WO2020015601A1 - 一种建筑类连接结构件 - Google Patents

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Abstract

一种建筑类连接结构件（100），包括旋接件（1）、插接杆（2）、筒夹（3）和锁止螺母（4），插接杆（2）轴向连接外部第一刚性棒材（200）且具有螺杆段（21）和变径插接头（23）；筒夹（3）旋接外部第二刚性棒材（300）且具有夹持变径插接头（23）的变径夹持部（32）；锁止螺母（4）与螺杆段（21）旋接且朝向筒夹（3）开设匹配变径夹持部（32）的变径容纳腔（42）。该建筑类连接结构件（100）结构简单、装配简便、抗拔抗压性能好。

Description

一种建筑类连接结构件
本申请要求于2018年07月17日提交中国专利局、申请号为201810780482.5、发明名称为“一种建筑类连接结构件”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种建筑类连接结构件。
背景技术
装配式建筑因具有建造速度快、受气候条件影响小、节约劳动力、高效环保、质量标准化等优点而受到大力推广。目前，装配式建筑的各混凝土拼接单元(如墙体、楼板、楼梯等)通常在工厂中采用模具预制成型，待运送到施工场地后使用连接件进行强度连接。在传统的施工方法中，通常在混凝土拼接单元中预埋端部外露的钢筋，并通过双头螺母旋接钢筋的端部，由于连接强度只靠双头螺母和钢筋之间的螺纹旋接接头提供，因此，此种连接方式的连接强度不甚理想。
针对上述情况，现有技术公开了一种万向钢筋机械连接组件，该万向钢筋机械连接组件包括至少两个机械连接套筒和一个中间连接杆，机械连接套筒一端直接与待接的预制构件钢筋端部固定连接，机械连接套筒另一端连接锥面连接件，所述锥面连接件具有中心锥孔，中间连接杆的两端分别穿过两机械连接套筒的锥面连接件中心锥孔，并在中间连接杆的两端连接固定端部定位件。
相对于双头螺母连接方式，上述的万向钢筋机械连接组件虽然在一定程度上改善了连接强度，但是，此种万向钢筋机械连接组件具有较多的零部件，且零部件之间多采用螺纹旋接，这就导致万向钢筋机械连接组件的制造成本较高。此外，由于在装配过程中，还需要多次进行螺纹旋接，因而整个装配过程较为繁琐。
又如现有技术公开了一种机械连接组件，该机械连接组件包括至少两个机械连接套筒和至少两个端部定位件，机械连接套筒和机械连接套筒直接螺纹连接，或者机械连接套筒和机械连接套筒分别与双头螺柱螺纹连接，机械连接套筒一端开有锥孔或者连接固定锥面连接件，锥面连接件中心孔 为锥孔，预制构件钢筋穿过机械连接套筒的锥孔或锥面连接件的锥孔，并在预制构件钢筋端部固定连接端部定位件。锥面连接件采用锥面螺柱或锥面螺母。端部定位件采用球面螺母或锥面螺母，球面螺母或锥面螺母与锥面连接件采用球锥面连接；端部定位件与预制构件钢筋端部的固定连接采用螺纹连接或焊接。
此种机械连接组件虽然简化了结构并降低了装配工作量，但是，该机械连接组件存在这样的不足：由于端部定位件与机械连接套筒之间缺乏可靠稳定的连接，当两根预制构件钢筋承受轴向压力时，因而会造成两根预制构件钢筋相互靠近而导致预制构件连接强度欠佳，即轴向抗压性能较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种结构简单、装配简便、抗拔抗压性能佳的建筑类连接结构件。
为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种建筑类连接结构件，具有如下结构：包括:
插接杆，其轴向连接外部第一刚性棒材且具有螺杆段和变径插接头；
筒夹，旋接外部第二刚性棒材且具有夹持变径插接头的变径夹持部；以及
锁止螺母，与螺杆段旋接且朝向筒夹开设匹配变径夹持部的变径容纳腔；
其中，变径插接头具有在由第一刚性棒材至第二刚性棒材方向上直径依次增大的第一变径段，变径夹持部夹持第一变径段；
在由第一刚性棒材至第二刚性棒材的方向上，变径夹持部依次包含直圆段和直径逐渐增大的锥形段；
