CN113216410A - 一种装配式建筑用多向式钢结构连接件 - Google Patents

一种装配式建筑用多向式钢结构连接件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，属于钢结构领域，一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，本连接件通过外包帽以及多向动芯的设置，在使用时，根据需要的安装角度将外包帽和多向动芯后，向内动球内灌入混凝土浆料，使内动球膨胀与外包帽内壁匹配，从而达到锁定本连接件的作用，配合安装孔处的螺栓作用，相较于现有技术，显著提高本连接件的连接强度，降低安全隐患，并且本连接件同时适用纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系，使用范围广实用性强，另外，在灌注混凝土浆料过程中，配合内振交叉绳的作用，可有效避免混凝土内产生较大空隙的情况发生，进一步提高连接强度，降低安全隐患。

Description

一种装配式建筑用多向式钢结构连接件
技术领域
本发明涉及钢结构领域，更具体地说，涉及一种装配式建筑用多向式钢结构连接件。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。钢结构容易锈蚀，一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护。
在装配式建筑施工时，很多预制件之间需要通过钢材料进行连接，由于长度以及角度的限制，往往需要对钢管或者钢筋通过连接件进行连接，现有技术中，一般使用螺栓进行连接，但是螺栓连接往往存在易松动脱落的情况，导致强度以及稳定性变差，存在一定的安全隐患，并且现有技术的杆状钢材的连接件一般仅仅制成进行固定方向的连接，使用范围较小。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，本连接件通过外包帽以及多向动芯的设置，在使用时，根据需要的安装角度将外包帽和多向动芯后，向内动球内灌入混凝土浆料，使内动球膨胀与外包帽内壁匹配，从而达到锁定本连接件的作用，配合安装孔处的螺栓作用，相较于现有技术，显著提高本连接件的连接强度，降低安全隐患，并且本连接件同时适用纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系，使用范围广实用性强，另外，在灌注混凝土浆料过程中，配合内振交叉绳的作用，可有效避免混凝土内产生较大空隙的情况发生，进一步提高连接强度，降低安全隐患。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，包括两个相互对称的外包帽以及位于两个外包帽内的多向动芯，所述外包帽包括半球包以及固定连接在半球包下端边缘的多个外定钢板，所述外定钢板上开凿有安装孔，所述半球包上开凿有多个均匀分布的定型的变向孔，两个变向孔之间的对应的圆心角不小于30°，两个所述外包帽相互靠近的边缘均开凿有多个半孔，两个所述半包帽上的半孔组成一个可拆分的变向孔，且可拆分的变向孔分别位于相邻两个外定钢板之间，所述多向动芯包括内动球以及固定连接在内动球上下两端以及中部外端的多个外延钢管，所述外延钢管与变向孔相匹配，本连接件通过外包帽以及多向动芯的设置，在使用时，根据需要的安装角度将外包帽和多向动芯后，向内动球内灌入混凝土浆料，使内动球膨胀与外包帽内壁匹配，从而达到锁定本连接件的作用，配合安装孔处的螺栓作用，相较于现有技术，显著提高本连接件的连接强度，降低安全隐患，并且本连接件同时适用纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系，使用范围广实用性强，另外，在灌注混凝土浆料过程中，配合内振交叉绳的作用，可有效避免混凝土内产生较大空隙的情况发生，进一步提高连接强度，降低安全隐患。
