一种钢结构上下层箱型柱对接套筒及其安装方法

技术领域

本发明涉及钢结构箱型柱对接技术领域，具体为一种钢结构上下层箱型柱对接套筒及其安装方法。

背景技术

箱型柱是钢结构建筑应用的主要受力承载主体，其对工字型梁进行末端搭接的支撑，对横梁结构进行定位并实现承载力的承受和传导，在钢结构建筑中，由于建筑施工时所需的建筑高度不同，箱型柱会根据实际使用需要进行搭接和组装应用，使得箱型柱的应用长度延伸，满足建筑施工所需。

现有的箱型柱组装和末端对接，一般通过焊接方式或螺栓旋转紧固的方式进行定位，其中由于箱型柱结构一般生产长度较大，在上下层的箱型柱进行对接组装时，需要进行上层箱型柱的吊装应用，在焊接时容易因外力如风力荷载作用造成焊接点的晃动和错位，焊接缝的预留宽度不易把握，对于焊接施工的技术人员自身要求高；同时利用螺栓紧固的方式进行定位，需要进行箱型柱连接末端位置的测量和钻孔作业，开设对位精准的螺栓定位孔，操作繁琐；

使得现有的上下层箱型柱对接时，利用焊接工艺作业，对于施工技术人员要求高，容易因施工技术人员实际操作的误差，导致定位组装后的上下层箱型柱竖向受力承载中点出现偏差，长期应用容易导致下层箱型柱的剪切扭曲形变，同时由于焊缝预留容易因外力振动等荷载作用出现差异，利用吊装工具焊缝调节作用不便，使得成型的焊接焊点不同位置强度不一，易受力承载受损；而螺栓紧固方式的定位加工，对箱型柱的改造强度大，在对接组装时容易因改造点的钻孔位置偏差差异导致螺栓对接组装装配失稳。

急需在原有钢结构上下层箱型柱对接结构的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢结构上下层箱型柱对接套筒及其安装方法，以解决上述背景技术提出现有的钢结构上下层箱型柱对接，焊接作业误差大，易出现受力承载中点的偏差及焊缝焊点位置的强度不一，螺栓作业改造加工强度大，易出现对接组装装配失稳的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢结构上下层箱型柱对接套筒，包括：

连接筒，其顶部和底部均同轴固定连接有柱定位筒，上层和下层的2个柱定位筒分别与待对接组装的2个箱型柱安装，柱定位筒的内壁与箱型柱的外壁设置为贴合的轴向滑动连接；

还包括：

分隔网板，其固定于所述连接筒与其上底部和顶部的柱定位筒固定连接处内壁位置，且分隔网板中的网孔与箱型柱末端固定的螺纹筋贯穿安装设置；

定位加固构件，其设置于分隔网板上，利用提高接触摩擦力和绑扎作用实现螺纹筋的移动限位；

定位转杆，其贯穿式转动安装于连接筒的四周外壁上，且定位转杆的末端设置有定位加固构件的紧固调整机构，实现定位加固构件的使用限位的紧固状态改变。

优选的，所述螺纹筋在箱型柱上等间距均匀分布，两者之间焊接设置，并且下层箱型柱上的螺纹筋与上层箱型柱上的螺纹筋竖向平面相互错位分布。

优选的，定位加固构件在所述分隔网板之间呈组设置，每组定位加固构件对相邻的两根螺纹筋进行包裹分布，且定位加固构件内的两根螺纹筋分别固定于下层箱型柱和上层箱型柱上。

优选的，定位加固构件由所述分隔网板之间的骨架钢丝作主支撑设置，骨架钢丝等间距均匀分布，且骨架钢丝外侧及之间均固定有连接箍筋丝，而且连接箍筋丝和骨架钢丝均呈螺旋状结构设置。

优选的，所述定位转杆位于连接筒外侧的末端设置为螺帽状，且定位转杆与每组定位加固构件一一对应设置，并且定位转杆位于连接筒内侧的末端贯穿至定位加固构件内、相邻的两根螺纹筋之间，而且定位转杆与螺纹筋之间预留有间距。

优选的，所述定位转杆末端的紧固调整机构包括其外壁上的紧固钩，紧固钩实现骨架钢丝和连接箍筋丝的缠绕紧固绑扎，且定位转杆位于紧固钩边侧的中段外壁设置为螺纹结构，且该螺纹状的定位转杆中段还套设有推进齿板，并且推进齿板与连接筒的内壁之间铰接有转杆。

