一种基于BIM的装配式节能建筑及装配方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其涉及一种基于BIM的装配式节能建筑及装配方法。

背景技术

装配式建筑是指把传统建筑方式中的大量现场作业转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯或者阳台等)，并在建筑施工现场通过可靠的连接方式在现场装配而成的建筑；

经检索，中国专利申请号为CN202110230289.6中公开了“种基于BIM的装配式节能建筑，包括外墙和楼板，外墙的底侧设置有第一接合部，楼板上设有第二接合部，第二接合部上设有条形的钢板，第一接合部上开设有与钢板插接配合的容置槽；容置槽内预埋有多个灌注筒，灌注筒沿外墙的高度方向设置，外墙的侧壁设置有贯通灌注筒的浇注口”；

该专利通过滑动组件驱动滚柱滑动以使勾持部勾持滚柱，通过滚柱限制勾持部向上运动，从而达到外墙不易与楼板发生脱离的目的；但是，该专利的容纳槽的内侧壁与钢板之间滑移配合时，为了防止楼板与钢板之间发生碰撞，在楼板上安装外墙需要操作人预先进行精准定位，由于操作人员需要保证外墙的水平位置以及垂直度，精准定位的步骤需要耗费操作人员较长时间。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在定位操作麻烦的缺点，而提出的一种基于BIM的装配式节能建筑。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种基于BIM的装配式节能建筑，包括外墙、楼板和安装座；所述安装座固定安装在楼板的顶部，所述外墙开设有与安装座相匹配的卡槽，所述安装座卡接在卡槽内，所述安装座的顶部安装有若干装配组件，若干所述装配组件沿着安装座的长度方向等距分布；若干所述装配组件的顶端均与外墙配合。

进一步地，所述装配组件包括定位件；所述定位件包括轴承座、转动杆和定位筒；所述轴承座固定安装在安装座的顶部，所述转动杆贯穿安装座的顶壁、且与轴承座转动连接，所述定位筒固定安装在转动杆的顶部，所述定位筒插接在外墙内部。

进一步地，所述卡槽内侧的顶端开设有若干与定位筒相匹配的定位槽，所述定位筒与相应的定位槽配合，所述外墙的外侧开设有若干与定位槽相对应的进料口，若干所述进料口与相应的定位槽相通。

进一步地，所述定位槽的底端开设有过渡槽，所述定位筒外侧的底端开设有若干溢料孔，若干所述溢料孔环绕着定位筒等距分布、且均位于过渡槽内。

进一步地，所述装配组件还包括对接件；所述对接件包括燕尾卡块和滑块；所述燕尾卡块的一端贯穿转动杆的侧壁、且与转动杆滑动连接，所述转动杆内侧开设有与滑块相匹配的滑槽，所述滑块滑动安装在滑槽内、且与燕尾卡块固定连接，所述滑槽的内侧固定安装有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与滑块固定连接。

进一步地，所述卡槽的内壁上固定安装有若干与燕尾卡块相对应的对接板，若干所述对接板上均开设有燕尾槽，所述燕尾卡块可与相应的燕尾槽配合。

进一步地，所述装配组件还包括传动件；所述传动件包括第一锥齿轮、固定板、第二锥齿轮、传动齿轮和卷簧；所述第一锥齿轮固定安装在转动杆的底端，所述固定板固定安装在固定板的内侧，所述第二锥齿轮通过销轴转动安装在固定板上、且与第一锥齿轮啮合，所述传动齿轮与第二锥齿轮同轴固定连接，所述卷簧套设在传动齿轮的销轴上，所述卷簧的一端与固定板固定连接，所述卷簧的另一端与传动齿轮固定连接。

进一步地，所述装配组件还包括气动件，所述气动件包括气筒、滑杆、活塞、齿板、气嘴、第一固定圈、第二固定圈、若干第二弹簧、密封塞和顶针；所述气筒固定安装在安装座的内侧，所述滑杆贯穿气筒一端的侧壁、且与气筒滑动连接，所述活塞滑动安装在气筒内侧、且与滑杆的一端固定连接，所述滑杆的另一端与齿板固定连接，所述齿板可与传动齿轮啮合，所述气嘴固定安装在气筒的另一端，所述第一固定圈和第二固定圈平行固定安装在气嘴的内壁上，若干所述第二弹簧的一端均与第二固定圈固定连接、且环绕着第二固定圈等距分布，若干所述第二弹簧的另一端均与密封塞固定连接，所述密封塞与第一固定圈紧密贴合，所述顶针固定安装在密封塞的外侧。

