CN113309284A - 高容差度多重组合悬挂连接节点与实施方法 - Google Patents

高容差度多重组合悬挂连接节点与实施方法 Download PDF

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刘小华
张晓光
王睿
高强
李强
于文龙
孙增田
谢明华
李元
苗通
胡海波
王亚南
沈永洋
张璞
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/48Special adaptations of floors for incorporating ducts, e.g. for heating or ventilating

Abstract

一种高容差度多重组合悬挂连接节点,包括:套管;设置在预制件上的连接部,连接部贯穿套管并可相对于套管固定设置;浇注并成型于套管内的后注浆体,后注浆体的外侧面与套管的内侧面之间形成<90°的夹角,后注浆体包裹连接部并可对连接部施加握紧作用力以实现连接部相对于套管的固定。锥形的后注浆体与预埋的套管形成一定倾角,套管能够对后注浆体施加一个上托的作用力,从而防止后注浆体从套管中整体滑落,同时,锥形的后注浆体能够对连接部施加一个径向作用力,该作用力可形成摩擦握裹力,提高连接部与后注浆体之间的连接强度。本发明施工误差容差度高,可操作性强,通过系列抗拉承载力试验验证节点安全性可靠,能起到多重安全设防的作用。

Description

高容差度多重组合悬挂连接节点与实施方法
技术领域
本发明涉及建筑设计技术领域,更具体地说,特别涉及一种高容差度多重组合悬挂连接节点以及一种预制件在承重结构上的安装方法。
背景技术
在地铁车辆段及传统民用建筑工程中经常会遇到在楼板下设置风道夹层,电缆夹层,排烟机房,或者悬挂机械设备等其他重物的情况。与建构物本身相比,由于这些夹层构件体量不大,因此,夹层构件整体预制后悬挂在承重结构下的做法越来越普遍。但是,这种预制后悬挂的方法施工风险大、安全性要求高,一旦发生悬挂连接失效,夹层整体或部分掉落,可能造成严重的生命财产损失。
悬挂节点设计是类似悬挂型预制结构成功实施的关键,直接影响到施工的便利性和结构的安全性。传统的膨胀螺栓连接抗拉承载能力有限,适用于轻型设备及管线的悬吊,另外,由于膨胀螺栓施工钻孔对结构楼板造成损伤,在施工中还存在噪音大,施工效率不高等因素,难以满足重型预制结构悬挂连接的要求。
发明内容
综上所述,如何提供一种能够满足重型预制装配式结构悬挂连接要求的连接组件,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种高容差度多重组合悬挂连接节点,该高容差度多重组合悬挂连接节点用于实现预制件在承重结构上的安装。
在本发明中,所述高容差度多重组合悬挂连接节点包括:
用于预埋到承重结构中的套管,所述套管的外侧面与承重结构之间形成<90°的夹角;
设置在预制件上的连接部,所述连接部贯穿所述套管并可相对于所述套管固定设置;
浇注并成型于所述套管内的后注浆体,所述后注浆体的外侧面与所述套管的内侧面之间形成<90°的夹角,所述后注浆体包裹所述连接部并可对所述连接部施加握紧作用力以实现所述连接部相对于所述套管的固定。
优选地,在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,还包括设置于所述套管的顶端上的盖板,所述连接部的顶端贯穿所述套管并相对于所述盖板向外伸出,于所述连接部的顶端设置有锁紧件,所述锁紧件与所述盖板相抵,用于实现所述连接部、所述套管以及所述盖板之间的连接固定。
优选地,在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,还包括有防脱件,所述防脱件设置于所述连接部的顶端并与所述锁紧件相抵。
优选地,在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,所述套管为锥形结构,在高度方向上,所述套管的底端直径小于所述套管的顶端直径。
优选地,在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,所述套管的顶端直径尺寸为所述套管的底端直径尺寸的1.5-2.5倍;所述套管的高度不小于其在承重结构安装点位的厚度。