优选的，所述推进齿板朝向定位加固构件的一侧设置为钢丝抓钩，与骨架钢丝和连接箍筋丝进行卡合定位，并且推进齿板和连接筒之间的转杆呈“V”字型结构设置，转杆的“V”字型中部节点铰接安装设置。

优选的，定位加固构件还可以设置为是在分隔网板上的油皮纸和液囊，其中油皮纸铺设固定于分隔网板上，且液囊固定于油皮纸上朝向箱型柱的一侧，并且液囊内设置有速干胶，而且液囊朝向箱型柱的外壁上还等间距设置有凸起腔，实现速干胶的定向排放。

优选的，所述液囊的整体材质为塑料薄膜，且凸起腔的圆形凸起顶部设置为“十”字型排料口，并且该“十”字型排料口外侧粘接有密封贴条。

本发明还提供了一种钢结构上下层箱型柱对接套筒的安装方法，其具体安装步骤如下：

S1:首先在待对接组装的两根箱型柱末端均焊接安装螺纹筋，对箱型柱进行改造；

S2:通过柱定位筒将连接筒组装至下层的箱型柱末端，并将上层的箱型柱及其末端上螺纹筋通过插入柱定位筒插入连接筒，此操作下层的箱型柱和上层的箱型柱均直接插入连接筒内分隔网板之间的定位加固构件中；

S3:在定位加固构件是骨架钢丝和连接箍筋丝的组成部分时，通过定位转杆的旋转驱动紧固钩对骨架钢丝和连接箍筋丝进行缠绕绑扎，使得骨架钢丝和连接箍筋丝紧贴至螺纹筋外侧，提高接触摩擦力，对螺纹筋进行包裹式加压的定位加固，达到箱型柱的末端连接定位；

S4:在定位加固构件是油皮纸和液囊组成部件时，箱型柱在组装时螺纹筋直接插入并穿过油皮纸和液囊，液囊内的速干胶大部分从凸起腔的顶部“十”字型排料口排出，对箱型柱和柱定位筒的连接进行定位，少部分的速干胶从油皮纸和螺纹筋的贯穿缝隙排出，实现螺纹筋与分隔网板之间及相邻螺纹筋之间的粘接定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该钢结构上下层箱型柱对接套筒及其安装方法，利用绑扎和摩擦力提高作用，对上下层箱型柱进行快捷组装定位，保障其受力承载的稳定，方便吊装组装对接作业的操作，其具体方式如下：

1、首先通过分隔网板对上下层箱型柱上安装的螺纹筋进行对位穿插应用，对螺纹筋进行初步的安装限位，同时使得两两相邻分布的螺纹筋分别为下层箱型柱和上层箱型柱上的不同连接部分，且上下层箱型柱在通过柱定位筒插入连接筒内部，螺纹筋穿插至分隔网板内，并导入分隔网板之间设置的连接箍筋丝和骨架钢丝的组成结构之间，利用骨架钢丝和连接箍筋丝与螺纹筋之间接触摩擦，达到连接筒与上下层箱型柱之间的初步连接效果；并且通过定位转杆的旋转，驱动定位转杆上的紧固钩对骨架钢丝和连接箍筋丝进行抓取和扭曲，使得骨架钢丝和连接箍筋丝在螺纹筋的外壁上缠绕包裹，达到螺纹筋的紧固定位效果，同时定位转杆在旋转时，其外壁上螺纹连接的推进齿板发生轴向移动，使得推进齿板上抓钩结构与连接箍筋丝和骨架钢丝卡合连接，进一步对扭曲缠绕的骨架钢丝和连接箍筋丝定位，防止其扭曲复位；

2、在分隔网板上额外设置的油皮纸和液囊，连接筒和上下层箱型柱对接组装时，箱型柱上焊接设置的螺纹筋穿插至分隔网板内部时，螺纹筋需要首先穿过油皮纸和液囊，使得液囊和油皮纸两部分穿刺破开，进而在螺纹筋穿插至分隔网板内部后，液囊内的大部分速干胶物料通过凸起腔上的“十”字型出料口排出，使得速干胶填充至柱定位筒和箱型柱贴合连接缝隙中，而少部分的速干胶则通过螺纹筋和油皮纸穿刺缝隙位置，流入分隔网板和螺纹筋之间以及相邻的螺纹筋之间，形成螺纹筋的粘接固化定位效果，从而也能达到箱型柱的对接组装定位效果。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明分隔网板安装结构示意图；

