CN117107895A - 一种钢结构固定装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钢结构固定装置及其安装方法，涉及工程建筑领域，以解决传统钢结构与混凝土结构连接形式需要进行预埋且易对原混凝土结构造成破坏的问题。钢结构固定装置包括：第一支撑板用于包覆已浇筑混凝土的外壁；第二支撑板用于包覆已浇筑混凝土的内壁；多个紧固部件穿过第一支撑板、已浇筑混凝土和第二支撑板，将第一支撑板和第二支撑板固定于已浇筑混凝土；牛腿设置于第一支撑板用于分散第一支撑板上的集中力。将第一支撑板和第二支撑板通过紧固部件固定于已浇筑混凝土，再将牛腿设置于第一支撑板，此安装方法减免了预埋的工序，降低了牛腿结构对已浇筑混凝土的破坏。

Description

一种钢结构固定装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种钢结构固定装置及其安装方法。

背景技术

为了适应社会对于建筑的美观性和实用性提出了新的要求，钢连廊，钢飘蓬等构造因其美观节能、可装配施工等优势被广泛应用于建筑设计中。然而，传统钢结构与混凝土结构的连接形式主要依赖构件预埋工艺，导致前期混凝土浇筑阶段工序复杂，影响现场进度，同时一旦安装出现偏差则须对混凝土结构进行大范围凿除并重新埋设构件，大大影响现场进度及施工质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢结构固定装置，用于减少预埋工序，降低对原混凝土结构的破坏。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢结构固定装置包括：

第一支撑板，用于包覆已浇筑混凝土的外壁；

第二支撑板，用于包覆已浇筑混凝土的内壁；

多个紧固部件，紧固部件穿过第一支撑板、已浇筑混凝土和第二支撑板，紧固部件用于将第一支撑板和第二支撑板固定于已浇筑混凝土；

牛腿，设置于第一支撑板，牛腿用于分散第一支撑板上的集中力。

可选地，上述钢结构固定装置中，紧固部件为对拉螺杆。

可选地，上述钢结构固定装置中，相邻两个紧固部件之间的间距小于或者等于350mm。

可选地，上述钢结构固定装置中，牛腿和第一支撑板为焊接；

或者，牛腿和第一支撑板为一体成型结构；

或者，牛腿和第一支撑板为螺栓连接。

可选地，上述钢结构固定装置中，还包括球形支座，球形支座设置于牛腿，球形支座用于对牛腿的重力方向和水平方向限位。

可选地，上述钢结构固定装置中，球形支座为活动支座。

可选地，上述钢结构固定装置中，第一支撑板和第二支撑板均为L型板。

第二方面，一种钢结构固定装置的安装方法，适用于权利要求1-7的任一项钢结构固定装置，该方法包括以下步骤：

S100，将第一支撑板和第二支撑板分别包覆于已浇筑混凝土的外侧和内侧；

S200，将第一支撑板和第二支撑板焊接固定；

S300，将紧固部件穿过第一支撑板、已浇筑混凝土和第二支撑板，并将紧固部件的两端进行拉结，完成对第一支撑板和第二支撑板的固定；

S400，将牛腿焊接于第一支撑板；

S500，将活动支座安装于牛腿。

可选地，上述钢结构固定装置的安装方法中，在将第一支撑板和第二支撑板分别包覆于已浇筑混凝土的外侧和内侧之前，还包括步骤：

在混凝土浇筑阶段预埋用于穿过紧固部件的安装管；

或在已浇筑混凝土上打孔，形成用于穿过紧固部件的安装孔。

可选地，上述钢结构固定装置的安装方法中，将第一支撑板和第二支撑板分别包覆于已浇筑混凝土的外侧和内侧包括：

先将第一支撑板包覆于已浇筑混凝土的外侧；

再将第二支撑板包覆于已浇筑混凝土的内侧。

与现有技术相比，采用上述技术方案时，将第一支撑板和第二支撑板通过紧固部件固定于已浇筑混凝土，再将牛腿设置于第一支撑板，特殊的安装方法在保证结构总体强度的同时减免了预埋的工序，降低了牛腿结构对已浇筑混凝土的破坏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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。在附图中：