变径容纳腔具有直孔段，锁止螺母设置有扭矩施加部，当向筒夹方向旋紧锁止螺母时，直圆段径向束紧在直孔段内。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：直圆段的外周壁形成有至少一条环形槽，直孔段的孔壁形成有至少一条匹配环形槽的环状筋；
或者，直圆段的外周壁形成有至少一条环形凸起，直孔段的孔壁形成 有至少一条匹配环形凸起的环形槽。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：变径插接头还具有第二变径段，且第一变径段位于螺杆段和第二变径段之间；
在由第一刚性棒材至第二刚性棒材的方向上，第二变径段的直径依次减小。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：第一变径段和第二变径段均为锥段，且第二变径段的锥度大于第一变径段的锥度；
或者，第一变径段为锥段，第二变径段为半球。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：插接杆还包括轴向衔接螺杆段和第一变径段的直圆柱段，直圆柱段的直径等于第一变径段的最小直径。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：变径夹持部于端面处环绕筒夹的中轴线间隔开设至少两条剖沟；
其中，各剖沟的长度大于或等于第一变径段的轴向长度。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：还包括两端部分别旋接第一刚性棒材和螺杆段的旋接件；
其中，旋接件与螺杆段的旋接长度大于或等于螺杆段的最大直径；和/或
旋接件与第一刚性棒材的旋接长度大于或等于第一刚性棒材的最大直径。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：旋接件的两端部分别开设轴向对齐的第一螺纹孔和第二螺纹孔，且第一螺纹孔的公称直径大于或等于第二螺纹孔的公称直径；
或者，第一刚性棒材的端部螺纹规格和螺杆段的螺纹规格相同，旋接件沿轴向开设一螺纹通孔。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：变径容纳腔连通螺纹孔，且变径容纳腔的最小内直径大于锁止螺母的螺纹孔的最大孔径；
变径容纳腔还具有锥孔段，锥孔段的锥度大于或等于锥形段的锥度；
直孔段的轴向长度大于或等于直圆段的轴向长度。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：筒夹与第二刚性棒材的旋接长度大于或等于第二刚性棒材的最大直径；
变径插接头的端面直径小于变径夹持部的最小内孔径，变径插接头的最大直径小于螺杆段的最大直径。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：插接杆与第一刚性棒材相旋接固定。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：在筒夹的长度方向上，变径夹持部的壁厚均匀相等。
进一步的，上述的建筑类连接结构件中，还具有如下结构：扭矩施加部包含至少一平直面；
扭矩施加部为外齿轮或正六边形棱柱。
本发明提供的建筑类连接结构件只采用插接杆、筒夹以及锁止螺母三个零部件，因而具有结构简单的优点。并且，插接杆的螺杆段连接第一刚性棒材，筒夹旋接第二刚性棒材的端部并强力夹持插接杆的变径插接头，锁止螺母与螺杆段旋接，因而能够简化装配流程，使得装配施工过程更加简便。
此外，由于变径夹持部包含直圆段和直径逐渐增大的锥形段，锁止螺母朝向筒夹开设匹配变径夹持部的变径容纳腔，当变径插接头插接到位且向筒夹方向旋紧锁止螺母时，能够使得变径夹持部伸入变径容纳腔内，且变径夹持部的直圆段径向束紧在锁止螺母的直孔段内，因此，当插接杆承受轴向拉拔力时，即使变径插接头具有向第一刚性棒材方向移动的趋势，变径夹持部也会因变径容纳腔的束紧作用无法径向张开以使得与变径插接头相脱离；当插接杆承受轴向压力时，锁止螺母的变径容纳腔与筒夹的变径夹持部相抵接，筒夹旋接插接杆的螺杆段，能够防止插接杆向第二刚性棒材方向移动。因而无论是承受轴向压力或轴向拉拔力时，第一刚性棒材和插接杆之间、插接杆和筒夹之间、筒夹和第二刚性棒材之间均能保持稳定的连接强度，从而保证较佳的轴向抗压或抗拔性能，进而能够为混凝土预制构件提供可靠连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是实施例一中建筑类连接结构件的装配图；
