一种用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构及其使用方法与流程

本发明涉及一种用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构及其使用方法，属于市政建筑连接结构技术领域。

背景技术：

市政建筑的装配式建筑是指将传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好构件和配件运输到施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑，具有节能、环保、工期短等优点。其中连接方式是决定装配式建筑结构整体性能的关键，需要满足安全、快速安装、易加工等要求。现今装配式建筑连接形式针对不同的应用场景复杂多样，如对于节点要求高的预制混凝土体系高层建筑常采用套筒连接，对于节点要求相对较低的预制混凝土体系低层建筑和围护结构可采用软索连接，对于钢结构体系常采用螺栓连接和焊接。

但上述现有连接技术具有如下缺陷：

（1）套筒连接具有节点受力性能好的优点，几乎等同于现浇体系节点受力性能，常用于高层装配式建筑。但其存在成本高、工序多、需要人工现场安装及无法检测套筒连接质量等缺陷。

（2）软索连接是一种欧洲常用的装配式连接结构，在国内应用较少，其具有连接可靠、方便施工、价格低廉等优点。但是需要布置插筋固定两侧软索，并对节点区域进行灌浆才能发挥节点作用，节点受拉时新旧混凝土界面承载力和软索难以同步抵抗外力，受拉性能较弱，且仅适用于竖向预制构件。

（3）钢结构体系常采用的螺栓连接和焊接方式，安装较为繁琐，需要专业安装人员才能保证节点连接质量和连接性能。

（4）上述连接方式安装后都难以或者无法拆卸，因此难以重复利用。

（5）上述连接方式对于不同体系的适用性较低，如套筒连接和软索连接仅用于混凝土结构体系，而焊接方式仅用于钢结构体系。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构及其使用方法。该连接结构现场连接安装工序简单，无需节点安装专业人员。而且适用范围广，灵活性强，可适用于钢结构体系、混凝土结构体系木结构体系等装配式建筑体系，并且可根据临时性构筑物和永久性构筑物不同要求调整连接做法。

本发明的技术方案：一种用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构，包括有带肋u型件，带肋u型件包括有u型构件，u型构件弯折头端后方设有肋条，肋条的两端分别与u型构件的两侧杆件固定连接，还包括有套环，肋条穿入套环中，还包括有1个u型件。

前述的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构中，所述套环采用高强度材料制成，所述u型件和带肋u型件采用刚度较大且不易变形的材料制成。

前述的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构中，所述u型件和带肋u型件采用相同材料制成。

前述的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构中，所述u型件和带肋u型件远离折弯部分的杆件端部为向下弯折结构、尖刺结构、螺纹结构或与竖向连接板固定连接。

一种用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构的使用方法，该使用方法具体包括以下步骤:

a.制作预制构件

预制构件制作过程中，将u型件和带肋u型件远离折弯部分的杆件端部分别固定在2个预制构件的侧壁上，制成预制构件；

b.预制构件安装

b1:将固定有带肋u型件的预制构件固定至指定位置，将另一个固定有u型件的预制构件吊起，水平推动吊起的预制构件，使u型件位于带肋u型件的正下方，并使u型件折弯头端与套环侧面接触，推动套环转动；

b2:套环随着u型件的推动绕肋条自动旋转，待旋转至带肋u型件上方时自动下落，使得套环卡入u型件中，之后反向水平推动吊起的预制构件，使u型件和带肋u型件之间空隙减小且u型件折弯头端内壁挤压套环，临时性节点安装完成。

前述的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构的使用方法中，当预制构件安装完成后，需要拆除时，将固定有带肋u型件的预制构件吊起，向另一个预制构件方向水平移动使u型件中部具有使套环可以旋转的足够空间，将套环托起后，水平反向移动预制构件即可完成拆卸。

前述的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构的使用方法中，当预制构件用于永久性构筑物时，完成步骤b2后，在u型件与带肋u型件连接处两侧布置模板，在预制构件连接部分浇筑填充混凝土形成芯柱，永久性连接节点完成。

前述的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构的使用方法中，所述步骤a制作预制构件过程中，当预制构件为混凝土预制构件时，将u型件和带肋u型件远离折弯部分的杆件端部分别与预制构件的钢筋部分焊接形成一体，布置模板后整体浇注，形成混凝土预制构件；

