CN208309809U - 一种建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，所述连接结构包括以吊耳为连接节点的连接单元，若干个连接单元用于将若干根柱状体相互连接，位于若干个连接单元两端的吊耳为端部吊耳，位于若干个连接单元之间的吊耳为中部吊耳，所述吊耳为空心框架结构，吊耳的上下两侧分别设有对位连接件，对位连接件之间穿过有螺杆，若干个连接单元之间的螺杆通过螺母相互连接，其中穿过下端的端部吊耳的螺杆的一端与预埋件固定连接，螺杆与螺母用于若干根柱状体以及连接单元之间的相互连接并提供预应拉力；所述对位连接件包括与吊耳连接的底板，底板上设有锥台形定位块，在底板与定位块上分别设有位置及尺寸均相对应用于螺杆穿过的通孔。

Description

一种建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构

技术领域

本实用新型涉及建筑构件技术领域，具体涉及一种建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构。

背景技术

目前的高层建设主要采用现场浇注混凝土的方法，结构的现场施工一般要经过支设模板、布设钢筋、浇灌混凝土再拆模的施工工序。现场施工程序及管理复杂，建设成本较大；建筑垃圾较多，建筑场地不易清洁；现场施工的噪声严重影响周围居民的生活和工作，不利于环境的保护；由于受建筑材料、气候条件、现场管理、工人素质等因素的影响，现场施工质量也不容易得到保证。采用预制建筑构件，现场连接构筑建筑物结构的方法可以克服上述诸多缺陷。然而预制建筑构件之间需要有能够保证相互之间牢固连接的连接结构。

现有技术中，专利文献CN201738600U及CN104314314A分别公开了这类装配整体式建筑物，其包括上层预制构件和下层预制构件，上层预制构件的底部预埋钢筋套筒，钢筋套筒的靠近钢筋入口一端的侧壁上开有一个注浆孔，钢筋套筒的远离钢筋入口的一端的侧壁上开出浆孔，下层预制构件上端与钢筋套管对应的位置固定设置适于伸入钢筋套管的连接钢筋。装配时连接钢筋插进钢筋套管，将水泥砂浆从注浆孔注入钢筋套管并固化，以使上层预制构件和下层预制构件连接。上述结构的下层预制构件上的纵向连接钢筋外露在构件轮廓之外，在制造和运输中容易碰撞损坏，而且钢筋所增加出来的宽度也使得运输容易超宽。安装时容易划伤操作人员，存在安全隐患。进一步地，现有技术中的连接结构中钢筋伸入套筒中的部分没有预加预应力，也使得这一连接部分的连接强度成为整体建筑的薄弱点。

现有钢框架结构的建筑构件中与本实用新型最相近似的实现方案是一种应用于模块化钢结构建筑的连接节点，用于连接由四根框架柱和八根框架梁组成的上部模块和下部模块，上部模块和下部模块分别包括两个模块单元，每个模块单元的框架柱和框架梁之间通过焊接方式连接，每个模块单元的框架柱一侧设置有开口，且框架柱的底部焊接有封板，封板和框架柱上分别设有第一水平螺栓孔和第一竖向螺栓孔；上部模块和下部模块之间通过十字形节点板和高强螺栓相互连接，十字形节点板和高强螺栓相互连接，十字形节点板包括水平板和竖向板，水平板和竖向板上分别设置有第二水平螺栓孔和第二竖向螺栓孔。上述方式模块连接结构不能同时解决结构连接体系抗剪性能不足、集成性差以及上下模块之间对位困难的问题，且需要现场焊接。该连接方式主要存在施工比较复杂，施工效率低，焊接部位易变形等缺点。