优选地,在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,所述盖板为圆形盖板,所述盖板的直径尺寸为所述套管的顶端直径尺寸与所述套管的底端直径尺寸和值的1.0-1.2倍。
优选地,在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,于所述盖板的圆心开设有盖板预留孔,用于连接部的穿出;于所述盖板上还设置有浇注孔,用于灌浆料或水泥砂浆的注入。
优选地,在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,所述连接部为固定设置于预制件上的钢筋;于所述钢筋的顶端设置有螺纹。
优选地,在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,所述套管为钢制套管,所述套管的下端直径尺寸为50mm-60mm;所述盖板为钢制盖板,所述盖板的厚度尺寸不小于10mm;所述盖板预留孔的直径尺寸大于所述连接部的直径尺寸1mm-2mm;所述浇注孔的直径尺寸为18mm-22mm。
本发明还提供了一种预制件在承重结构上的安装方法,该安装方法使用了如上述的高容差度多重组合悬挂连接节点实现预制件在承重结构上的安装。其中,所述预制件在承重结构上的安装方法包括:步骤一、施工承重结构时在套管的预埋设计位置预埋所述套管;步骤二、制作预制件,在所述预制件的顶部预留连接部;步骤三、安装预制件,使得连接部自套管的底端贯穿套管的顶端后固定;步骤四、向套管中浇注灌浆料或水泥砂浆。
本发明提供了一种高容差度多重组合悬挂连接节点,用于实现预制件在承重结构上的安装,其包括:用于预埋到承重结构中的套管,套管的外侧面与承重结构之间形成<90°的夹角;设置在预制件上的连接部,连接部贯穿套管并可相对于套管固定设置;浇注并成型于套管内的后注浆体,后注浆体的外侧面与套管的内侧面之间形成<90°的夹角,后注浆体包裹连接部并可对连接部施加握紧作用力以实现连接部相对于套管的固定。通过上述结构设计,本发明的优点在于锥形的后注浆体与预埋的套管形成一定倾角(后注浆体的外侧面与套管的内侧面之间相对于水平面具有小于90°的夹角),套管能够对后注浆体施加一个上托的作用力,从而防止后注浆体从套管中整体滑落,同时,锥形的后注浆体能够对连接部施加一个径向作用力,该作用力可形成摩擦握裹力,提高连接部与后注浆体之间的连接强度。本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点,施工误差容差度高,可操作性强,通过系列抗拉承载力试验验证节点安全性可靠,能起到多重安全设防的作用。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
图1为本发明实施例中套管的结构示意图;
图2为本发明实施例中盖板的结构示意图;
图3为本发明实施例中锁紧件的结构示意图;
图4为本发明实施例中预制件通过高容差度多重组合悬挂连接节点安装到承重结构上的结构示意图。
在图1至图4中,部件名称与附图标记的对应关系为:
预制件a、承重结构b;
套管1、连接部2、盖板3、锁紧件4、防脱件5、盖板预留孔6、浇注孔7。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可在本发明中进行修改和变型。例如,示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是,本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参考图1至图4,其中,图1为本发明实施例中套管的结构示意图;图2为本发明实施例中盖板的结构示意图;图3为本发明实施例中锁紧件的结构示意图;图4为本发明实施例中预制件通过高容差度多重组合悬挂连接节点安装到承重结构上的结构示意图。
本发明提供了一种高容差度多重组合悬挂连接节点,有用于实现预制件a在承重结构b上的安装。
针对现有技术中膨胀螺栓连接抗拉承载能力有限的问题,本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点采用了如下结构设计。高容差度多重组合悬挂连接节点包括:用于预埋到承重结构b中的套管1,套管1的外侧面与承重结构b之间形成<90°的夹角;设置在预制件a上的连接部2,连接部2贯穿套管1并可相对于套管1固定设置;浇注并成型于套管1内的后注浆体,后注浆体的外侧面与套管1的内侧面之间形成<90°的夹角,后注浆体包裹连接部2并可对连接部2施加握紧作用力以实现连接部2相对于套管1的固定。