进一步的，所述外延钢管为空心钢管结构，所述外延钢管与内动球相通，便于通过外延钢管朝向内动球内通入混凝土浆料，从而有效增强本连接件的连接强度，且外延钢管下端部延伸至内动球内，外延钢管嵌入内动球内的长度为外延钢管长度的1/3-1/2，使外延钢管端部能够嵌入凝固的混凝土浆料内，进一步提高本连接件的强度。
进一步的，所述内动球为柔性密封材料制成，且饱满的内动球为与两个外包帽组成的空间相匹配的球形结构，使内动球的强度相较于弹性的材料更强，从而有效避免在灌入混凝土浆料时，内动球开裂，导致混凝土浆料溢出的情况发生。
进一步的，所述内动球内壁固定连接有内振交叉绳，所述内振交叉绳包括多个与内动球内壁固定的内振绳以及连接在内振绳远离内动球的端部的扇形吸块，多个所述扇形吸块组成球形结构，在灌入混凝土浆料过程中，随着内动球不断膨胀，内振交叉绳逐渐被撑直拉伸，直至多个扇形吸块相互分离，在惯性以及回弹力作用下，内振绳朝向内动球内壁快速缩回，从而对未凝固的混凝土浆料缠身震动搅拌的作用，有效避免本连接件的混凝土内产生较大空隙的情况发生，进而有效保证本连接件的连接强度，使连接的杆状钢管之间不易松动错位，相较于现有技术，显著降低安全隐患。
进一步的，所述扇形吸块为磁性材料制成，且相邻两个所述扇形吸块相互靠近的一端相互吸附，使多个扇形吸块可以相互连接，也可以被撑开分离。
进一步的，所述内振绳为弹性材料制成，且内振绳长度不超过饱满的内动球半径的2/3，使随着混凝土的灌入，内动球被撑起的过程中，内振绳会逐渐被拉伸，其长度过短，易导致在内动球刚被撑开时，多个扇形吸块就分离，导致对混凝土浆料的搅拌效果较差，其长度过长，导致拉伸的范围较小，即多个扇形吸块分离后，内振绳回弹力较小，同样导致搅拌效果较差。
进一步的，相对的两个所述扇形吸块之间均连接有内弹绳，所述内弹绳为弹性材料制成，且内弹绳处于拉伸的状态，在多个扇形吸块分离后，内弹绳同样受到拉力突然增大，内弹绳断裂，进而有效增大内振绳回弹时的惯性，有效提高搅拌效果。
进一步的，所述内动球内壁固定连接有多个相互交叉的补强绳，所述补强绳为非弹性材料制成，且内振绳与内动球直径长度相同，补强绳会嵌在凝固的混凝土内，可以在混凝土内形成一定的支撑作用，从而显著增加内动球内混凝土的强度，使本连接件强度更高。
一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其使用方法包括以下步骤：
S1、根据多个杆状钢材之间的预定的位置关系，调整最上方外延钢管的位置，使其嵌入一个外包帽中合适的变向孔内，然后其与的外延钢管分别嵌入对应的变向孔内，然后将剩余的外延钢管嵌入另一个外包帽内；
S2、选择其中一个外延钢管，向内动球内灌入混凝土浆料，同时封堵其他外延钢管的端部，使内动球膨胀与外包帽内壁匹配，然后在安装孔处通过螺栓对两个外包帽进行进一步固定，凝固定型后，解除对外延钢管的封堵，将杆状钢管与外伸的外延钢管螺纹连接，完成多个钢管的组装。
进一步的，所述预定的位置关系包括纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系，显著提高本连接件的使用范围，使其实用性增强。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案本连接件通过外包帽以及多向动芯的设置，在使用时，根据需要的安装角度将外包帽和多向动芯后，向内动球内灌入混凝土浆料，使内动球膨胀与外包帽内壁匹配，从而达到锁定本连接件的作用，配合安装孔处的螺栓作用，相较于现有技术，显著提高本连接件的连接强度，降低安全隐患，并且本连接件同时适用纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系，使用范围广实用性强，另外，在灌注混凝土浆料过程中，配合内振交叉绳的作用，可有效避免混凝土内产生较大空隙的情况发生，进一步提高连接强度，降低安全隐患。
