內置自鎖式對接連接器及其施工方法
2023-05-08 23:25:56 1
內置自鎖式對接連接器及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種內置自鎖式對接連接器，包括下連接方筒、上連接方筒和兩片對稱設置的連接板以及夾持在兩連接板間的彈簧，所述的下連接方筒的前側壁和後側壁的內壁的左右兩端分別設置有多個上下間隔布置的定位稜，所述的連接板的底部兩側邊上分別設置有定位槽,所述的連接板底部可插入所述的下連接方筒內並使定位槽與所述的定位稜匹配嚙合，所述的連接板頂部外側面設置有多個法向縱齒，所述的上連接方筒底端設置有定位口。本發明上連接筒和下連接方筒分別固定在鋼管的內壁或柱端截面上，鋼管對接後沒有突出鋼管外周的多餘部分，特別適應集成式模塊建築緊湊精準的現場安裝要求。
【專利說明】內置自鎖式對接連接器及其施工方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種建築【技術領域】，特別是涉及一種內置自鎖式對接連接器及其施工方法。
【背景技術】
[0002]集成式模塊化建築是一種新型的建築模式。高完成度的建築模塊在工廠環境中完成90%以上的施工，然後用大型運輸設備運輸到施工現場進行組裝。組裝過程主要是通過對關鍵的模塊節點進行現場結構連接，形成結構整體剛度，其次是對建築模塊間的接縫處進行吻合，保證其安全、防水、隔聲和防腐等建築需求。因為運輸、起吊和安裝的限制，集成式模塊常常以長方體模塊形式進行生產、運輸和安裝。模塊長邊最長約為18米，短邊最長約為4.5米；模塊高為建築單層高度，即3.1米到4.5米。圖1所示為長方體模塊單元主框架結構示意圖。如圖1所示，一個長方體模塊單元主框架由四根天花板梁(兩根長邊梁100和兩根短邊梁200)，四根地板梁(兩根長邊梁100和兩根短邊梁200)，四根角柱焊接300而成。除設有牆承重的模塊以外，上下相鄰層模塊在角柱處連接，除此以外均不設結構連接，形成典型的「柱承重式模塊」(柱承式)。這種模塊的優點在於其框架布局，承重方式簡單直接；上下層間的模塊相對獨立，隔聲隔振性能好；更重要的是該結構形式有利於高效的工廠製造和簡單的現場連接。該模塊形式是充分考慮了現代化模塊建築設計、生產和施工等多方面因素後，現在普遍使用，並符合模塊建築未來發展方向的一個重要建築形式。
[0003]現行柱承式模塊結構的連接方法來源於傳統的輕鋼模塊立柱連接方式，其方法是在鋼管柱的端部焊接頂端連接板，板上開有螺栓孔。在鋼管柱側壁接近柱端處開施工口，用以在現場施工時伸入工具擰緊連接上下柱端頂板的螺栓。這種連接辦法的缺點是過大的施工孔會影響立柱的強度和剛度，尤其不利於抗震設計；過小的施工孔又不利於現場操作；另外，對施工孔完全被覆蓋的情況，該連接方式不能簡單有效地連接所有的立柱。因此，在沒有附加連接結構和外部支撐的情況下，該連接方式僅僅適用於受荷載不大、抗震等級不高的低多層輕鋼模塊結構；而且建築的水平向尺寸和形式均受限制；而且現場施工精度要求高，施工強度較大。
[0004]另外一種現行的鋼模塊連接方法是在鋼管立柱中穿過與柱等長的長拉杆，該通長拉杆固定於鋼管柱兩端，以抵抗模塊間的縱向分離。該形式雖然解決了模塊建築現場施工平面小的問題，提高了現場的工作效率，但抗震、抗風性能較差，不適用於中高層模塊建築。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種有利於提高模塊建築結構性能和抗震性能，提高其工廠生產和現場安裝的效率的內置自鎖式對接連接器及其施工方法。