进一步地，所述安装座的外侧开设有与气嘴相对应的安装槽，所述气嘴位于安装槽内；所述外墙的外侧开设有若干与气嘴相对应的操作孔。

本发明还提供一种基于BIM的装配式节能建筑的装配方法，包括如下步骤；

S1：将充气设备通过导管逐个与各个气嘴接通，然后向气筒内部充气，从而使得活塞受到气压作用带动滑杆向外滑动，这就使得齿板与传动齿轮啮合，也就使得传动齿轮带动第二锥齿轮转动，进而使得第一锥齿轮带动转动杆转动，直到燕尾卡块与齿板保持垂直时停止充气，此时卷簧被收缩积蓄弹性势能；

S2：通过吊运设备外墙吊运至楼板的安装座的上方，并逐渐降下外墙使得定位槽与定位筒对位，对位完成后继续降下外墙使得定位槽与定位筒完全配合，同时外墙底部的卡槽与安装座完全配合；

S3：通过一根顶杆从操作孔内作用于顶针，这就使得顶针作用于密封塞使其与第一固定圈脱离，这就使得气嘴与气筒内部形成通路，由于气筒内部压强大，所以气筒内部的气体会从气嘴排出，从而使得活塞不受气压作用，此时卷簧释放势能，进而使得燕尾卡块反向转动且会与对接板的燕尾槽配合；

S4：通过进料口浇注混凝土，混凝土会将定位筒完全填满，同时定位筒内部的混凝土会从溢料孔溢出到过渡槽内，然后进一步导入卡槽内部，当进料口有混凝土溢出时，通过橡胶塞棒塞将进料口堵住。

本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑，有益效果在于：

1、通过吊运设备外墙吊运至楼板的安装座的上方，并逐渐降下外墙使得定位槽与定位筒对位，对位完成后继续降下外墙使得定位槽与定位筒完全配合，同时外墙底部的卡槽与安装座完全配合；整个过程只需要将定位槽与定位筒对其，无需工作多次测量外墙的水平和垂直度，大大减轻了工作人员的劳动量，也提高了装配效率；

2、进料口可以将混凝土注入定位筒内部，而定位筒底部的溢料孔可以将混凝土继续导入过渡槽内，进而继续导入卡槽内，这样可以大大增加混凝土与定位筒、安装座之间的有效接触面积，也就可以提升外墙与楼板的连接强度。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑的局部结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑的外墙的结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑的装配组件的结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑的定位件的结构示意图；

图6为本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑的对接件的结构示意图；

图7为本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑的传动件的结构示意图；

图8为本发明提出的一种基于BIM的装配式节能建筑的气动件的结构示意图；

图9为图8的A部的放大结构示意图；

图中：外墙1、进料口11、定位槽12、过渡槽13、卡槽14、对接板15、燕尾槽16、操作孔17、楼板2、安装座3、装配组件4、定位件41、轴承座411、转动杆412、定位筒413、溢料孔414、对接件42、燕尾卡块421、滑块422、滑槽423、第一弹簧424、传动件43、第一锥齿轮431、固定板432、第二锥齿轮433、传动齿轮434、卷簧435、气动件44、气筒441、滑杆442、活塞443、齿板444、气嘴445、第一固定圈446、第二固定圈447、第二弹簧448、密封塞449、顶针440、安装槽45。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

参照图1-5，一种基于BIM的装配式节能建筑，包括外墙1、楼板2和安装座3；安装座3固定安装在楼板2的顶部，外墙1开设有与安装座3相匹配的卡槽14，安装座3卡接在卡槽14内，安装座3的顶部安装有若干装配组件4，若干装配组件4沿着安装座3的长度方向等距分布；若干装配组件4的顶端均与外墙1配合；