图2是实施例一中插接杆的结构图；
图3是实施例一中旋接件的结构图；
图4是实施例一中筒夹的轴向剖视图；
图5是实施例一中锁止螺母的轴向剖视图；
图6是实施例一中筒夹与锁止螺母的连接示意图；
图7是实施例二中建筑类连接结构件的装配图；
图8是实施例三中筒夹的结构图；
图9是实施例三中锁止螺母的结构图；
图10是实施例三中筒夹与锁止螺母的连接示意图。
附图中：
100、建筑类连接结构件；
200、第一刚性棒材；201、膨大端；202、螺纹孔；
300、第二刚性棒材；
1、旋接件；11、螺纹通孔；
2、插接杆；21、螺杆段；22、直圆柱段；23、变径插接头；231、第一变径段；232、第二变径段；
3、筒夹；31、旋接部；311、螺纹孔；32、变径夹持部；321、锥形段；322、直圆段；322a、环形槽；323、剖沟；
4、锁止螺母；41、螺纹孔；42变径容纳腔；421、直孔段；421a、环状筋；422、锥孔段；43、扭矩施加部。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明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， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
<实施例一>
如图1所示，本实施例提供的建筑类连接结构件100用于轴向对接第一刚性棒材200和第二刚性棒材300，第一刚性棒材200和/或第二刚性棒材300可以是钢棒、钢筋或者可以是任意一种满足刚度、强度要求的刚性条状物。第一刚性棒材200和第二刚性棒材300可以是预先埋设在两个分离的混凝土预制构件(如墙板、立柱、楼板、楼梯等)中，且第一刚性棒材200和第二刚性棒材300均加工有端部螺纹。该建筑类连接结构件100包括:旋接件1、插接杆2、筒夹3以及锁止螺母4。
如图1和图2所示，插接杆2轴向连接外部第一刚性棒材200，且沿自身轴向依次具有螺杆段21、直圆柱段22以及变径插接头23。其中，第一刚性棒材200的端部螺纹规格和螺杆段21的螺纹规格相同。变径插接头23的最大直径D1小于螺杆段21的最大直径D2，这样能够合理压缩筒夹3的径向尺寸，减少筒夹3的体积。
具体的，变径插接头23具有第一变径段231和第二变径段232，且第一变径段231位于螺杆段21和第二变径段232之间，在由第一刚性棒材200至第二刚性棒材300的方向上，第一变径段231的直径依次增大，第二变径段232的直径依次减小。本实施例中，直圆柱段22轴向衔接螺杆段21和第一变径段231，且直圆柱段22的直径D3等于第一变径段231的最小直径。这样的结构设计，能够防止第一变径段231和螺杆段21连接处直径过小而影响抗剪切强度和抗拔性能。
如图1至图3所示，旋接件1两端部分别旋接第一刚性棒材200和螺杆段21，具体的，旋接件1沿轴向开设一螺纹通孔11，螺纹通孔11能够旋接第一刚性棒材200和螺杆段21。本实施例中，为了保证第一刚性棒材200和螺杆段21的连接强度，旋接件1与螺杆段21的旋接长度大于或等于螺杆段21的最大直径，旋接件1与第一刚性棒材200的旋接长度大于或等于第一刚性棒材200的最大直径。
当然，在本发明提供的建筑类连接结构件100中，旋接件1的两端部分别开设轴向对齐的第一螺纹孔和第二螺纹孔，且第一螺纹孔的公称直径大于或等于第二螺纹孔的公称直径；其中，第一螺纹孔和第一刚性棒材200 旋合，第二螺纹孔和螺杆段21旋合，且第一螺纹孔的孔深等于第二螺纹孔的孔深，且第一螺纹孔和第二螺纹孔还可以相联通。
如图1、图2以及图4所示，筒夹3具有旋接第二刚性棒材300的旋接部31和夹持变径插接头23的变径夹持部32，为了保证筒夹3与第二刚性棒材300的旋接强度，旋接部31与第二刚性棒材300的旋接长度大于或等于第二刚性棒材300的最大直径。另外，本实施例中，第二刚性棒材300的端部螺纹规格和第一刚性棒材200的端部螺纹规格相同，这就能够使得旋接部31的螺纹孔311规格和旋接件1的螺纹通孔11规格形同。