(2)外延钢管为空心钢管结构，外延钢管与内动球相通，便于通过外延钢管朝向内动球内通入混凝土浆料，从而有效增强本连接件的连接强度，且外延钢管下端部延伸至内动球内，外延钢管嵌入内动球内的长度为外延钢管长度的1/3-1/2，使外延钢管端部能够嵌入凝固的混凝土浆料内，进一步提高本连接件的强度。
(3)内动球为柔性密封材料制成，且饱满的内动球为与两个外包帽组成的空间相匹配的球形结构，使内动球的强度相较于弹性的材料更强，从而有效避免在灌入混凝土浆料时，内动球开裂，导致混凝土浆料溢出的情况发生。
(4)内动球内壁固定连接有内振交叉绳，内振交叉绳包括多个与内动球内壁固定的内振绳以及连接在内振绳远离内动球的端部的扇形吸块，多个扇形吸块组成球形结构，在灌入混凝土浆料过程中，随着内动球不断膨胀，内振交叉绳逐渐被撑直拉伸，直至多个扇形吸块相互分离，在惯性以及回弹力作用下，内振绳朝向内动球内壁快速缩回，从而对未凝固的混凝土浆料缠身震动搅拌的作用，有效避免本连接件的混凝土内产生较大空隙的情况发生，进而有效保证本连接件的连接强度，使连接的杆状钢管之间不易松动错位，相较于现有技术，显著降低安全隐患。
(5)扇形吸块为磁性材料制成，且相邻两个扇形吸块相互靠近的一端相互吸附，使多个扇形吸块可以相互连接，也可以被撑开分离。
(6)内振绳为弹性材料制成，且内振绳长度不超过饱满的内动球半径的2/3，使随着混凝土的灌入，内动球被撑起的过程中，内振绳会逐渐被拉伸，其长度过短，易导致在内动球刚被撑开时，多个扇形吸块就分离，导致对混凝土浆料的搅拌效果较差，其长度过长，导致拉伸的范围较小，即多个扇形吸块分离后，内振绳回弹力较小，同样导致搅拌效果较差。
(7)相对的两个扇形吸块之间均连接有内弹绳，内弹绳为弹性材料制成，且内弹绳处于拉伸的状态，在多个扇形吸块分离后，内弹绳同样受到拉力突然增大，内弹绳断裂，进而有效增大内振绳回弹时的惯性，有效提高搅拌效果。
(8)内动球内壁固定连接有多个相互交叉的补强绳，补强绳为非弹性材料制成，且内振绳与内动球直径长度相同，补强绳会嵌在凝固的混凝土内，可以在混凝土内形成一定的支撑作用，从而显著增加内动球内混凝土的强度，使本连接件强度更高。
(9)预定的位置关系包括纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系，显著提高本连接件的使用范围，使其实用性增强。
附图说明
图1为本发明在连接多个纵横垂直位置关系的钢材时立体的结构示意图；
图2为本发明的爆炸结构示意图；
图3为本发明在连接多个非纵横向的交叉位置关系的钢材时立体的结构示意图；
图4为本发明的多向动芯截面的结构示意图；
图5为本发明的内振交叉绳部分的结构示意图；
图6为本发明的在灌入混凝土浆料时多向动芯的变化结构示意图；
图7为本发明的实施例2中在灌入混凝土浆料时多向动芯的变化结构示意图。
图中标号说明：
1半球包、2外定钢板、3安装孔、4变向孔、5外延钢管、6内动球、7内振绳、8扇形吸块、9内弹绳、10补强绳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，包括两个相互对称的外包帽以及位于两个外包帽内的多向动芯，外包帽包括半球包1以及固定连接在半球包1下端边缘的多个外定钢板2，外定钢板2上开凿有安装孔3，半球包1上开凿有多个均匀分布的定型的变向孔4，两个变向孔4之间的对应的圆心角不小于30°，两个外包帽相互靠近的边缘均开凿有多个半孔，两个半包帽上的半孔组成一个可拆分的变向孔4，且可拆分的变向孔4分别位于相邻两个外定钢板2之间。