[0006]為實現本發明的目的所採用的技術方案是:
[0007]—種內置自鎖式對接連接器，包括下連接方筒、上連接方筒和兩片對稱設置的連接板以及夾持在兩連接板間的彈簧，所述的下連接方筒的前側壁和後側壁的內壁的左右兩端分別設置有多個上下間隔布置的定位稜，所述的連接板的底部兩側邊上分別設置有定位槽，所述的連接板底部可插入所述的下連接方筒內並使定位槽與所述的定位稜匹配嚙合，所述的連接板頂部外側面設置有多個法向縱齒，所述的法向縱齒的上表面為斜面，所述的上連接方筒底端設置有定位口，所述的定位板上端可匹配插入所述的上連接方筒內並使所述的法向縱齒匹配嵌合入定位口。
[0008]所述的彈簧為片簧，所述的兩個連接板的內側面上設置有多個可將所述的片簧定位的卡槽。
[0009]所述的下連接方筒外側中部設置有定位環以將下連接方筒定位，所述的下連接方筒的下端設置有底板以定位連接板。
[0010]所述的下連接方筒的側壁頂部設置有斜面。
[0011]所述的連接板的頂部設置有斜面以便插入上連接方筒。
[0012]所述的上連接筒的側壁與所述的定位口相鄰處設置有拆卸孔。
[0013]一種使用所述的內置自鎖式對接連接器的施工方法，其特徵在於包括以下步驟，
[0014]I)將所述的下連接方筒的定位環以下的部分插入下鋼管內然後將下連接方筒與下鋼管固定連接，將所述的上連接筒插入上鋼管的下端內側並將其與上鋼管固定連接，其中，上連接筒下緣與上鋼管底邊的距離與所述的下連接筒定位環上部的長度相對應；
[0015]2)然後將兩片連接板沿下連接方筒縱向依次插入兩側定位稜中間，插入到位後分別將連接板向外移動並使定位槽和定位稜嵌合直至定位板與下連接方筒的前、後內壁緊靠貼合，
[0016]3)在兩連接板間嵌入彈簧並將其定位，彈簧將連接板緊壓在下連接方筒的內壁上；
[0017]4)將上鋼管緩慢的往下運動，在下降的過程中，上鋼管的底部與連接板頂部的斜面作用以迫使連接板沿定位稜向內運動並壓縮彈簧，同時，下連接方筒上部的斜面將上鋼管精確地引導，
[0018]5)當上鋼管下端面與定位環的水平上表面接觸後，彈簧迫使連接板的法向齒咬合上連接筒的定位口中，形成抗拉連接體系。
[0019]在步驟5之後還包括在對接空隙注射金屬粘合劑的步驟。
[0020]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0021]1.上連接筒和下連接方筒分別固定在鋼管的內壁或柱端截面上，鋼管對接後沒有突出鋼管外周的多餘部分，特別適應集成式模塊建築緊湊精準的現場安裝要求。
[0022]2.在連接件的對接過程中，該連接系統可以自動對接、咬合和自鎖，不需要額外的人工操作來進行定位和緊固，特別適應集成式模塊建築高效可靠的現場安裝要求
[0023]3.可靠的抗拉連接體系，可以通過調整上連接筒、下連接筒、定位稜、定位齒、法向齒、上連接筒的定位口、連接板的尺寸和數量來滿足不同的設計抗拉強度要求，從而得到一系列不同型號的連接器。
[0024]4.連接節點的設計抗拉強度和剛度在對接完成後馬上形成並進行工作，沒有養護時間要求。
[0025]5.該連接器還可以作為模塊角點的起吊點，起吊機具只要在鋼纜端部固定上連接筒，起吊前將連接板與模塊頂端的下連接方筒對接咬合，就可以形成可靠的起吊節點。吊裝完成、模塊就位後，用工具把連接板向內擠壓，就可以使連接板和上連接筒解鎖，實現分離。該體系提供了額外的、快速起吊模塊的功能，大大提高集成式模塊的生產施工效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1所示為長方體模塊單元主框架結構示意圖；