在上述结构设计中,套管1可以采用锥形管结构,在竖直方向上,套管1的小口端(底端)朝下设置,套管1的大口端(顶端)朝上设置,套管1的侧壁为平滑曲面,这样,套管1设置在承重结构b中,套管1的外侧面与承重结构b之间形成了<90°的夹角,承重结构b不仅对套管1施加有轴向的作用力(可以理解为竖直方向上的摩擦作用力),还能够对套管1施加径向的作用力(相当于握紧作用力),套管1受到轴向以及径向双重作用力,其在承重结构b中预埋的稳固性得到了极大程度地提升。
另外,在套管1的外侧面还可以设计为麻面结构,或者设置为凹凸不平的结构,或者设置突触,来增加套管1与承重结构b之间的接触面积,这样更能够增加套管1在承重结构b中预埋的牢靠程度。
本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点,在实际的安装状态下,悬吊的预制件a的顶面与承重结构b的底面紧密相抵,由预制件a顶面挡住套管1的底部,可以避免浇筑灌浆料时发生渗漏的情况。
在本发明中,高容差度多重组合悬挂连接节点包括有连接部2,连接部2固定设置在预制件a上,连接部2能够贯穿套管1设置。预制件a可以为混凝土预制件a也可以为钢制预制件a或者塑料预制件a。连接部2设置在预制件a上,具体是指固定连接,连接部2与预制件a之间的连接方式根据预制件a材料而定,例如,当预制件a采用混过凝土结构时,连接部2可以预埋在预制件a中,当预制件a采用钢制预制件a结构设计时,连接部2可以采用焊接方式设置在预制件a上,当预制件a采用塑料预制件a结构设计时,连接部2可以一体成型在预制件a上。在本发明中,连接部2优选为圆柱体结构,连接部2贯穿套管1设置是指连接部2的顶端自套管1的底端开口(小端口)插入,贯穿套管1后自套管1的顶端开口(大端口)伸出。连接部2贯穿套管1后,可以通过一定的结构设计使得连接部2相对于套管1固定安装。
浇注并成型于套管1内的后注浆体是指在将连接部2装配到套管1中后向套管1中浇注灌浆料或水泥砂浆所形成的混凝土构件。
套管1的内侧面为圆锥面(底部直径小、顶部直径大),套管1能够对后注浆体施加径向作用力,该径向作用力就能够形成后注浆体对连接部2的握紧作用力,提高连接部2与后注浆体之间的连接强度。
在本发明中,还可以在连接部2上设置突触结构,用于增加连接部2与后注浆体之间的连接强度。进一步地,突触结构可以延伸指套管1的内侧面处并与套管1的内侧面接触,通过突触结构形成套管1对连接部2的制成,该结构能够提高连接部2在套管1中设置的稳固程度。
在本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点中,连接部2贯穿套管1后需要相对于套管1固定安装,因此,对于连接部2与套管1之间的固定连接,本发明可以采用如下结构:还包括设置于套管1的顶端上的盖板3,能够覆盖住顶盖的整个顶端,这样由套管1能够对盖板3提供支撑。同时,如果套管1的高度与承重结构b的厚度(具体是指承重结构b预埋套管1的点位)相同时,盖板3不仅与套管1的顶端接触,还能够与承重结构b接触,从而提高盖板3设置的稳定性。连接部2的顶端贯穿套管1并相对于盖板3向外伸出(向上伸出),于连接部2的顶端设置有锁紧件4,锁紧件4与盖板3相抵,用于实现连接部2、套管1以及盖板3之间的连接固定。锁紧件4设置在连接部2上,能够沿连接部2的轴向移动并固定,因此,本发明在连接部2的顶端设置了外螺纹,锁紧件4采用螺母结构设计,锁紧件4与连接部2螺纹连接,通过旋转(拧动)锁紧件4使得锁紧件4与盖板3相抵并对盖板3施加向下的压力,锁紧件4对连接部2施加一个向上提的提拉作用力,从而实现预制件a在承重结构b上的固定安装。
进一步地,本发明还设置了防脱件5,防脱件5设置于连接部2的顶端并与锁紧件4相抵。具体地,防脱件5为螺母,防脱件5与连接部2螺纹连接,旋转(拧紧)防脱件5使其与锁紧件4相抵,可以避免锁紧件4松动的情况出现。
在本发明的一个优选实施方式中,套管1的具体结构如下:套管1的顶端直径尺寸为套管1的底端直径尺寸的1.5-2.5倍,可以为1.5倍、2.0倍或者2.5倍,最优为2.0倍,并且,套管1的高度不小于其在承重结构b安装点位的厚度,最优为套管1的高度等于其在承重结构b安装点位的厚度。