模块化建筑的理想化连接系统应符合装配式建筑的特征，兼具集成性好、连接速度快、力学性能好的特点，而目前常用的连接系统不能同时兼具以上特点，阻碍了模块化钢结构建筑由底层向多、高层建筑发展的进程，因此，模块之间的连接体系设计是一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种钢构件模块之间的连接免焊接，且具有构造简洁，传力可靠、结构整体性强等优点，而且所有的连接工作均在模块外部完成，可以和模块内部装修完美配合的建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，所述连接结构包括以吊耳为连接节点的连接单元，若干个连接单元用于将若干根柱状体相互连接，位于若干个连接单元两端的吊耳为端部吊耳，位于若干个连接单元之间的吊耳为中部吊耳，所述吊耳为空心框架结构，吊耳的上下两侧分别设有对位连接件，对位连接件之间穿过有螺杆，若干个连接单元之间的螺杆通过螺母相互连接，其中穿过下端的端部吊耳的螺杆的一端与预埋件固定连接，螺杆与螺母用于若干根柱状体以及连接单元之间的相互连接并提供预应拉力；所述对位连接件包括与吊耳连接的底板，底板上设有锥台形定位块，在底板与定位块上分别设有位置及尺寸均相对应用于螺杆穿过的通孔。

为了便于加工、便于安装操作，优选的技术方案是，所述吊耳为矩形框架结构，在所述矩形框架结构吊耳的上下及侧面均设有空洞，设置在上下的空洞用于嵌装底板。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，进一步优选的技术方案是，所述端部吊耳在其下端或上端设有一块底板，设置在底板上的锥台形定位块向框架的内部凸起，所述端部吊耳在其另一端的上侧或下侧分别设有两块底板，设置在两块底板上的锥台形定位块分别向框架的内部和框架的外部凸起。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，进一步优选的技术方案还有，在所述中部吊耳的下端和上端分别设有两块底板，设置在两块底板上的锥台形定位块分别向框架的内部和框架的外部凸起。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，进一步优选的技术方案还有，设置在所述底板上的锥台形定位块为两个梯形锥台形定位块。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，便于将对称设置的对位连接件连接在一起，进一步优选的技术方案还有，在所述吊耳设有上下两块底板的底板上分别设有位置及尺寸相对应的连接孔，连接孔之间通过连接螺栓及螺母连接两块底板。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，且便于相互连接的柱状体之间的相对调整，以及连接螺杆之间的调整，进一步优选的技术方案还有，连接在所述吊耳上下两端的所述柱状体为方管式柱状体，方管的内壁与底板的边缘之间设有间隙，螺杆与其穿过的通孔之间也设有间隙。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，进一步优选的技术方案还有，所述下端的端部吊耳与下端的柱状体之间焊接连接。

本实用新型的优点和有益效果在于：该建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构是一种提供的钢构件模块之间的连接免焊接，具有构造简洁，传力可靠、结构整体性强等优点，而且所有的连接工作均在模块外部完成，可以和模块内部装修完美配合。该建造方法缩短建造周期，提高建造效率，特别适合场地建造环境不佳以及对建造时间有着特殊需要的建筑。而结构的连接节点是模块化装配式建筑的重点，需要满足装配式建筑建造迅速的同时，保证建筑使用期间长期的结构稳定性。因此，本连接节点重点解决集成化设计，将结构体系连接处的吊装、连接、抗弯、抗剪、抗震设计集成处理，又满足了模块化装配的准确定位问题。

所述扦销式连接结构还具有体系集成化、施工快速化、使用可持续性的特点，所述扦销式连接结构可完全整合在重钢结构的钢管柱中和一种用于扦销式连接结构的模块化建筑吊耳中，能够同时解决模块化钢结构建筑结构连接结构需要焊接、抗剪性能不足、集成性差以及上下模块之间对位困难等问题，提高了模块化钢结构建筑的拆装速度和安全性能，为由低层建筑向多、高层建筑发展提供了一种集成化的结构连接手段。

所述扦销式连接结构可以实现快速拼装的高度装配式建筑，具有建设速度快、标准化程度高、全生命周期可持续的特点。模块化钢结构建筑的建造方法与传统建筑的建造方法不同，是将标准化模块在工厂中预制生产，生产完成后运输至建设场地进行连接拼装，施工全过程采用干法作业，能够节约大量的人力物力。