装配组件4包括定位件41；定位件41包括轴承座411、转动杆412和定位筒413；轴承座411固定安装在安装座3的顶部，转动杆412贯穿安装座3的顶壁、且与轴承座411转动连接，定位筒413固定安装在转动杆412的顶部，定位筒413插接在外墙1内部；装配时，通过吊运设备外墙1吊运至楼板2的安装座3的上方，并逐渐降下外墙1使得定位槽12与定位筒413对位，对位完成后继续降下外墙1使得定位槽12与定位筒413完全配合，同时外墙1底部的卡槽14与安装座3完全配合；整个过程只需要将定位槽12与定位筒413对其，无需工作多次测量外墙1的水平和垂直度，大大减轻了工作人员的劳动量，也提高了装配效率；

卡槽14内侧的顶端开设有若干与定位筒413相匹配的定位槽12，定位筒413与相应的定位槽12配合，外墙1的外侧开设有若干与定位槽12相对应的进料口11，若干进料口11与相应的定位槽12相通；定位槽12的底端开设有过渡槽13，定位筒413外侧的底端开设有若干溢料孔414，若干溢料孔414环绕着定位筒413等距分布、且均位于过渡槽13内。进料口11用于将混凝土注入定位筒413内部，而定位筒413底部的溢料孔414可以将混凝土继续导入过渡槽13内，进而继续导入卡槽14内，这样可以大大增加混凝土与定位筒413、安装座3之间的有效接触面积，也就可以提升外墙1与楼板2的连接强度。

实施例2：

参照图1-6，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，装配组件4还包括对接件42；对接件42包括燕尾卡块421和滑块422；燕尾卡块421的一端贯穿转动杆412的侧壁、且与转动杆412滑动连接，转动杆412内侧开设有与滑块422相匹配的滑槽423，滑块422滑动安装在滑槽423内、且与燕尾卡块421固定连接，滑槽423的内侧固定安装有第一弹簧424，第一弹簧424的一端与滑块422固定连接；卡槽14的内壁上固定安装有若干与燕尾卡块421相对应的对接板15，若干对接板15上均开设有燕尾槽16，燕尾卡块421可与相应的燕尾槽16配合。

燕尾卡块421在与燕尾槽16配合时，通过转动杆412旋转90度可以使得燕尾卡块421与对接板15的燕尾槽16接触，这就使得燕尾卡块421的端部作用于对接板，而燕尾卡块421会受到燕尾槽16内壁的反作用力，也就使得燕尾卡块421与转动杆412之间发生相对滑动，从而使得滑块422在滑槽423内滑动，此时第一弹簧424被滑块422挤压而积蓄弹性势能，由于燕尾卡块421在燕尾槽16内壁反作用下发生滑动，所以燕尾卡块421可以顺利与导入燕尾槽16内，此时燕尾卡块421与燕尾槽16内壁会存在间隙没有相互挤压，这就使得第一弹簧424释放势能，也就使得滑块422反向滑动，进而使得燕尾卡块421与燕尾槽16完全配合，这样可以使得对接板15为燕尾卡块421提供支撑力，也就可以使得楼板2与外墙1之间的连接强度大大增加。

实施例3：

参照图1-9，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1或实施例2的区别在于，装配组件4还包括传动件43和气动件44；传动件43包括第一锥齿轮431、固定板432、第二锥齿轮433、传动齿轮434和卷簧435；第一锥齿轮431固定安装在转动杆412的底端，固定板432固定安装在固定板432的内侧，第二锥齿轮433通过销轴转动安装在固定板432上、且与第一锥齿轮431啮合，传动齿轮434与第二锥齿轮433同轴固定连接，卷簧435套设在传动齿轮434的销轴上，卷簧435的一端与固定板432固定连接，卷簧435的另一端与传动齿轮434固定连接，卷簧435在自然状态时，燕尾卡块421与齿板444相互平行；通过传动齿轮434可以使得第二锥齿轮433发生转动，这就使得第一锥齿轮431带动转动杆412同步转动，从而可以使得燕尾卡块421进行转动与燕尾槽16实现配合；