当预制构件为钢结构预制构件时，将u型件与带肋u型件远离折弯部分的杆件端部采用焊接或螺栓连接方式与钢结构预制构件侧面连接；

当预制构件为木结构预制构件时，将u型件和带肋u型件远离折弯部分的杆件端部直接钉入木结构预制构件的侧壁中。

前述的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构的使用方法中，所述步骤b2过程中，u型件折弯头端内壁挤压套环时，u型件折弯头端内壁距离套环中点的水平距离小于套环的半径。

前述的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构的使用方法中，当预制构件为混凝土预制构件时，填充混凝土强度应高于混凝土预制构件强度1～2个等级。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的装置具有以下优点：

1、本发明的装置使用过程中仅需u型件和套环即可完成节点连接，成本低，并且当需要浇注填充混凝土时由于节点构造简单，节点连接质量有保障，不需检测连接质量；

2、本发明采用套环与u型件卡扣的方式进行连接，无需插筋和灌浆即可达到一定的连接性能，节点受拉时由套环和u型件的卡扣进行抵抗，套环处于受压状态且由于套环为圆形受力更为均匀，承载力更高。最后不仅可适用于竖向预制构件的连接，还可用于横向预制构件；

3、本结构可直接制作在钢结构构件上，适用于临时性钢结构连接，连接简单无需专业安装人员即可完成。而且还可以用于混凝土结构体系，并且可以用于钢结构体系和木结构体系，具有良好的体系适用性；

4、本结构安装后仍然可以拆卸，并且不需要其他专业工具即可完成，达到可快速拆卸、重复利用和节约资源的目的；

综上所述，本发明具有现场连接安装工序简单，无需节点安装专业人员；适用范围广，灵活性强，可适用于钢结构体系、混凝土结构体系、木结构体系等装配式建筑体系，并且可根据临时性构筑物和永久性构筑物不同要求调整连接做法；连接构造简单，适用于自动化生产线；可拆卸重复利用，节约资源；节点可靠，节点受拉承载力高于软索连接等优点。

本发明是一种体系构造简单、体系适用性强、成本低廉、安装简易、可拆卸、具有良好可靠性和适用性的用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的其它几种结构示意图；

附图3为本发明连接步骤示意图；

附图4是本发明临时连接时应用于混凝土构件中的正视图和俯视图；

附图5是本发明永久连接时应用于混凝土构件中的正视图和俯视图。

附图标记：1-u型件，2-套环，3-u型件，301-u型构件，302-肋条，4-预制构件，5-填充混凝土，6-竖向连接板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：一种用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构，如附图1-5所示，包括有带肋u型件3，带肋u型件3包括有u型构件301，u型构件301弯折头端后方设有肋条302，肋条302的两端分别与u型构件301的两侧杆件固定连接，还包括有套环2，肋条302穿入套环2中，从而将套环2与带肋u型件3连接在一起，避免套环2从带肋u型件3上掉落下来。肋条302与弯折头端之间的间距保证能够让套环2自由转动。还包括有1个u型件1，u型件1结构与u型构件301结构相同。

该结构主要应用于装配式建筑中预制构件4的连接。可构成预制构件4的临时性节点或者永久性节点。如何使用可参考后续的使用方法。

所述套环2采用高强度材料制成，因为套环2需要具有足够的强度、优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能，如钢和高强塑料。所述u型件1和带肋u型件3采用刚度较大且不易变形的材料制成，保证其具有足够的抗拉强度，如采用钢筋，并且表面应粗糙。

所述u型件1和带肋u型件3采用相同材料制成，因为u型件1和带肋u型件3使用过程中受力情况相同，材料性质相同时，u型件1和带肋u型件3同时破坏则最省材料。

如附图2所示，所述u型件1和带肋u型件3远离折弯部分的杆件端部可设置为向下弯折结构、尖刺结构、螺纹结构或与竖向连接板6固定连接。因为u型件1和带肋u型件3应用于装配式建筑中的时候，需要和预制构件4固定连接。预制构件4现目前现用的形式有混凝土结构体系，钢结构体系和木结构体系。

如附图2中的（a）和（b）所示，将u型件1和带肋u型件3远离折弯部分的杆件端部设置为向下弯折结构或者在其端部设置有竖向连接板6，主要适用于与混凝土结构体系、钢结构体系的连接。向下弯折结构或者在其端部设置有竖向连接板6可以增大u型件1和带肋u型件3端部杆件与混凝土结构体系中的钢筋骨架的接触面积，或者增大与钢结构体系侧壁的接触面积，保证u型件1和带肋u型件3与混凝土结构体系中的钢筋骨架或钢结构体系侧壁焊接连接更加牢固。