附图说明

图1是本实用新型建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构的轴侧示意图；

图2是图1中的3个连接单元的局部放大示意图；

图3是图2中吊耳的俯视图；

图4是图3中吊耳的A-A剖视图；

图5是图3中吊耳的B-B剖视图；

图6是图4中吊耳的C-C剖视图；

图7是图2中端部吊耳上对位连接件的附视图；

图8是图7中端部吊耳上对位连接件附的A-A剖视图；

图9是图7中端部吊耳上对位连接件附的B-B剖视图；

图10是图2中中部吊耳上对位连接件的附视图；

图11是图10中中端部吊耳上对位连接件附的A-A剖视图；

图12是图10中中部吊耳上对位连接件附的B-B剖视图。

图中：1、吊耳；1-1、端部吊耳；1-2、中部吊耳；1-3、空洞；2、柱状体；3、对位连接件；3-1、底板；3-2、定位块；3-3、连接孔；4、螺杆；5、螺母；6、预埋件；7、通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1至图12所示，本实用新型是一种建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，所述连接结构包括以吊耳1为连接节点的连接单元，若干个连接单元用于将若干根柱状体2相互连接，位于若干个连接单元两端的吊耳1为端部吊耳1-1，位于若干个连接单元之间的吊耳1为中部吊耳1-2，所述吊耳1为空心框架结构，吊耳的上下两侧分别设有对位连接件3，对位连接件之间穿过有螺杆4，若干个连接单元之间的螺杆4通过螺母5相互连接，其中穿过下端的端部吊耳1-1的螺杆4的一端与预埋件6固定连接，螺杆4与螺母5用于将若干根柱状体2以及连接单元之间的相互连接并提供预应拉力；所述对位连接件3包括与吊耳1连接的底板3-1，底板3-1上设有锥台形的定位块3-2，在底板3-1与定位块3-2上分别设有位置及尺寸均相对应用于螺杆4穿过的通孔7。

其中螺杆4采用标准全螺纹抗剪螺杆，可根据结构计算确定所述标准全螺纹抗剪螺杆的型号，进而确定所述对位连接件的中部通孔7的尺寸、抗剪紧固件和螺母5的型号。所述螺母5采用标准长连接螺母，螺母的型号根据所述标准全螺纹抗剪螺杆确定。为运输方便，标准全螺纹抗剪螺杆的长度较短，采用长连接螺母用于加长较短的标准全螺纹抗剪螺杆。

为了便于加工、便于安装操作，本实用新型优选的实施方案是，所述吊耳1为矩形框架结构，在所述矩形框架结构吊耳1的上下及侧面均设有空洞1-3，设置在上下的空洞1-3用于嵌装底板3-1。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，本实用新型进一步优选的实施方案是，所述端部吊耳1-1在其下端或上端设有一块底板3-1，设置在底板上的锥台形的定位块3-2向框架的内部凸起，所述端部吊耳1-1在其另一端的上侧或下侧分别设有两块底板3-1，设置在两块底板3-上的锥台形的定位块3-2分别向框架的内部和框架的外部凸起。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，本实用新型进一步优选的实施方案还有，在所述中部吊耳1-2的下端和上端分别设有两块底板3-1，设置在两块底板3-1上的锥台形的定位块3-2分别向框架的内部和框架的外部凸起。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，本实用新型进一步优选的实施方案还有，设置在所述底板3-1上的锥台形的定位块3-2为两个梯形锥台形的定位块3-2。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，便于将对称设置的对位连接件3连接在一起，本实用新型进一步优选的实施方案还有，在所述吊耳1设有上下两块底板的底板3-1上分别设有位置及尺寸相对应的连接孔3-3，连接孔3-3之间通过连接螺栓及螺母连接两块底板3-1。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，且便于相互连接的柱状体2之间的相对调整，以及连接螺杆4之间的调整，本实用新型进一步优选的实施方案还有，连接在所述吊耳1上下两端的所述柱状体2为方管式柱状体，方管的内壁与底板3-2的边缘之间设有间隙，螺杆4与其穿过的通孔7之间也设有间隙。

