式有效的保证模块建筑安装精度，提高了装配率。
3、本发明中的锁紧装置采用工厂加工，有效的保证模块建筑安装精度，提高装配率，实现国家提倡的绿色、环保的模块化建筑形式。
4、本发明中的锁紧装置可适用于多高层模块化建筑的连接。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的锁紧装置的结构示意图。
图2是本发明中定位锥的结构示意图。
图3是本发明中膨胀块的结构示意图。
图4是本发明中紧固块的结构示意图。
图5是本发明中高强螺杆的结构示意图。
图6是本发明中模块间的锁紧装置的节点结构的示意图。
附图标记：1－高强螺杆、2－紧固块、3－膨胀块、3.1－插接筒、3.2－弧形板、4－定位锥、4.1－定位锥主体、4.2－插接头、5－螺纹孔道、6－外螺纹、7－第一内螺纹、8－上层模块底角件、9－下层模块顶角件、10－第一穿孔、11－第二穿孔、12－第一套管、13－第二套管、14－凹槽、15－第二内螺纹、16－操作孔、17－垫板。
具体实施方式
如图1-6所示，这种模块间的锁紧装置，包括有高强螺栓1、紧固块2、膨胀块3和定位锥4；所述定位锥4包括有定位锥主体4.1和插接头4.2；所述插接头4.2设置在定位锥主体4.1顶部，并且插接头4.2的外径小于定位锥主体4.1的外径；所述定位锥4的顶面设有竖向的螺纹孔道5，定位锥4的外侧面下部设置有外螺纹6；所述膨胀块3设置在定位锥4的顶部，包括插接筒3.1和弧形板3.2；所述插接筒3.1套设在插接头4.2上；所述弧形板3.2有一组，沿环向间隔设置在插接筒3.1的顶部；所述紧固块2的水平切面呈环状，在紧固块2的内侧面上设置有第一内螺纹7，紧固块2的外径由上而下先增大后减小；所述紧固块2设置在膨胀块3的顶部，紧固块2的下端插设在一组弧形板3.2的上部之间；所述高强螺栓1穿设在紧固块2中，与紧固块2螺纹连接；所述高强螺杆1的下端超出紧固块2的底面，与定位锥主体4.1的插接头4.2螺纹连接。
本实施例中，所述插接头4.2的高度为5mm~30mm；插接头的外径为30mm~70mm；所述定位锥主体4.1的高度为50mm~100mm，定位锥主体4.1的外径为30mm~60mm。
本实施例中，所述螺纹孔道5竖向贯穿插接头4.2，且螺纹孔道5的下端伸入定位锥主体4.1中；所述螺纹孔道5位于定位锥主体4.1中的高度为30mm~50mm；所述外螺纹6的设置高度为30mm~70mm；
本实施例中，所述膨胀块3由45Cr钢材料制成；插接筒3.1的高度为10mm~30mm；弧形板3.2的高度为30mm~50mm；相邻弧形板3.2之间的间距为5mm~25mm。
本实施例中，所述弧形板3.2的厚度由上而下先增大后减小，弧形板3.2的内侧面为竖直面，弧形板3.2的外侧面为凸曲面。
这种模块间的锁紧装置的节点结构，用以连接上层模块与下层模块；包括有上层模块底角件8、下层模块顶角件9和锁紧装置；所述上层模块底角件8的顶部和底部对应开设有第一穿孔10；在上层模块底角件8内部、对应第一穿孔10的位置处设置有竖向的第一套管12；所述第一套管12的内侧、沿环向设置有凹槽14；所述下层模块顶角件9的顶部和底部对应开设有第二穿孔11；在下层模块顶角件9内部、对应第二穿孔11的位置处设置有竖向的第二套管13；所述第二套管13的内侧壁上部设置有第二内螺纹15；所述锁紧装置连接在上层模块底角件8与下层模块顶角件9之间；所述锁紧装置中的定位锥4的下部插设在第二套管13中、与第二套管13螺纹连接；所述锁紧装置中的膨胀块3和紧固块2位于第一套管12中，且膨胀块3与凹槽14的位置相对应。
本实施例中，所述定位锥4的侧壁上部设置有用以插设操作杆的操作孔16；所述操作孔16位于定位锥4超出下层模块顶角件9顶部的部位上。
这种节点结构的施工方法，包括步骤如下。
步骤一，吊装下层模块。
步骤二，在下层模块顶角件9上安装定位锥4：将定位锥4的下部与下层模块顶角件9内的第二套管13螺纹连接。
步骤三，在定位锥4的顶部连接安装膨胀块3。
步骤四，采用高强螺栓1将紧固块2初步连接在膨胀块3的顶部。
步骤五，吊装上层模块：使上层模块底角件8内部的第一套管12套在定位锥4的上部。
步骤六，采用锁紧工具伸入上层模块底角件8的第一套管12内拧高强螺栓1，待膨胀块3张开卡在凹槽14中后，停止拧转；至此施工完毕。
本实施例中，所述上层模块底角件8与下层模块顶角件9之间垫设有垫板17；所述垫板上开设有穿过锁紧装置的孔洞。
本实施例中，当下层模块至少有两个时，在下层模块的顶部设置有上层模块；所述垫板17设置在一组下层模块顶角件9的顶部，并且垫板17上、对应每个下层模块顶角件9中第二套管13的位置处均开设有孔洞；所述锁紧装置的数量与上层模块的数量相适应，且连接在对应设置的下层模块与上层模块之间。
本实施例中，所述上层模块底角件8为矩形立体结构，且由顶板、底板、左侧板、右侧板、前面板和后面板围合而成；所述第一套管12设置在上层模块底角件8的顶板与底板之间。