请参阅图4，多向动芯包括内动球6以及固定连接在内动球6上下两端以及中部外端的多个外延钢管5，内动球6内壁固定连接有内振交叉绳，内动球6为柔性密封材料制成，且饱满的内动球6为与两个外包帽组成的空间相匹配的球形结构，使内动球6的强度相较于弹性的材料更强，从而有效避免在灌入混凝土浆料时，内动球6开裂，导致混凝土浆料溢出的情况发生，外延钢管5与变向孔4相匹配，外延钢管5为空心钢管结构，外延钢管5与内动球6相通，便于通过外延钢管5朝向内动球6内通入混凝土浆料，从而有效增强本连接件的连接强度，且外延钢管5下端部延伸至内动球6内，外延钢管5嵌入内动球6内的长度为外延钢管5长度的1/3-1/2，使外延钢管5端部能够嵌入凝固的混凝土浆料内，进一步提高本连接件的强度。
请参阅图5，内振交叉绳包括多个与内动球6内壁固定的内振绳7以及连接在内振绳7远离内动球6的端部的扇形吸块8，多个扇形吸块8组成球形结构，请参阅图6，在灌入混凝土浆料过程中，随着内动球6不断膨胀，内振交叉绳逐渐被撑直拉伸，直至多个扇形吸块8相互分离，在惯性以及回弹力作用下，内振绳7朝向内动球6内壁快速缩回，从而对未凝固的混凝土浆料缠身震动搅拌的作用，有效避免本连接件的混凝土内产生较大空隙的情况发生，进而有效保证本连接件的连接强度，使连接的杆状钢管之间不易松动错位，相较于现有技术，显著降低安全隐患。
扇形吸块8为磁性材料制成，且相邻两个扇形吸块8相互靠近的一端相互吸附，使多个扇形吸块8可以相互连接，也可以被撑开分离，内振绳7为弹性材料制成，且内振绳7长度不超过饱满的内动球6半径的2/3，使随着混凝土的灌入，内动球6被撑起的过程中，内振绳7会逐渐被拉伸，其长度过短，易导致在内动球6刚被撑开时，多个扇形吸块8就分离，导致对混凝土浆料的搅拌效果较差，其长度过长，导致拉伸的范围较小，即多个扇形吸块8分离后，内振绳7回弹力较小，同样导致搅拌效果较差，相对的两个扇形吸块8之间均连接有内弹绳9，内弹绳9为弹性材料制成，且内弹绳9处于拉伸的状态，在多个扇形吸块8分离后，内弹绳9同样受到拉力突然增大，内弹绳9断裂，进而有效增大内振绳7回弹时的惯性，有效提高搅拌效果。
一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其使用方法包括以下步骤：
S1、根据多个杆状钢材之间的预定的位置关系，调整最上方外延钢管5的位置，使其嵌入一个外包帽中合适的变向孔4内，然后其与的外延钢管5分别嵌入对应的变向孔4内，然后将剩余的外延钢管5嵌入另一个外包帽内；
S2、请参阅图6，选择其中一个外延钢管5，向内动球6内灌入混凝土浆料，同时封堵其他外延钢管5的端部，使内动球6膨胀与外包帽内壁匹配，然后在安装孔3处通过螺栓对两个外包帽进行进一步固定，凝固定型后，解除对外延钢管5的封堵，将杆状钢管与外伸的外延钢管5螺纹连接，完成多个钢管的组装。
请参阅图1和3，预定的位置关系包括纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系，显著提高本连接件的使用范围，使其实用性增强。
本连接件通过外包帽以及多向动芯的设置，在使用时，根据需要的安装角度将外包帽和多向动芯后，向内动球6内灌入混凝土浆料，使内动球6膨胀与外包帽内壁匹配，从而达到锁定本连接件的作用，配合安装孔3处的螺栓作用，相较于现有技术，显著提高本连接件的连接强度，降低安全隐患，并且本连接件同时适用纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系，使用范围广实用性强，另外，在灌注混凝土浆料过程中，配合内振交叉绳的作用，可有效避免混凝土内产生较大空隙的情况发生，进一步提高连接强度，降低安全隐患。
实施例2：
请参阅图7，内动球6内壁固定连接有多个相互交叉的补强绳10，补强绳10为非弹性材料制成，且内振绳7与内动球6直径长度相同，补强绳10会嵌在凝固的混凝土内，可以在混凝土内形成一定的支撑作用，从而显著增加内动球6内混凝土的强度，使本连接件强度更高。