优选地,盖板3为圆形盖板3,盖板3设置在套管1中,套管1的轴线过盖板3的圆心。盖板3的直径尺寸为套管1的顶端直径尺寸与套管1的底端直径尺寸和值的1.0-1.2倍,具体可以为1.0倍、1.1倍或者1.2倍,最优为1.0倍。在盖板3的圆心处根据连接部2的直径尺寸开设一个盖板预留孔6,盖板预留孔6的孔径不小于连接部2的直径尺寸,这样通过盖板预留孔6能够使得连接部2的端部穿出。另外,本发明在盖板3上还设置有浇注孔7,用于灌浆料或水泥砂浆的注入,浇注孔7可以设置为两个,在向套管1中浇注灌浆料或水泥砂浆时,可以通过一个浇注孔7浇注,另一个则用于排气。
具体地,连接部2为固定设置于预制件a上的钢筋,预制件a在出厂前预先套丝扣,并在钢筋的顶端形成外螺纹。
具体地,套管1为钢制套管1,套管1的下端直径尺寸为50mm-60mm,可以为50mm、52mm、55mm、57mm或者60mm。套管1的顶端直径尺寸为套管1的下端直径尺寸的二倍,则套管1的顶端直径尺寸为100mm-120mm,可以为100mm、104mm、110mm、114mm或者120mm。盖板3为钢制盖板3,盖板3的厚度尺寸不小于10mm。盖板预留孔6的直径尺寸大于连接部2的直径尺寸1mm-2mm,以1mm为最优间隙。浇注孔7的直径尺寸为18mm-22mm,可以为18mm、19mm、20mm、21mm或者22mm,最优为20mm。
本发明还提供了一种预制件在承重结构上的安装方法,在该安装方法中,本发明使用如上述的高容差度多重组合悬挂连接节点实现预制件a在承重结构b上的安装。
在本发明的一个实施方式中,预制件在承重结构上的安装方法包括:步骤一、施工承重结构b时在套管1的预埋设计位置预埋套管1;步骤二、制作预制件a,并在预制件a的顶部预留连接部2;步骤三、安装预制件a,使得连接部2自套管1的底端贯穿套管1的顶端后固定;步骤四、向套管1中浇注灌浆料或水泥砂浆。
具体地,本发明提供了一种高容差度多重组合悬挂连接节点,适用于承重结构(如梁、楼板或墙体)下悬挂风道夹层(吊顶、通风风道),电缆夹层及重型设备等重物的连接。该高容差度多重组合悬挂连接节点包括预埋在承重结构b中的锥形的钢制套管1、圆形板式结构的钢制盖板3、高强六角螺母(锁紧件4以及防脱件5)、贯穿承重结构b的连接部2(钢筋)以及从盖板的浇筑孔7中浇注的锥形后注浆体。本发明的优点在于:1、锥形的后注浆体与预埋的套管1形成一定倾角(后注浆体的外侧面与套管1的内侧面之间相对于水平面具有小于90°的夹角),套管1能够对后注浆体施加一个上托的作用力,从而防止后注浆体从套管1中整体滑落,同时,锥形的后注浆体能够对连接部2施加一个径向作用力,该作用力可形成摩擦握裹力,提高连接部2与后注浆体之间的连接强度,实现本发明的第一道安全防线;2、连接部2与盖板3及紧贴盖板3的第一片螺母(锁紧件4)组成独立的承重体系,形成本发明的第二道安全防线,针对第二道安全防线,其可独立承重,避免长时间等待后注浆体凝固达到设计强度后方可拆除悬挂重物下部支托的弊端,施工便捷,多重组合多道安全防线,连接节点安全性高,适用性强;3、第二片螺母(防脱件5)紧压第一片螺母(锁紧件4),可防止在设备等反复振动荷载作用下,螺母松动脱落,增强可靠性,形成本发明的第三道安全防线;4、对孔结构的尺寸限定,使得套管1与连接部2之间保持较大的间隙,其可调节余地多,施工容差度高。
本发明中,套管1的下端比上端直径小,下端直径为50-60mm,上端直径为下端直径的二倍,套管1的高度与承重结构b(楼板或梁等)厚度相同。盖板3直径为锥形套管1上端截面直径与下端截面直径之和,以满足钢筋及盖板3偏心放置时仍能覆盖锥形套管1上端口,形成有效支撑,提高施工误差包容性。盖板3的厚度根据悬挂重物受力大小计算确定,并不小于10mm。盖板3上开有三个圆孔(分别为盖板预留孔6和浇注孔7),正中心圆孔(盖板预留孔6)比连接部2的直径大1-2mm,为连接部2的穿过预留空间,另外两个圆孔(浇注孔7)分布在中心圆孔(盖板预留孔6)两侧,直径为2cm,为后期往锥形套管1内浇注灌浆料预留条件。与悬挂重物(预制件a)相连的钢筋(连接部2)长度比锥形套管1高度略长,穿过锥形套管1后露出盖板3及双螺母(锁紧件4以及防脱件5)安装的长度,通常超出3-4cm,小于楼板装修面层厚度,不影响美观。根据悬挂重物受力大小调整,钢筋端部预先套丝扣,方便安装就位后拧螺母。高强六角螺母(锁紧件4以及防脱件5)为成熟标准制件,直径与钢筋直径相匹配,根据悬挂重物受力大小调整。
本发明的实施过程如下:
1、施工承重结构b时在指定位置预埋好锥形套管1;