本实施例中，所述下层模块顶角件9为矩形立体结构，且由顶板、底板、左侧板、右侧板、前面板和后面板围合而成；所述第二套管13设置在下层模块顶角件9的顶板与底板之间。
本实施例中，所述膨胀块3与凹槽14的竖向侧壁之间的间距为10mm~60mm；当拧紧高强螺杆1时，紧固块2向下挤压膨胀块3，膨胀块3的弧形板3.2向外张开，嵌在凹槽14中，从而使锁紧装置得上部锁紧在第一套管12中。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种模块间的锁紧装置，其特征在于：包括有高强螺栓（1）、紧固块（2）、膨胀块（3）和定位锥（4）；所述定位锥（4）包括有定位锥主体（4.1）和插接头（4.2）；所述插接头（4.2）设置在定位锥主体（4.1）顶部，并且插接头（4.2）的外径小于定位锥主体（4.1）的外径；所述定位锥（4）的顶面设有竖向的螺纹孔道（5），定位锥（4）的外侧面下部设置有外螺纹（6）；所述膨胀块（3）设置在定位锥（4）的顶部，包括插接筒（3.1）和弧形板（3.2）；所述插接筒（3.1）套设在插接头（4.2）上；所述弧形板（3.2）有一组，沿环向间隔设置在插接筒（3.1）的顶部；所述紧固块（2）的水平切面呈环状，在紧固块（2）的内侧面上设置有第一内螺纹（7），紧固块（2）的外径由上而下先增大后减小；所述紧固块（2）设置在膨胀块（3）的顶部，紧固块（2）的下端插设在一组弧形板（3.2）的上部之间；所述高强螺栓（1）穿设在紧固块（2）中，与紧固块（2）螺纹连接；所述高强螺杆（1）的下端超出紧固块（2）的底面，与定位锥主体（4.1）的插接头（4.2）螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的模块间的锁紧装置，其特征在于：所述插接头（4.2）的高度为5mm~30mm；插接头的外径为30mm~70mm；所述定位锥主体（4.1）的高度为50mm~100mm，定位锥主体（4.1）的外径为30mm~60mm。
3.根据权利要求2所述的模块间的锁紧装置，其特征在于：所述螺纹孔道（5）竖向贯穿插接头（4.2），且螺纹孔道（5）的下端伸入定位锥主体（4.1）中；所述螺纹孔道（5）位于定位锥主体（4.1）中的高度为30mm~50mm；所述外螺纹（6）的设置高度为30mm~70mm。
4.根据权利要求1所述的模块间的锁紧装置，其特征在于：所述膨胀块（3）由45Cr钢材料制成；插接筒（3.1）的高度为10mm~30mm；弧形板（3.2）的高度为30mm~50mm；相邻弧形板（3.2）之间的间距为5mm~25mm。
5.根据权利要求1所述的模块间的锁紧装置，其特征在于：所述弧形板（3.2）的厚度由上而下先增大后减小，弧形板（3.2）的内侧面为竖直面，弧形板（3.2）的外侧面为凸曲面。
6.一种含有权利要求1-5中任意一项所述的模块间的锁紧装置的节点结构，用以连接上层模块与下层模块；其特征在于：包括有上层模块底角件（8）、下层模块顶角件（9）和锁紧装置；所述上层模块底角件（8）的顶部和底部对应开设有第一穿孔（10）；在上层模块底角件（8）内部、对应第一穿孔（10）的位置处设置有竖向的第一套管（12）；所述第一套管（12）的内侧、沿环向设置有凹槽（14）；所述下层模块顶角件（9）的顶部和底部对应开设有第二穿孔（11）；在下层模块顶角件（9）内部、对应第二穿孔（11）的位置处设置有竖向的第二套管（13）；所述第二套管（13）的内侧壁上部设置有第二内螺纹（15）；所述锁紧装置连接在上层模块底角件（8）与下层模块顶角件（9）之间；所述锁紧装置中的定位锥（4）的下部插设在第二套管（13）中、与第二套管（13）螺纹连接；所述锁紧装置中的膨胀块（3）和紧固块（2）位于第一套管（12）中，且膨胀块（3）与凹槽（14）的位置相对应。
7.根据权利要求6所述的节点结构，其特征在于：所述定位锥（4）的侧壁上部设置有用以插设操作杆的操作孔（16）；所述操作孔（16）位于定位锥（4）超出下层模块顶角件（9）顶部的部位上。
8.一种权利要求6或者7所述的节点结构的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一，吊装下层模块；
步骤二，在下层模块顶角件（9）上安装定位锥（4）：将定位锥（4）的下部与下层模块顶角件（9）内的第二套管（13）螺纹连接；
步骤三，在定位锥（4）的顶部连接安装膨胀块（3）
步骤四，采用高强螺栓（1）将紧固块（2）初步连接在膨胀块（3）的顶部；
步骤五，吊装上层模块：使上层模块底角件（8）内部的第一套管（12）套在定位锥（4）的上部；
步骤六，采用锁紧工具伸入上层模块底角件（8）的第一套管（12）内拧高强螺栓（1），待膨胀块（3）张开卡在凹槽（14）中后，停止拧转；至此施工完毕。
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