图3为本发明连接筒剖面内部仰视结构示意图；

图4为本发明连接筒剖面内部俯视结构示意图；

图5为本发明实施例一中定位加固构件安装分布示意图；

图6为本发明螺纹筋和分隔网板分布结构示意图；

图7为本发明实施例一中定位加固构件与螺纹筋分布示意图；

图8为本发明实施例一中定位加固构件结构组装示意图；

图9为本发明推进齿板和转杆安装结构示意图；

图10为本发明实施例二中定位加固构件结构示意图；

图11为本发明凸起腔和密封贴条组成结构示意图。

图中：1、连接筒；2、柱定位筒；3、箱型柱；4、分隔网板；5、螺纹筋；6、定位转杆；7、骨架钢丝；8、连接箍筋丝；9、紧固钩；10、推进齿板；11、转杆；12、油皮纸；13、液囊；14、凸起腔；15、密封贴条。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种钢结构上下层箱型柱对接套筒，包括：

连接筒1，其顶部和底部均同轴固定连接有柱定位筒2，上层和下层的2个柱定位筒2分别与待对接组装的2个箱型柱3安装，柱定位筒2的内壁与箱型柱3的外壁设置为贴合的轴向滑动连接；

还包括：分隔网板4，其固定于连接筒1与其上底部和顶部的柱定位筒2固定连接处内壁位置，且分隔网板4中的网孔与箱型柱3末端固定的螺纹筋5贯穿安装设置；螺纹筋5在箱型柱3上等间距均匀分布，两者之间焊接设置，并且下层箱型柱3上的螺纹筋5与上层箱型柱3上的螺纹筋5竖向平面相互错位分布；利用螺纹筋5的错位安装分布，且螺纹筋5固定于箱型柱3的末端，只需通过螺纹筋5的定位加固，即可达到箱型柱3的安装定位效果，方便箱型柱3的使用装配定位。

采用如图3-8所示的该技术方案，定位加固构件，其设置于分隔网板4上，利用提高接触摩擦力和绑扎作用实现螺纹筋5的移动限位；定位加固构件在分隔网板4之间呈组设置，每组定位加固构件对相邻的两根螺纹筋5进行包裹分布，且定位加固构件内的两根螺纹筋5分别固定于下层箱型柱3和上层箱型柱3上；定位加固构件由分隔网板4之间的骨架钢丝7作主支撑设置，骨架钢丝7等间距均匀分布，且骨架钢丝7外侧及之间均固定有连接箍筋丝8，而且连接箍筋丝8和骨架钢丝7均呈螺旋状结构设置；

利用骨架钢丝7和连接箍筋丝8组成的定位加固构件，在螺纹筋5贯穿分隔网板4上的孔洞，进行错位穿插分布时，骨架钢丝7和连接箍筋丝8与螺纹筋5的外壁进行紧密摩擦，进行螺纹筋5的初步限位，使其在定位后不易发生移动，同时设置定位转杆6及其上的紧固调整机构，对骨架钢丝7和连接箍筋丝8进行扭曲的外力施加，使得骨架钢丝7和连接箍筋丝8能够对螺纹筋5进行缠绕式的绑扎定位；

在上述技术方案下，如图8-9所示，定位转杆6，其贯穿式转动安装于连接筒1的四周外壁上，且定位转杆6的末端设置有定位加固构件的紧固调整机构，实现定位加固构件的使用限位的紧固状态改变；定位转杆6位于连接筒1外侧的末端设置为螺帽状，且定位转杆6与每组定位加固构件一一对应设置，并且定位转杆6位于连接筒1内侧的末端贯穿至定位加固构件内、相邻的两根螺纹筋5之间，而且定位转杆6与螺纹筋5之间预留有间距；定位转杆6末端的紧固调整机构包括其外壁上的紧固钩9，紧固钩9实现骨架钢丝7和连接箍筋丝8的缠绕紧固绑扎，且定位转杆6位于紧固钩9边侧的中段外壁设置为螺纹结构，且该螺纹状的定位转杆6中段还套设有推进齿板10，并且推进齿板10与连接筒1的内壁之间铰接有转杆11；推进齿板10朝向定位加固构件的一侧设置为钢丝抓钩，与骨架钢丝7和连接箍筋丝8进行卡合定位，并且推进齿板10和连接筒1之间的转杆11呈“V”字型结构设置，转杆11的“V”字型中部节点铰接安装设置；