2、工厂预制好需要悬挂的夹层或其他重物(本发明中称之为预制件),并预留好端部带有丝扣的钢筋(连接部2);
3、安装悬挂物,钢筋穿透锥形套管1后,放置盖板3,拧紧一道螺母(锁紧件4);
4、悬挂物定位微调,到达指定位置后从盖板3孔浇注后注浆(可为灌浆料或水泥砂浆);
5、浇注完毕拧紧第二道螺母(防脱件5)即可。
本发明所提供的高容差度多重组合悬挂连接节点,施工误差容差度高,可操作性强,节点连接安全性高适用于承重结构b(如楼板或墙体)下悬挂风道夹层,电缆夹层及重型设备等重物的连接。通过系列抗拉承载力试验(1、不计螺母作用,锥形套管1中灌普通细石混凝土;2、不计螺母作用,锥形套管1中灌高强灌浆料;3、不计后注浆体作用,仅靠钢盖板3及螺母工作的抗拉承载力;4、螺母与普通细石混凝土共同工作,节点的抗拉承载力)验证节点安全性可靠,能起到多重设防的作用。
以上仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
用于实现预制件(a)在承重结构(b)上的安装;
所述高容差度多重组合悬挂连接节点包括:
用于预埋到承重结构中的套管(1),所述套管的外侧面与承重结构之间形成<90°的夹角;
设置在预制件上的连接部(2),所述连接部贯穿所述套管并可相对于所述套管固定设置;
浇注并成型于所述套管内的后注浆体,所述后注浆体的外侧面与所述套管的内侧面之间形成<90°的夹角,所述后注浆体包裹所述连接部并可对所述连接部施加握紧作用力以实现所述连接部相对于所述套管的固定。
2.根据权利要求1所述的高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
还包括设置于所述套管的顶端上的盖板(3),所述连接部的顶端贯穿所述套管并相对于所述盖板向外伸出,于所述连接部的顶端设置有锁紧件(4),所述锁紧件与所述盖板相抵,用于实现所述连接部、所述套管以及所述盖板之间的连接固定。
3.根据权利要求2所述的高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
还包括有防脱件(5),所述防脱件设置于所述连接部的顶端并与所述锁紧件相抵。
4.根据权利要求1所述的高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
所述套管为锥形结构,在高度方向上,所述套管的底端直径小于所述套管的顶端直径。
5.根据权利要求4所述的高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
所述套管的顶端直径尺寸为所述套管的底端直径尺寸的1.5-2.5倍;
所述套管的高度不小于其在承重结构安装点位的厚度。
6.根据权利要求2所述的高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
所述盖板为圆形盖板,所述盖板的直径尺寸为所述套管的顶端直径尺寸与所述套管的底端直径尺寸和值的1.0-1.2倍。
7.根据权利要求6所述的高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
于所述盖板的圆心开设有盖板预留孔(6),用于连接部的穿出;
于所述盖板上还设置有浇注孔(7),用于灌浆料或水泥砂浆的注入。
8.根据权利要求7所述的高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
所述连接部为固定设置于预制件上的钢筋;
于所述钢筋的顶端设置有螺纹。
9.根据权利要求8所述的高容差度多重组合悬挂连接节点,其特征在于,
所述套管为钢制套管,所述套管的下端直径尺寸为50mm-60mm;
所述盖板为钢制盖板,所述盖板的厚度尺寸不小于10mm;
所述盖板预留孔的直径尺寸大于所述连接部的直径尺寸1mm-2mm;
所述浇注孔的直径尺寸为18mm-22mm。
10.一种预制件在承重结构上的安装方法,其特征在于,使用如权利要求1至9任一项所述的高容差度多重组合悬挂连接节点实现预制件在承重结构上的安装;
所述预制件在承重结构上的安装方法包括:
步骤一、施工承重结构时在套管的预埋设计位置预埋所述套管;
步骤二、制作预制件,在所述预制件的顶部预留连接部;
步骤三、安装预制件,使得连接部自套管的底端贯穿套管的顶端后固定;
步骤四、向套管中浇注灌浆料或水泥砂浆。
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