为了便于连接，并能够确保连接部位具有足够的强度和稳定性，本实用新型进一步优选的实施方案还有，所述下端的端部吊耳1-1与下端的柱状体2之间焊接连接。

柱状体2之间的连接操作可按照以下操作步骤进行连接，将最下面的吊耳1通过连接件3与支撑件焊接在预制柱状体2上，安装基础段后用螺母5连接螺杆4即预应力拉杆，使其螺杆4与螺母5连接后的长度长于柱状体2的长度，将方管状柱状体2沿螺杆套下，再将下一个吊耳1与连接件3套装在柱状体2的上端，如此重复直至将上端的端部吊耳1安装完毕。

预应力施加检测报告

通过对该建筑进行建模，并对其施加相应的荷载，在PKPM计算结果中，提取底层柱的轴力(主要是拉力)，然后通过施加预应力，抵消大部分的拉力，同时提高建筑的抗倾覆能力，即能够减少弯矩作用的影响，使建筑物成为一个整体。

通过PKPM的计算，提取一层柱中最大的拉力为F＝61.3kN，按照预应力抵消85％计算，即需要施加预应力大小为F＝50.0kN。

本次预应力施加采用锚杆和螺母，为减少预应力损失，采用防滑垫圈及六角铁带齿防松防滑法兰螺母，预应力施加的大小通过在锚杆上布置一定数量的应变测点，通过应变来计算施加预应力的大小。本次检测去锚杆的直径为16mm，弹性模量E＝200□10³N/mm²，根据F＝EeA，可以计算出

一、只有一层柱的预应力施加数据结果

一层锚杆均匀布置4个测点，取有效测点数据如下(uε)

二、二层柱的预应力施加数据结果

一、二层锚杆各均匀布置4个测点，取有效测点数据如下

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，其特征在于，所述连接结构包括以吊耳为连接节点的连接单元，若干个连接单元用于将若干根柱状体相互连接，位于若干个连接单元两端的吊耳为端部吊耳，位于若干个连接单元之间的吊耳为中部吊耳，所述吊耳为空心框架结构，吊耳的上下两侧分别设有对位连接件，对位连接件之间穿过有螺杆，若干个连接单元之间的螺杆通过螺母相互连接，其中穿过下端的端部吊耳的螺杆的一端与预埋件固定连接，螺杆与螺母用于若干根柱状体以及连接单元之间的相互连接并提供预应拉力；所述对位连接件包括与吊耳连接的底板，底板上设有锥台形定位块，在底板与定位块上分别设有位置及尺寸均相对应用于螺杆穿过的通孔。

2.如权利要求1所述的建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，其特征在于，所述吊耳为矩形框架结构，在所述矩形框架结构吊耳的上下及侧面均设有空洞，设置在上下的空洞用于嵌装底板。

3.如权利要求2所述的建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，其特征在于，所述端部吊耳在其下端或上端设有一块底板，设置在底板上的锥台形定位块向框架的内部凸起，所述端部吊耳在其另一端的上侧或下侧分别设有两块底板，设置在两块底板上的锥台形定位块分别向框架的内部和框架的外部凸起。

4.如权利要求2所述的建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，其特征在于，在所述中部吊耳的下端和上端分别设有两块底板，设置在两块底板上的锥台形定位块分别向框架的内部和框架的外部凸起。

5.如权利要求3或4所述的建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，其特征在于，设置在所述底板上的锥台形定位块为两个梯形锥台形定位块。

6.如权利要求3或4所述的建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，其特征在于，在所述吊耳设有上下两块底板的底板上分别设有位置及尺寸相对应的连接孔，连接孔之间通过连接螺栓及螺母连接两块底板。

7.如权利要求3或4所述的建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，其特征在于，连接在所述吊耳上下两端的所述柱状体为方管式柱状体，方管的内壁与底板的边缘之间设有间隙，螺杆与其穿过的通孔之间也设有间隙。

8.如权利要求7所述的建筑用模块化钢结构件间的扦销式连接结构，其特征在于，所述下端的端部吊耳与下端的柱状体之间焊接连接。