[0027]圖2所示為本發明的自鎖式對接連接器結構示意圖；
[0028]圖3所示為本發明的連接板與彈簧的結構示意圖
[0029]圖4所示為本發明的下連接方筒與下鋼管連接結構的橫向截面示意圖；
[0030]圖5所示為本發明的下連接方筒與下鋼管連接結構的橫向截面示意圖；
[0031]圖6所示為本發明的上連接筒與上鋼管連接結構的縱向截面示意圖；
[0032]圖7所示為本發明的上連接筒與上鋼管連接結構的橫向截面示意圖。
【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0034]如圖2-7所示，本發明的一種內置自鎖式對接連接器包括下連接方筒1、上連接筒2和兩片對稱設置的連接板3以及夾持在兩連接板間的鋼片彈簧4，所述的下連接方筒的外側中部固定或一體設置有定位環11，在下連接方筒底部設置有將低端封閉的底板12，同時在所述的下連接方筒的頂部的側壁上設置有斜披面以便插入上鋼管，所述的下連接方筒的前側壁和後側壁的內側面的左右兩端分別設置有多個上下間隔布置的定位稜13，所述的連接板3的底部兩側邊設置有定位槽31，所述的連接板底部可插入所述的下連接方筒內並使定位槽與所述的定位稜匹配嚙合，所述的連接板頂部外側面設置有多個法向縱齒32，所述的法向縱齒的上表面及連接板頂部均為斜面設計以便於插入上連接筒，所述的上連接筒2底端設置有可與所述的法向縱齒匹配嵌合的定位口 21。其中，除鋼片彈簧外，對接連接器的所有部件均為金屬鑄件，鑄件精度為0.2mm。
[0035]優選地，所述的彈簧為片簧，如鋼片彈簧所述的兩個連接板的內側面上設置有多個可將所述的片簧定位的卡槽。多個卡槽設置可使得片簧便捷定位並保持預定彈力。
[0036]其中，定位環將下連接方筒分為上下兩部分，定位環的厚度以與角柱壁厚相同為宜，這樣對接後沒有突出角柱外周的多餘部分，在施工安裝時，首先將所述的下連接方筒的下部分插入下鋼管100內然後將其焊接連接，或者以預埋鋼筋110的方式將下連接方筒與下鋼管內的混凝土 120進行連接，所述的定位環以上的部分同樣可匹配地插入上鋼管內部以提高連接處的強度。將所述的上連接筒2插入上鋼管200的下端內側並將其固定，其中，上連接筒下緣與上鋼管底邊的距離稍大於所述的下連接筒定位環上部的長度，以大於4mm左右為宜以滿足加工精度，上連接筒與上鋼管的固定方式可以為焊接或者以預埋鋼筋的方式。然後將兩片連接板沿下連接方筒縱向依次插入兩側的定位稜中間，插入到位後分別將連接板向外移動並使定位槽和定位稜嵌合直至定位板與下連接方筒前後內壁緊靠貼合，最後在兩連接板間的卡槽中嵌入鋼片彈簧，彈簧將連接板分別緊壓在下連接方筒的內壁上。在現場施工的過程中，上鋼管緩慢的往下運動，上鋼管的底面從而向下對接到下鋼管角柱的頂面上。在下降的過程中，上連接筒的底部與連接板頂部的斜面作用以迫使連接板沿定位稜向內運動並壓縮彈簧。同時，下連接方筒上部的斜面設計將上鋼管精確地引導，當上鋼管下端面與定位環的水平上表面接觸後，連接板的法向齒咬合上連接筒的定位口，片狀彈簧迫使連接板沿定位稜向外移動並將法向齒插入定位口中，形成抗拉連接體系。需要指出的上，所述的上鋼管、下鋼管可以為上模塊的角柱、下模塊的角柱，以及任意需要對接的兩個鋼管。