图1为本发明实施例中一种钢结构固定装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中一种钢结构固定装置的牛腿结构示意图；

图3为图1的正视图。

附图标记：

1-第一支撑板；2-第二支撑板；3-紧固部件；4-牛腿；5-球形支座；6-已浇筑混凝土。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。

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”、“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，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或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的一种钢结构固定装置包括：第一支撑板1、第二支撑板2、紧固部件3和牛腿4。

其中，第一支撑部件，用于包覆已浇筑混凝土6的外壁；第二支撑板2，用于包覆已浇筑混凝土6的内壁；多个紧固部件3，紧固部件3穿过第一支撑板1、已浇筑混凝土6和第二支撑板2，紧固部件3用于将第一支撑板1和第二支撑板2固定于已浇筑混凝土6；牛腿4，设置于第一支撑板1，牛腿4用于分散第一支撑板1上的集中力。

具体实施时，如图1所示将第一支撑板1和第二支撑板2通过紧固部件3固定于已浇筑混凝土6，再将牛腿4设置于第一支撑板1，特殊的安装方法在保证结构总体强度的同时减免了预埋的工序，降低了牛腿4结构对已浇筑混凝土6的破坏。

具体地，在本实施例中，紧固部件3为对拉螺杆，用于已浇注混凝土外壁的第一支撑板1和第二支撑板2之间的拉结，承载混凝土的侧压力和其他荷载，具有良好的刚度和强度，提高已浇注混凝土的内、外壁的支撑板安装和拆解的灵活性，使整体结构的安全可靠。

具体地，在本实施例中，相邻两个紧固部件3之间的间距小于或者等于350mm。示例性的，相邻两个紧固部件3之间的间距可以为350mm、330mm、300mm、280mm等，在此对相邻两个紧固部件3之间的间距不做具体限定，相邻两个紧固部件3之间的间距越小，整体装置的紧固部件3的安装数量越多，提高了整体结构的稳定性和安全可靠性。其中，紧固部件3的长度按照具体的已浇筑混凝土6的结构宽度进行选择，需保证紧固部件3的端部距离支撑板表面的垂直距离大于或者等于50mm，提高紧固部件3将第一支撑板1和第二支撑板2结构拉结固定的可靠性。

具体地，在本实施例中，第一支撑板1和第二支撑板2均采用700mm厚的Q275普通碳素钢。碳素结构钢具有较高的强度和良好的切削加工性能，方便对钢结构固定装置进行加工和安装。示例性的，第一支撑板1和第二支撑板2还可以采用低合金钢或者其他材质的板材，在此对第一支撑板1和第二支撑板2的材质不作具体限定。其中，第一支撑板1的厚度和第二支撑板2的厚度均可采用700mm、710mm、720mm等，在此对第一支撑板1的厚度和第二支撑板2的厚度均不做具体限定，第一支撑板1的厚度和第二支撑板2的厚度越大，整体结构的支撑稳定性越高。

具体地，在本实施例中，牛腿4和第一支撑板1为焊接。牛腿4和第一支撑板1焊接为一体，保证了整体结构的稳定性，方便安装和拆卸。

在另一些实施例中，牛腿4和第一支撑板1为一体成型结构，在生产制造零部件结构时更加便捷，减少安装工序。

作为一种可能实现的方式，牛腿4和第一支撑板1为螺栓连接，提高了牛腿4和第一支撑板1之间连接结构安装和拆卸的灵活性。

具体地，在本实施例中，钢结构固定装置还包括球形支座5，球形支座5设置于牛腿4，球形支座5用于对牛腿4的重力方向和水平方向限位，为钢结构固定装置的安装提供容错空间，降低因微小尺寸偏差导致钢结构安装故障的风险。