在上述的两根螺纹筋5安装并插入骨架钢丝7和连接箍筋丝8组成的定位加固构件内部后，利用外力使得定位转杆6发生旋转运动，定位转杆6带动其外壁上的紧固钩9转动，紧固钩9的末端钩爪结构抓取骨架钢丝7和连接箍筋丝8，并带动骨架钢丝7和连接箍筋丝8旋转扭曲形变，使得骨架钢丝7和连接箍筋丝8内部间距逐渐缩小，扭曲形变后的骨架钢丝7和连接箍筋丝8缠绕至螺纹筋5的外侧，对其进行包裹和挤压，达到螺纹筋5在骨架钢丝7和连接箍筋丝8形变作用下的绑扎定位；

在上述的骨架钢丝7和连接箍筋丝8形变对螺纹筋5作绑扎定位时，定位转杆6旋转其外币上的推进齿板10因中部的螺纹连接与转杆11的铰接转动展开设置，使得定位转杆6转动时推进齿板10做轴向的朝向骨架钢丝7和连接箍筋丝8横向移动，推进齿板10移动至最末端时其外壁上的钢丝抓钩与骨架钢丝7和连接箍筋丝8进行挤压和卡合限位，使得骨架钢丝7和连接箍筋丝8定位更加稳定，不会做形变应用后的复位。

实施例二

在实施例一的基础上，本发明还设计另一种形式的定位加固构件，该实施例二中定位加固构件可以替代实施例一中的定位加固构件，也可以两者同时存在；

定位加固构件还可以设置为是在分隔网板4上的油皮纸12和液囊13，其中油皮纸12铺设固定于分隔网板4上，且液囊13固定于油皮纸12上朝向箱型柱3的一侧，并且液囊13内设置有速干胶，而且液囊13朝向箱型柱3的外壁上还等间距设置有凸起腔14，实现速干胶的定向排放；液囊13的整体材质为塑料薄膜，且凸起腔14的圆形凸起顶部设置为“十”字型排料口，并且该“十”字型排料口外侧粘接有密封贴条15；

上述技术方案中，“定位加固构件”的使用通过箱型柱3组装时的压力作用，箱型柱3导入连接筒1内移动，箱型柱3的末端会逐渐挤压分隔网板4外侧的油皮纸12和液囊13，且箱型柱3末端固定的螺纹筋5会对油皮纸12和液囊13进行穿刺穿透，在液囊13被穿刺加压时，其内部存储的固化速干胶大部分通过凸起腔14上的“十”字型排料口排出，形成箱型柱3与连接筒1之间的连接固定，而少部分的固化速干胶则通过液囊13底部穿刺位置由螺纹筋5的外部留下，使得螺纹筋5与分隔网板4以及相邻的螺纹筋5之间快速固化，达到定位加固的效果。

实施例三

本发明还提供了一种钢结构上下层箱型柱对接套筒的安装方法，其具体的安装步骤如下：

S1:首先在待对接组装的两根箱型柱3末端均焊接安装螺纹筋5，对箱型柱3进行改造；

S2:通过柱定位筒2将连接筒1组装至下层的箱型柱3末端，并将上层的箱型柱3及其末端上螺纹筋5通过插入柱定位筒2插入连接筒1，此操作下层的箱型柱3和上层的箱型柱3均直接插入连接筒1内分隔网板4之间的定位加固构件中；

S3:在定位加固构件是骨架钢丝7和连接箍筋丝8的组成部分时，通过定位转杆6的旋转驱动紧固钩9对骨架钢丝7和连接箍筋丝8进行缠绕绑扎，使得骨架钢丝7和连接箍筋丝8紧贴至螺纹筋5外侧，提高接触摩擦力，对螺纹筋5进行包裹式加压的定位加固，达到箱型柱3的末端连接定位；

S4:在定位加固构件是油皮纸12和液囊13组成部件时，箱型柱3在组装时螺纹筋5直接插入并穿过油皮纸12和液囊13，液囊13内的速干胶大部分从凸起腔14的顶部“十”字型排料口排出，对箱型柱3和柱定位筒2的连接进行定位，少部分的速干胶从油皮纸12和螺纹筋5的贯穿缝隙排出，实现螺纹筋5与分隔网板4之间及相邻螺纹筋5之间的粘接定位。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。