进一步的，变径夹持部32夹持插接杆2的第一变径段231，本实施例中，变径夹持部32具有匹配第一变径段231的锥形内腔，即在筒夹3的长度方向上，变径夹持部32的壁厚均匀相等，这就能够保证各弹性夹持片均具有较好的弹性变形能力和夹持强度，且变径插接头23的端面直径D4小于变径夹持部32的最小内孔径D5，从而能够避免插接杆2和筒夹3连接失败或连接强度不够。
如图2和图4所示，本实施例中，第一变径段231和第二变径段232均为锥段，且第二变径段232的锥度大于第一变径段231的锥度。这就能够使得第一变径段231的轴向长度大于第二变径段232的轴向长度，从而保证变径夹持部32与第一变径段231之间的有效夹持长度。有效夹持长度越大，变径夹持部32与第一变径段231之间的面摩擦力越大，有利于提高建筑类连接结构件100的抗拔、抗拉性能。当然，在本发明提供的建筑类连接结构件100中，在第一变径段231为锥段的情况下，第二变径段232还可以是半球，或者是具有部分球面。
本实施例中，变径夹持部32于端面处环绕筒夹3的中轴线等间隔开设至少两条剖沟323，各剖沟323的长度大于或等于第一变径段231的轴向长度，各剖沟323将变径夹持部32分割成数个环绕中轴线且能够径向上张开或收拢的弹性夹持片。详细地说，在变径插接头23插入锥形内腔过程中，各弹性夹持片处于张开状态；当变径插接头23插接到位后，各弹性夹持片处于收拢状态。当然，在本发明提供的筒夹3中，各剖沟323的可以非等间隔的方式开设。
如图1、图4和以及图5所示，锁止螺母4与螺杆段21旋接且朝向筒 夹3开设匹配变径夹持部32的变径容纳腔42，变径容纳腔42连通螺纹孔41，螺纹孔41匹配插接杆2的螺杆段21，且变径容纳腔42的最小内直径D6大于螺纹孔41的最大孔径D7。本实施例中，变径容纳腔42具有直孔段421和锥孔段422，直孔段421的轴向长度大于或等于直圆段322的轴向长度，锥孔段422的最小内径大于或等于直孔段421的最大内径，且在由第一刚性棒材200至第二刚性棒材300的方向上，锥孔段422的内直径逐渐增大。
如图4至图6所示，本实施例中，变径容纳腔42的最小内直径D6大于变径夹持部32的最小外直径D8，且在由第一刚性棒材200至第二刚性棒材300的方向上，变径夹持部32依次包含直圆段322和直径逐渐增大的锥形段321，直圆段322可与直孔段421间形成微小的径向间隙，既能够方便直圆段322伸入直孔段421中，还能避免直圆段322径向张开使得变径插接头23脱离锥形内腔。
锥孔段422的锥度大于或等于锥形段321的锥度。当变径插接头23插接到位且各弹性夹持片处于收拢状态下，向筒夹3方向旋紧锁止螺母4时，变径夹持部32伸入至变径容纳腔42内并相抵接，且直圆段322径向束紧在直孔段421内，因而即使轴向拉拔插接杆2，各弹性夹持片在直孔段421内无法张开而限制插接杆2的轴向移动，确保变径插接头23无法脱离筒夹3的锥形内腔。
本实施例中，为了方便手动或自动化旋拧锁止螺母4，锁止螺母4设置有扭矩施加部43。具体的，扭矩施加部43包含至少一平直面。作为优选的扭矩施加结构，扭矩施加部43为外齿轮或正六边形棱柱。
<实施例二>
本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
如图7所示，相对于实施例一，本实施例提供的建筑类连接结构件100还具有这样的结构：插接杆2与第一刚性棒材200相旋接固定。
具体的，当第一刚性棒材200端部为镦粗形成的膨大端201时，则直接在膨大端201的端面上沿轴向开设螺纹孔202，插接杆2的螺杆段21可 直接旋接螺纹孔202。
相对于实施例一，本实施例提供的建筑类连接结构件100简化了零部件的数量，还简化了装配工艺，从而提高装配式建筑的装配效率。
<实施例三>
本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