本实施例与实施例1的最大区别是，适用补强绳10替换内振交叉绳，其余结构与实施例1保持一致，本实施例同样达到增加强度的作用，同时结构相对简单。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，包括两个相互对称的外包帽以及位于两个外包帽内的多向动芯，其特征在于：所述外包帽包括半球包(1)以及固定连接在半球包(1)下端边缘的多个外定钢板(2)，所述外定钢板(2)上开凿有安装孔(3)，所述半球包(1)上开凿有多个均匀分布的定型的变向孔(4)，两个所述外包帽相互靠近的边缘均开凿有多个半孔，两个所述半包帽上的半孔组成一个可拆分的变向孔(4)，且可拆分的变向孔(4)分别位于相邻两个外定钢板(2)之间，所述多向动芯包括内动球(6)以及固定连接在内动球(6)上下两端以及中部外端的多个外延钢管(5)，所述外延钢管(5)与变向孔(4)相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：所述外延钢管(5)为空心钢管结构，所述外延钢管(5)与内动球(6)相通，且外延钢管(5)下端部延伸至内动球(6)内。
3.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：所述内动球(6)为柔性密封材料制成，且饱满的内动球(6)为与两个外包帽组成的空间相匹配的球形结构。
4.根据权利要求3所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：所述内动球(6)内壁固定连接有内振交叉绳，所述内振交叉绳包括多个与内动球(6)内壁固定的内振绳(7)以及连接在内振绳(7)远离内动球(6)的端部的扇形吸块(8)，多个所述扇形吸块(8)组成球形结构。
5.根据权利要求4所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：所述扇形吸块(8)为磁性材料制成，且相邻两个所述扇形吸块(8)相互靠近的一端相互吸附。
6.根据权利要求5所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：所述内振绳(7)为弹性材料制成，且内振绳(7)长度不超过饱满的内动球(6)半径的2/3。
7.根据权利要求6所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：相对的两个所述扇形吸块(8)之间均连接有内弹绳(9)，所述内弹绳(9)为弹性材料制成，且内弹绳(9)处于拉伸的状态。
8.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：所述内动球(6)内壁固定连接有多个相互交叉的补强绳(10)，所述补强绳(10)为非弹性材料制成，且内振绳(7)与内动球(6)直径长度相同。
9.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
S1、根据多个杆状钢材之间的预定的位置关系，调整最上方外延钢管(5)的位置，使其嵌入一个外包帽中合适的变向孔(4)内，然后其与的外延钢管(5)分别嵌入对应的变向孔(4)内，然后将剩余的外延钢管(5)嵌入另一个外包帽内；
S2、选择其中一个外延钢管(5)，向内动球(6)内灌入混凝土浆料，同时封堵其他外延钢管(5)的端部，使内动球(6)膨胀与外包帽内壁匹配，凝固定型后，解除对外延钢管(5)的封堵，将杆状钢管与外伸的外延钢管(5)螺纹连接，然后在安装孔(3)处通过螺栓对两个外包帽进行进一步固定，完成多个钢管的组装连接。
10.根据权利要求9所述的一种装配式建筑用多向式钢结构连接件，其特征在于：所述预定的位置关系包括纵横垂直的位置关系以及非纵横向的交叉位置关系。
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