一种被动式超低能耗建筑的干挂连接结构及其安装方法与流程

1.本发明属于绿色建筑技术领域，特别涉及一种被动式超低能耗建筑的干挂连接结构及其安装方法。


背景技术：

2.被动式超低能耗建筑是一种新型绿色建筑形式，该种建筑形式要求尽量减小热桥效应。热桥是指处在外墙和屋面等围护结构中的钢筋混凝土或金属梁、柱、肋等部位。因这些部位传热能力强，热流较密集，内表面温度较低，故称为热桥。热桥效应会使得建筑在寿命周期范围内浪费大量能耗，还会使得热桥部位出现受潮发霉等现象，甚至还会降低建筑居住体验。
3.建筑中常利用干挂连接件来连接建筑外墙板、暖通管道等，干挂连接件结构形式简单，但为了实现可靠连接需要在被连接部件与建筑之间的多个部位设置大量干挂连接件，干挂连接件通常由钢材制作，且连接件的一端伸入或连接建筑墙体或结构内，大量伸入或直接连接建筑的干挂连接件就会产生大量热桥效应，增大建筑能耗的同时降低居住体验感。故有必要对干挂连接件进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种被动式超低能耗建筑的干挂连接结构及其安装方法，解决了目前的干挂连接件会产生大量热桥效应的问题。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.一种被动式超低能耗建筑的干挂连接结构，包括若干个干挂持力件和若干条十字形抗扭钢条；在相邻两个干挂持力件之间设有干挂连接件；
7.干挂持力件包括第一端板和与第一端板连接的持力板，在第一端板上开有若干个第一连接孔，在持力板上开有若干个串联孔；
8.干挂连接件包括第二端板和与第二端板连接的两个传力连接板，在第二端板上开有若干个第二连接孔，两个传力连接板通过多个纵向连接件连接；
9.第一端板和第二端板位于异侧；
10.在横向上，十字形抗扭钢条贯穿于串联孔和干挂连接件中；在纵向上，纵向连接件贯穿在十字形抗扭钢条中；
11.十字形抗扭钢条穿过串联孔的区域设置有第一隔热块；在十字形抗扭钢条与纵向连接件连接的区域中，在十字形抗扭钢条的上下槽口内设置有第二隔热块。
12.进一步，串联孔为正方形，十字形抗扭钢条呈x形设置在串联孔中。
13.进一步，第一隔热块和第二隔热块的截面形状为等腰三角形，第一隔热块分别夹设在十字形抗扭钢条的四个夹角区域。
14.进一步，第一隔热块和第二隔热块采用塑胶或木块。
15.进一步，持力板采用工字钢，十字形抗扭钢条采用等肢十字型钢。
16.进一步，当相邻两个干挂持力件之间设有多个干挂连接件时，相邻两个干挂连接件之间设有箍板，箍板上开有若干个与串联孔对应的箍板孔，十字形抗扭钢条贯穿在箍板孔中。
17.进一步，箍板孔为正方形，十字形抗扭钢条呈x形设置在箍板孔中。
18.本发明还公开了所述的被动式超低能耗建筑的干挂连接结构的安装方法，包括以下步骤：
19.s1、将干挂持力件安装在预定部位；
20.s2、将十字形抗扭钢条贯穿于串联孔中，十字形抗扭钢条贯穿串联孔时同时布设第一隔热块；
21.s3、将第二隔热块布置在十字形抗扭钢条上下槽口内的预定位置；
22.s4、将干挂连接件布置在预定位置；
23.s5、将纵向连接件贯穿于传力连接板、第二隔热块和十字形抗扭钢条中，完成安装。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