具体地，在本实施例中，球形支座5为活动支座。活动支座的传力可靠、承载能力强且能适应较大转角的需要，保证了整体结构的安全可靠性。示例性的，活动支座可以采用纵向活动抗拔拉球形支座或者其他可以满足安装需求的活动支座，在此对活动支座的选择不做具体限定。

进一步地，在本实施例中选用的纵向活动抗拔拉球形支座，在安装时球面四氟板的圆心角小于或者等于40°，球芯半径为球面四氟板直径的2.0倍，球面四氟板半径依据实际垂直荷载的平均应力取值，材料设计强度取30Mpa。示例性的，球面四氟板的圆心角可以为40°、37°、35°、32°等，在此对球面四氟板的圆心角不做具体限定，在满足上述安装条件下，可以提高钢结构固定装置的安全可靠性。

如图2所示，需要说明的是，牛腿4为等截面，具体尺寸需按照实际工程的荷载应力要求确定，具体测算方式如下：

V=1.2P+1.4D

M=V*e

其中，V—牛腿根部剪力；M—牛腿根部弯矩；P—静荷载作用在牛腿上的力；D—动荷载作用在牛腿上的力。通过对实际工程中P、M、D、e数值的测量，代入上述公式推算得出V，使得实际V的数值满足荷载应力要求即可。

如图2所示，进一步地，在本实施例中，牛腿4与第一支撑板1接触的一侧设置有通孔，将高强螺栓穿过通孔将牛腿4与第一支撑板1固定。高强螺栓可以承受较大的载荷，且具有良好的耐腐蚀性，方便拆卸和安装，提高了钢结构固定装置的安全性和稳定性。示例性的，通孔可以设置有1个、2个、4个、6个等，在此对通孔的个数不做具体限定，牛腿4上设置的通孔的个数越多，增加牛腿4与第一支撑板1之间的固定连接点位，提高了钢结构固定装置的安全性和稳定性。

如图1和图3所示，具体地，在本实施例中，第一支撑板1和第二支撑板2均为L型板。L型板的结构增大了第一支撑板1和第二支撑板2包覆已浇筑混凝土6表面的面积，提高了整体结构的稳定性。示例性的，第一支撑板1和第二支撑板2还可以为U型板或者其他满足包覆混凝土需求的支撑板，在此对第一支撑板1和第二支撑板2的形状不做具体限定，第一支撑板1和第二支撑板2在已浇筑混凝土6表面的包覆面积越大，为整体结构提供的支撑面积越大，降低钢结构固定装置对已浇筑混凝土6表面的破坏和磨损。

同时，本发明提供的一种钢结构固定装置的安装方法，适用于上述任一项的钢结构固定装置，该方法包括以下步骤：

S100，将第一支撑板1和第二支撑板2分别包覆于已浇筑混凝土6的外侧和内侧；

S200，将第一支撑板1和第二支撑板2焊接固定；

S300，将紧固部件3穿过第一支撑板1、已浇筑混凝土6和第二支撑板2，并将紧固部件3的两端进行拉结，完成对第一支撑板1和第二支撑板2的固定；

S400，将牛腿4焊接于第一支撑板1；

S500，将活动支座安装于牛腿4。

通过上述方法将钢结构固定装置安装完成后，在混凝土结构表面形成包覆构造，保证了整体结构强度的同时，满足安装拆卸的灵活性，节省了预埋工序。

进一步地，在本实施例中，在将第一支撑板1和第二支撑板2分别包覆于已浇筑混凝土6的外侧和内侧之前，还包括步骤：

在混凝土浇筑阶段预埋用于穿过紧固部件3的安装管；

或在已浇筑混凝土6上打孔，形成用于穿过紧固部件3的安装孔。

通过上述步骤，在一些实施例中，将混凝土内预埋安装管，方便穿过紧固部件3，对第一支撑板1和第二支撑板2进行拉结固定；在另一些实施例中，需要在已浇筑混凝土6上打孔，减少了预埋安装管的工序。