气动件44包括气筒441、滑杆442、活塞443、齿板444、气嘴445、第一固定圈446、第二固定圈447、若干第二弹簧448、密封塞449和顶针440；气筒441固定安装在安装座3的内侧，滑杆442贯穿气筒441一端的侧壁、且与气筒441滑动连接，活塞443滑动安装在气筒441内侧、且与滑杆442的一端固定连接，滑杆442的另一端与齿板444固定连接，齿板444可与传动齿轮434啮合，气嘴445固定安装在气筒441的另一端，第一固定圈446和第二固定圈447平行固定安装在气嘴445的内壁上，若干第二弹簧448的一端均与第二固定圈447固定连接、且环绕着第二固定圈447等距分布，若干第二弹簧448的另一端均与密封塞449固定连接，密封塞449与第一固定圈446紧密贴合，顶针440固定安装在密封塞449的外侧，第一固定圈446与第二固定圈447的内外直径完全相同，密封塞449的直径小于第一固定圈446的外径且大于第一固定圈446的内径；安装座3的外侧开设有与气嘴445相对应的安装槽45，气嘴445位于安装槽45内；外墙1的外侧开设有若干与气嘴445相对应的操作孔17；

工作原理:安装前，将充气设备通过导管逐个与各个气嘴445接通，然后向气筒441内部充气，这就使得气筒441内部压强增大，从而使得活塞443受到气压作用带动滑杆442向外滑动，这就使得齿板444与传动齿轮434啮合且驱动传动齿轮434进行转动，也就使得传动齿轮434带动第二锥齿轮433转动，进而使得第一锥齿轮431带动转动杆412转动，直到燕尾卡块421与齿板444保持垂直时停止充气，此时卷簧435被收缩积蓄弹性势能；

当定位筒413与定位槽12完全配合时，通过一根顶杆从操作孔17内作用于顶针440，这就使得顶针440作用于密封塞449使其与第一固定圈446脱离，这就使得气嘴445与气筒441内部形成通路，由于气筒441内部压强大，所以气筒441内部的气体会从气嘴445排出，从而使得活塞443不受气压作用，此时卷簧435释放势能，进而使得燕尾卡块421反向转动90度且会与对接板15的燕尾槽16配合；整个燕尾卡块421与燕尾槽16的对接过程无需工作人员进行复杂的操作，只需要将气筒441内部的气体排出，在卷簧435的作用下使得燕尾卡块421与燕尾槽牙16实现自动对接，大大降低了装配难度，挺高了装配效率。

本发明还提供一种基于BIM的装配式节能建筑的装配方法，包括如下步骤；

S1：将充气设备通过导管逐个与各个气嘴445接通，然后向气筒441内部充气，从而使得活塞443受到气压作用带动滑杆442向外滑动，这就使得齿板444与传动齿轮434啮合，也就使得传动齿轮434带动第二锥齿轮433转动，进而使得第一锥齿轮431带动转动杆412转动，直到燕尾卡块421与齿板444保持垂直时停止充气，此时卷簧435被收缩积蓄弹性势能；

S2：通过吊运设备外墙1吊运至楼板2的安装座3的上方，并逐渐降下外墙1使得定位槽12与定位筒413对位，对位完成后继续降下外墙1使得定位槽12与定位筒413完全配合，同时外墙1底部的卡槽14与安装座3完全配合；

S3：通过一根顶杆从操作孔17内作用于顶针440，这就使得顶针440作用于密封塞449使其与第一固定圈446脱离，这就使得气嘴445与气筒441内部形成通路，由于气筒441内部压强大，所以气筒441内部的气体会从气嘴445排出，从而使得活塞443不受气压作用，此时卷簧435释放势能，进而使得燕尾卡块421反向转动且会与对接板15的燕尾槽16配合；

S4：通过进料口11浇注混凝土，混凝土会将定位筒413完全填满，同时定位筒413内部的混凝土会从溢料孔414溢出到过渡槽13内，然后进一步导入卡槽14内部，当进料口11有混凝土溢出时，通过橡胶塞棒塞堵进料口11堵住。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。