25.本发明公开了一种被动式超低能耗建筑的干挂连接结构，包括若干个干挂持力件和若干条十字形抗扭钢条；在相邻两个干挂持力件之间设有干挂连接件；干挂持力件包括第一端板和与持力板，在持力板上开有若干个串联孔；干挂连接件包括第二端板和传力连接板，传力连接板通过多个纵向连接件与十字形抗扭钢条连接；在横向上，依靠多个具有较强抗扭转能力的十字形抗扭钢条来连接干挂持力件和干挂连接件，在十字形抗扭钢条与干挂持力件连接的区域，依靠第一隔热块可以对串联孔内的十字形抗扭钢条进行抗扭转补强，还可以防止十字形抗扭钢条与干挂持力件接触，避免十字形抗扭钢条与干挂持力件之间发生热桥效应；在纵向上，纵向连接件与十字形抗扭钢条可靠连接，将同一列的十字形抗扭钢条串接成一个整体，使同列上的十字形抗扭钢条共同受力；在十字形抗扭钢条与纵向连接件连接的区域中，在十字形抗扭钢条的上下槽口内设置有第二隔热块，避免十字形抗扭钢条与干挂连接件之间发生热桥效应，还便于纵向连接件与十字形抗扭钢条可靠连接，其次还可以防止干挂连接件在长期使用过程中十字形抗扭钢条与纵向连接件连接部位锈蚀，从而引起传力连接板连接松动。同时，由于建筑外墙板或其他建筑部件与干挂连接件可靠连接，建筑某一立面或建筑内部的同一高度设置的干挂持力件数量减少，在十字形抗扭钢条与干挂持力件之间不发生热桥效应的前提下，只需要对少量干挂持力件的四周进行密封包裹处理。基于这样的设计原理，建筑物后期只存在少量密封包裹处理部位，提高了施工效率，还可以有效减少热桥效应，有助于减少建筑能耗，适用于被动式超低能耗建筑。
26.进一步，串联孔为正方形截面，且十字形抗扭钢条的两肢应垂直，这样在保证十字形抗扭钢条便于加工的同时，正方形截面的串联孔可以最大化对十字形抗扭钢条四个肢端的抗扭限制作用。
27.进一步，在两个干挂连接件之间设置至少一个箍板，箍板上设置有箍板孔，十字形抗扭钢条与箍板孔的四条边直接接触，可以防止单个十字形抗扭钢条发生扭转变形，将两个干挂持力件之间的所有十字形抗扭钢条串接成一个整体，提高十字形抗扭钢条的抗扭转能力；传力连接板依靠纵向连接件贯穿连接于十字形抗扭钢条之间，纵向连接件本身就具有很强抗剪切变形的能力，如果十字形抗扭钢条有变形趋势，由于箍板的存在，则多个竖排
的纵向连接件必然为平行、等距的趋势，且传力连接板与十字形抗扭钢条的上或下连接点也必然位于同一条直线上；贯穿式连接的纵向连接件将同一竖排的十字形抗扭钢条连接成一体，箍板配合纵向连接件又会使得所有十字形抗扭钢条形成一体，形成整体受扭变形的趋势，这样的设计原理有助于增加超长干挂连接件的承载力。
附图说明
28.图1为本发明的一种被动式超低能耗建筑的干挂连接结构的整体结构示意图；
29.图2为干挂持力件的结构示意图；
30.图3为十字形抗扭钢条与隔热块的空间示意图；
31.图4为图3的主视图；
32.图5为干挂持力件与十字形抗扭钢条的连接示意图；
33.图6为图5的局部主视图；
34.图7为箍板的结构示意图；
35.图8为箍板与十字形抗扭钢条的连接示意图；
36.图9为图8的主视图；
37.图10为干挂连接件与十字形抗扭钢条的连接示意图；
38.图11为图10的主视图；
39.图中：1为干挂持力件；2为十字形抗扭钢条；3为干挂连接件；4为箍板；
40.11为第一端板，12为第一连接孔，13为持力板，14为串联孔；
41.31为第二端板，32为第二连接孔，33为传力连接板，34为纵向连接件；
42.41为箍板孔；
43.51为第一隔热块，52为第二隔热块。
具体实施方式
44.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