进一步地，在本实施例中，将第一支撑板1和第二支撑板2分别包覆于已浇筑混凝土6的外侧和内侧包括：

先将第一支撑板1包覆于已浇筑混凝土6的外侧；

再将第二支撑板2包覆于已浇筑混凝土6的内侧。

通过上述步骤依次将第一支撑板1和第二支撑板2分别包覆于已浇筑混凝土6，使安装过程更加便捷高效，方便对第一支撑板1和第二支撑板2的连接位置进行调整。其中，第二支撑板2可采用顶升的安装方式，顶升法安装具有较高的安全可靠性，降低了工程成本。

需要说明的是，本发明适用于钢连廊等与主体结构梁或外挑板相连的结构形式，减免了预埋工序，降低预埋支座对原结构造成的破坏，同时可为钢结构提供位移空间，保证连接的安全可靠。同时，焊接连接处均按照一级焊缝处理。一级焊缝具有更高的质量水平可以承受更高的载荷，且可以满足更高的强度、耐腐蚀性和密封性等方面的焊接要求，提高焊接质量保证整体结构的安全可靠性。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钢结构固定装置，其特征在于，包括：

第一支撑板，用于包覆已浇筑混凝土的外壁；

第二支撑板，用于包覆已浇筑混凝土的内壁；

多个紧固部件，所述紧固部件穿过所述第一支撑板、所述已浇筑混凝土和所述第二支撑板，所述紧固部件用于将所述第一支撑板和所述第二支撑板固定于所述已浇筑混凝土；

牛腿，设置于所述第一支撑板，所述牛腿用于分散所述第一支撑板上的集中力。

2.根据权利要求1所述的钢结构固定装置，其特征在于，所述紧固部件为对拉螺杆。

3.根据权利要求1所述的钢结构固定装置，其特征在于，相邻两个所述紧固部件之间的间距小于或者等于350mm。

4.根据权利要求1所述的钢结构固定装置，其特征在于，所述牛腿和所述第一支撑板为焊接；

或者，所述牛腿和所述第一支撑板为一体成型结构；

或者，所述牛腿和所述第一支撑板为螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的钢结构固定装置，其特征在于，还包括球形支座，所述球形支座设置于所述牛腿，所述球形支座用于对所述牛腿的重力方向和水平方向限位。

6.根据权利要求5所述的钢结构固定装置，其特征在于，所述球形支座为活动支座。

7.根据权利要求1所述的钢结构固定装置，其特征在于，所述第一支撑板和所述第二支撑板均为L型板。

8.一种钢结构固定装置的安装方法，适用于权利要求1-7所述的任一项钢结构固定装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S100，将所述第一支撑板和所述第二支撑板分别包覆于所述已浇筑混凝土的外侧和内侧；

S200，将所述第一支撑板和所述第二支撑板焊接固定；

S300，将紧固部件穿过所述第一支撑板、所述已浇筑混凝土和所述第二支撑板，并将紧固部件的两端进行拉结，完成对第一支撑板和第二支撑板的固定；

S400，将牛腿焊接于第一支撑板；

S500，将活动支座安装于牛腿。

9.根据权利要求8所述的钢结构固定装置的安装方法，其特征在于，在所述将所述第一支撑板和所述第二支撑板分别包覆于所述已浇筑混凝土的外侧和内侧之前，还包括步骤：

在混凝土浇筑阶段预埋用于穿过所述紧固部件的安装管；

或在所述已浇筑混凝土上打孔，形成用于穿过紧固部件的安装孔。

10.根据权利要求8所述的钢结构固定装置的安装方法，其特征在于，将所述第一支撑板和所述第二支撑板分别包覆于所述已浇筑混凝土的外侧和内侧包括：

先将所述第一支撑板包覆于所述已浇筑混凝土的外侧；

再将所述第二支撑板包覆于所述已浇筑混凝土的内侧。