[0037]本發明的對接連接器通過一系列的沿角柱鋼管縱向的咬合機構，實現的可靠便捷的鋼管對接，所有連接件均在管內完成，以下鋼管的鋼管受拉為起點，D拉力先從下鋼管的鋼管通過焊縫或預埋鋼筋傳遞到下連接方筒，2)然後拉力通過下連接方筒的定位稜與定位槽的咬合傳遞到連接板上，3)進一步，拉力通過連接板法向齒與上連接筒定位口的咬合傳遞到上連接筒，4)最後，拉力通過上連接筒與上鋼管的焊縫或預埋鋼筋傳遞到上鋼管。
[0038]其中，如果建築物為臨時模塊建築，在使用一段時間後需要拆除，則在工廠製造時，在上鋼管和上連接筒各個定位口旁邊的側壁上開直徑為1.0cm的拆卸孔。安裝過程不變；在拆除時用工具穿過拆卸孔把連接板向內擠壓解鎖，實現解鎖。如果建築物為永久建築，為了提高結構的整體性和可靠性，在模塊安裝完畢後，可以在連接器位置的鋼管空隙注射金屬粘合劑，以阻止上下連接件間的相對運動，達到更高的強度和剛度。
[0039]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種內置自鎖式對接連接器，其特徵在於，包括下連接方筒、上連接方筒和兩片對稱設置的連接板以及夾持在兩連接板間的彈簧，所述的下連接方筒的前側壁和後側壁的內壁的左右兩端分別設置有多個上下間隔布置的定位稜，所述的連接板的底部兩側邊上分別設置有定位槽，所述的連接板底部可插入所述的下連接方筒內並使定位槽與所述的定位稜匹配嚙合，所述的連接板頂部外側面設置有多個法向縱齒，所述的法向縱齒的上表面為斜面，所述的上連接方筒底端設置有定位口，所述的定位板上端可匹配插入所述的上連接方筒內並使所述的法向縱齒匹配嵌合入定位口。
2.如權利要求1所述的內置自鎖式對接連接器，其特徵在於，所述的彈簧為片簧，所述的兩個連接板的內側面上設置有多個可將所述的片簧定位的卡槽。
3.如權利要求1所述的內置自鎖式對接連接器，其特徵在於，所述的下連接方筒外側中部設置有定位環以將下連接方筒定位，所述的下連接方筒的下端設置有底板以定位連接板。
4.如權利要求1所述的內置自鎖式對接連接器，其特徵在於，所述的下連接方筒的側壁頂部設置有斜面。
5.如權利要求2所述的內置自鎖式對接連接器，其特徵在於，所述的連接板的頂部設置有斜面以便插入上連接方筒。
6.如權利要求3所述的內置自鎖式對接連接器，其特徵在於，所述的上連接筒的側壁與所述的定位口相鄰處設置有拆卸孔。
7.一種使用如權利要求1-6任一項所述的內置自鎖式對接連接器的施工方法，其特徵在於包括以下步驟， 1)將所述的下連接方筒的定位環以下的部分插入下鋼管內然後將下連接方筒與下鋼管固定連接，將所述的上連接筒插入上鋼管的下端內側並將其與上鋼管固定連接，其中，上連接筒下緣與上鋼管底邊的距離與所述的下連接筒定位環上部的長度相對應； 2)然後將兩片連接板沿下連接方筒縱向依次插入兩側定位稜中間，插入到位後分別將連接板向外移動並使定位槽和定位稜嵌合直至定位板與下連接方筒的前、後內壁緊靠貼1=1， 3)在兩連接板間嵌入彈簧並將其定位，彈簧將連接板緊壓在下連接方筒的內壁上； 4)將上鋼管緩慢的往下運動，在下降的過程中，上鋼管的底部與連接板頂部的斜面作用以迫使連接板沿定位稜向內運動並壓縮彈簧，同時，下連接方筒上部的斜面將上鋼管精確地引導， 5)當上鋼管下端面與定位環的水平上表面接觸後，彈簧迫使連接板的法向齒咬合上連接筒的定位口中，形成抗拉連接體系。
8.如權利要求7所述的施工方法，其特徵在於，在步驟5之後還包括在對接空隙注射金屬粘合劑的步驟。
【文檔編號】E04G21/14GK104452979SQ201410392482
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】鄭天心, 竺·理察 申請人:美國國綠投資集團