45.如图1所示，本发明公开了一种被动式超低能耗建筑的干挂连接结构，包括若干个干挂持力件1和若干条十字形抗扭钢条2；在相邻两个干挂持力件1之间设有干挂连接件3。
46.如图2-6所示，干挂持力件1由第一端板11和持力板13连接而成，第一端板11上开有若干个第一连接孔12，第一连接孔12便于干挂持力件1后期与建筑物进行螺栓连接；持力板13用来承担本技术连接件的自重荷载及后期被连接物传递来的荷载。持力板13采用工字型钢，便于加工，持力板13中腹板部分上下平行各开设有一排串联孔14，串联孔14为矩形。串联孔14用于穿设十字形抗扭钢条2。
47.十字形抗扭钢条2是主要传力部件，采用等肢十字型钢或等肢十字型材制作，十字形抗扭钢条2截面规整，容易加工制作，且十字形抗扭钢条2具有极强的抗扭转能力，后期配合干挂连接件3可以使得本技术干挂连接件少发生变形甚至不发生变形。此外，十字形抗扭钢条2还可以被干挂持力件1的串联孔14严格限制扭转变形发生，进一步防止十字形抗扭钢条2发生变形。
48.如图3和图4所示，十字形抗扭钢条2穿过串联孔14的区域设置有第一隔热块51，第
一隔热块51采用可防腐隔热的高强度塑胶制品或木块。
49.如图4所示，串联孔14为正方形，第一隔热块51截面形状为等腰三角形，四个第一隔热块51分别夹设在十字形抗扭钢条2四周，且穿过串联孔14区域的第一隔热块51尺寸应保证不让十字形抗扭钢条2与持力板13有直接接触，防止热量依次顺着十字形抗扭钢条2、持力板13传递到建筑内部，可以有效减少热桥效应。此外，当十字形抗扭钢条2在串联孔14有扭转变形趋势时，具有抗压强度高特性的第一隔热块51可以对串联孔14内的十字形抗扭钢条2进行抗扭转补强，防止十字形抗扭钢条2发生扭转。
50.传力部件采用十字形，首先是考虑到十字形型钢易获取，十字形型钢本身抗扭能力强，十字形还容易被正四边形嵌合，正四边形孔与十字形嵌合后，可以对十字形抗扭钢条2与正四边形孔接触的每一个肢端都起到限制约束作用；最后，十字形肢端之间的间隙为三角形，也容易布置形状规则的第一隔热块51，从而使得干挂连接件3与十字形抗扭钢条2整体进行连接。
51.相邻两个干挂持力件1之间设置的干挂连接件3的个数取决于相邻两个干挂持力件1之间的距离、被连接物的重量及建筑外立面效果，设计人员应当根据被连接建筑部件的重量及建筑外立面效果对干挂持力件1的尺寸及布置位置进行合理设计。当干挂持力件1之间距离较远时，在相邻两个干挂持力件1之间设置多个干挂连接件3；当干挂持力件1之间距离近时，设置一个干挂连接件3即可。
52.如图10和11所示，干挂连接件3包括第二端板31和两个对称设置的传力连接板33，传力连接板33与第二端板31垂直连接，在第二端板31上开有若干个第二连接孔32，便于后期连接建筑外墙板及其他建筑部件。传力连接板33设置在两排十字形抗扭钢条2的上下方，并通过纵向连接件34贯穿传力连接板33和十字形抗扭钢条2实现可靠连接，纵向连接件34为锚杆、螺栓或螺钉。
53.十字形抗扭钢条2在与纵向连接件34连接的区域中，十字形抗扭钢条2也在上下槽口内设置有第二隔热块52，十字形抗扭钢条2截面为x形，十字形抗扭钢条2与传力连接板33不便直接被纵向连接件34贯穿连接，设置第二隔热块52首先是便于纵向连接件34与十字形抗扭钢条2可靠连接，其次还可以防止超长干挂连接件在长期使用过程中十字形抗扭钢条2与纵向连接件34连接部位锈蚀，从而引起传力连接板33连接松动。