如附图2中的（c）所示，u型件1和带肋u型件3远离折弯部分的杆件端部为螺纹结构主要适用于与钢结构体系的连接。一般钢结构体系的预制构件4内部为中空结构，将u型件1和带肋u型件3的杆件穿过预制构件4的侧壁后，在钢结构预制构件4侧壁两侧的杆件上套入有螺母，通过拧紧螺母即可实现u型件1、带肋u型件3与钢结构预制构件4的固定连接。

如附图2中的（d）所示，u型件1和带肋u型件3远离折弯部分的杆件端部为尖刺结构主要适用于与木结构预制构件4的连接。便于将u型件1和带肋u型件3钉入至木质结构的预制构件4中。

一种用于装配式建筑的可拆卸自锁连接结构的使用方法，该使用方法具体包括以下步骤:

a.制作预制构件

预制构件4制作过程中，将u型件1和带肋u型件3远离折弯部分的杆件端部分别固定在2个预制构件4的侧壁上，制成预制构件4。u型件1和带肋u型件3的设置数量根据预制构件4的高度来决定，高度越高设置数量越多。

b.预制构件安装

b1:如附图3中的（1）～（4）所示，将固定有带肋u型件3的预制构件4固定至指定位置，将另一个固定有u型件1的预制构件4吊起，水平推动吊起的预制构件4，使u型件1位于带肋u型件3的正下方，并使u型件1折弯头端外壁与套环2侧面接触，在u型件1的压力作用下推动套环2绕肋条302转动；

b2:套环2随着u型件1的推动绕肋条302自动旋转，待旋转至带肋u型件3上方时，u型件1折弯头端与套环2分离，套环2在重力作用下自动下落，使得套环2卡入u型件1中，之后再反向水平推动吊起的预制构件4，使u型件1折弯头端和带肋u型件3折弯头端之间的空隙减小，且使得u型件1折弯头端内壁挤压套环2，此时停止推动吊起的预制构件4，并将吊起的预制构件4底部固定住，此时带肋u型件3与u型件1之间构成临时性节点。如附图4所示，当需要向左侧水平移动左侧固定有u型件1的预制构件4时，由于u型件1折弯头端与套环2接触，受到套环2的阻碍，故无法移动。当需要向右侧水平移动右侧固定有带肋u型件3的预制构件4时，由于带肋u型件1套环2连接在一起，而套环2与u型件1折弯头端的内壁接触，其向右水平移动过程中，会受到u型件1的阻碍，故无法移动。

当预制构件4安装完成后，需要拆除时，将固定有带肋u型件3的预制构件4吊起，向另一个预制构件4方向水平移动使u型件1中部具有使套环2可以旋转的足够空间，将套环2完全从u型件1中托起后，再水平反向移动预制构件4即可完成拆卸工作。

如附图5所示，当预制构件4用于永久性构筑物时，完成步骤b2后，在u型件1与带肋u型件3连接处两侧的预制构件4外侧布置模板，在预制构件4连接部分浇筑填充混凝土5形成芯柱，带肋u型件3与u型件1之间构成永久性连接节点。

所述步骤a制作预制构件过程中，当预制构件4为混凝土预制构件时，将u型件1和带肋u型件3远离折弯部分的杆件端部分别与预制构件4的钢筋部分焊接形成一体，布置模板后整体浇注混凝土，形成混凝土预制构件。

当预制构件4为钢结构预制构件时，将u型件1与带肋u型件3远离折弯部分的杆件端部采用焊接或螺栓连接方式与钢结构预制构件侧面连接即可。

当预制构件4为木结构预制构件时，将u型件1和带肋u型件3远离折弯部分的杆件端部直接钉入木结构预制构件的侧壁中。

所述步骤b2过程中，u型件1折弯头端内壁挤压套环2时，u型件1折弯头端内壁距离套环2中点的水平距离小于套环2内环的半径。保证u型件1在水平和竖直方向均受到套环2的限制，此时水平移动u型件1时，由于套环2为圆形，其受到u型件1施加的斜向下的压力，该斜向下的压力可分解为水平压力和竖直压力，套环2由于是与带肋u型件3连接在一起的，在水平压力作用下，套环2的左侧与带肋u型件3折弯头端内壁接触，受到带肋u型件3的阻碍，故无法水平移动。同时，套环2在竖直压力的作用下，由于受到肋条302的阻碍，始终保持如附图4所示状态，避免其从u型件1中滑出。

当预制构件4为混凝土预制构件时，填充混凝土5强度应高于混凝土预制构件强度1～2个等级。