如图8和图9所示，相对于实施例一，本实施例提供的建筑类连接结构件100还具有这样的结构：直圆段322的外周壁形成有2至4条环形槽322a，直孔段421的孔壁形成有2至4条匹配环形槽322a的环状筋421a；当然，在本发明提供的建筑类连接结构件100中，可以直圆段322的外周壁形成有至少一条环形槽322a，直孔段421的孔壁形成有至少一条匹配环形槽322a的环状筋421a即可；还可以是这样的结构设置：直圆段322的外周壁形成有至少一条环形凸起，直孔段421的孔壁形成有至少一条匹配环形凸起的环形槽。
如图10所示，相对于实施例一，本实施例提供的建筑类连接结构件100中，当锁止螺母4和筒夹3完成连接时，锁止螺母4和筒夹3能够通过筋槽组合结构相互咬合，从而进一步提高锁止螺母4和筒夹3的连接强度，进而提高建筑类连接结构件100的轴向抗拔和抗压性能。
在本发明提供的建筑类连接结构件100，还可以将实施例二中的技术方案和实施例三中的技术方案相结合。
以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

  1. 一种建筑类连接结构件，其特征在于，包括:
    插接杆，其轴向连接外部第一刚性棒材且具有螺杆段和变径插接头；
    筒夹，旋接外部第二刚性棒材且具有夹持变径插接头的变径夹持部；以及
    锁止螺母，与螺杆段旋接且朝向筒夹开设匹配变径夹持部的变径容纳腔；
    其中，变径插接头具有在由第一刚性棒材至第二刚性棒材方向上直径依次增大的第一变径段，变径夹持部夹持第一变径段；
    在由第一刚性棒材至第二刚性棒材的方向上，变径夹持部依次包含直圆段和直径逐渐增大的锥形段；
    变径容纳腔具有直孔段，锁止螺母设置有扭矩施加部，当向筒夹方向旋紧锁止螺母时，直圆段径向束紧在直孔段内。
  2. 根据权利要求1的建筑类连接结构件，其特征在于，直圆段的外周壁形成有至少一条环形槽，直孔段的孔壁形成有至少一条匹配环形槽的环状筋；
    或者，直圆段的外周壁形成有至少一条环形凸起，直孔段的孔壁形成有至少一条匹配环形凸起的环形槽。
  3. 根据权利要求1的建筑类连接结构件，其特征在于，变径插接头还具有第二变径段，且第一变径段位于螺杆段和第二变径段之间；
    在由第一刚性棒材至第二刚性棒材的方向上，第二变径段的直径依次减小。
  4. 根据权利要求3的建筑类连接结构件，其特征在于，第一变径段和第二变径段均为锥段，且第二变径段的锥度大于第一变径段的锥度；
    或者，第一变径段为锥段，第二变径段为半球。
  5. 根据权利要求3的建筑类连接结构件，其特征在于，插接杆还包括轴向衔接螺杆段和第一变径段的直圆柱段，直圆柱段的直径等于第一变径段的最小直径。
  6. 根据权利要求1的建筑类连接结构件，其特征在于，变径夹持部于端面处环绕筒夹的中轴线间隔开设至少两条剖沟；
    其中，各剖沟的长度大于或等于第一变径段的轴向长度。
  7. 根据权利要求1的建筑类连接结构件，其特征在于，还包括两端部分别旋接第一刚性棒材和螺杆段的旋接件；
    其中，旋接件与螺杆段的旋接长度大于或等于螺杆段的最大直径；和/或
    旋接件与第一刚性棒材的旋接长度大于或等于第一刚性棒材的最大直径。
  8. 根据权利要求7的建筑类连接结构件，其特征在于，旋接件的两端部分别开设轴向对齐的第一螺纹孔和第二螺纹孔，且第一螺纹孔的公称直径大于或等于第二螺纹孔的公称直径；
    或者，第一刚性棒材的端部螺纹规格和螺杆段的螺纹规格相同，旋接件沿轴向开设一螺纹通孔。
  9. 根据权利要求1的建筑类连接结构件，其特征在于，变径容纳腔连通螺纹孔，且变径容纳腔的最小内直径大于锁止螺母的螺纹孔的最大孔径；
    变径容纳腔还具有锥孔段，锥孔段的锥度大于或等于锥形段的锥度；
    直孔段的轴向长度大于或等于直圆段的轴向长度。
  10. 根据权利要求1的建筑类连接结构件，其特征在于：筒夹与第二刚性棒材的旋接长度大于或等于第二刚性棒材的最大直径；
    变径插接头的端面直径小于变径夹持部的最小内孔径，变径插接头的最大直径小于螺杆段的最大直径；
    插接杆与第一刚性棒材相旋接固定；
    在筒夹的长度方向上，变径夹持部的壁厚均匀相等；
    扭矩施加部包含至少一平直面；
    扭矩施加部为外齿轮或正六边形棱柱。
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