54.更优地，如图1、7和8所示，在超长干挂连接件中，当相邻两个干挂持力件1的距离较远时，应在两个干挂连接件3之间设置至少一个箍板4，箍板4上设置有箍板孔41，十字形抗扭钢条2与箍板孔41的四条边直接接触，首先可以防止单个十字形抗扭钢条2发生扭转变形，更重要的是可以加强两个干挂持力件1之间的所有十字形抗扭钢条2的整体抗扭转能力。
55.如图8和9所示，箍板孔41为正方形，十字形抗扭钢条2呈x形设置在箍板孔41中。
56.干挂连接件3中传力连接板33依靠纵向连接件34贯穿连接与上下两排十字形抗扭钢条2之间，纵向连接件34本身就具有很强抗剪切变形的能力，如果十字形抗扭钢条2有变形趋势，由于箍板4的存在，则多个竖排的纵向连接件34必然为平行、等距的趋势，且传力连接板33与十字形抗扭钢条2的上或下连接点也必然位于同一条直线上。
57.贯穿式连接的纵向连接件34将同一竖排的十字形抗扭钢条2连接成一体，箍板4配合纵向连接件34又会使得所有十字形抗扭钢条2形成一体，形成整体受扭变形的趋势，这样
的设计原理有助于增加超长干挂连接件的承载力。
58.作为优选，串联孔14和箍板孔41宜为正方形截面，且十字形抗扭钢条2的两肢应垂直，这样在保证十字形抗扭钢条2便于加工的同时，串联孔14和箍板孔41可以将十字形抗扭钢条2紧密约束，防止十字形抗扭钢条2穿过串联孔14和箍板孔41的区域产生扭转变形。
59.原因如下：假设让串联孔14和箍板孔41做成长方形，首先如果高度大于宽度，不光十字形抗扭钢条2的两肢会不垂直，不好制作，同时会削弱十字形抗扭钢条2的抗扭能力，而且持力板13的高度为了适应串联孔14和箍板孔41也要相应加高，最终使得连接件高度过大。如果串联孔14和箍板孔41的宽度大于高度，十字形抗扭钢条2也不好制作，该种设计方法虽然会提高十字形抗扭钢条2的抗扭转能力，但是持力板13挑出长度为了适应串联孔14和箍板孔41的尺寸和受力承载能力，需将持力板13挑出长度进行增大处理，就会增大建筑面积，造成建筑空间浪费。所以正方形配合两肢垂直的十字抗扭钢条是最优的。
60.本发明的干挂连接结构防热桥的原理为：依靠多个具有较强抗扭转能力的十字形抗扭钢条2来连接干挂连接件3，在十字形抗扭钢条2与干挂持力件1连接的区域，依靠第一隔热块51可以对串联孔14内的十字形抗扭钢条2进行抗扭转补强，还可以防止十字形抗扭钢条2与干挂持力件1接触，避免十字形抗扭钢条2与干挂持力件1之间发生热桥效应。
61.同时，由于建筑外墙板或其他建筑部件与干挂连接件3可靠连接，在建筑某一立面或建筑内部的同一高度设置的干挂持力件1数量减少，在十字形抗扭钢条2与干挂持力件1之间不发生热桥效应的前提下，只需要对少量干挂持力件1周边进行特殊保温密封处理。基于这样的设计原理，建筑物后期外立面特殊保温处理工作部位和工作量就会大量减少，提高了施工效率，还可以有效减少热桥效应，有助于减少建筑能耗，适用于被动式超低能耗建筑。
62.本发明的干挂连接结构安装方法，包括以下步骤：
63.s1、将干挂持力件1安装在预定部位；
64.s2、将十字形抗扭钢条2贯穿于串联孔14中，十字形抗扭钢条2贯穿串联孔14时同时布设第一隔热块51；
65.s3、将第二隔热块52布置在十字形抗扭钢条2上下槽口内的预定位置；
66.s4、将干挂连接件3布置在预定位置；
67.s5、将纵向连接件34贯穿于传力连接板33、第二隔热块52和十字形抗扭钢条2中，完成安装。