具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块论文和设计-杨秀敏

全文摘要

本实用新型涉及具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块。通过套筒连接具有第一螺纹大头的钢筋母材与具有第二螺纹大头的钢筋母材，从而实现第一段混凝土预制构件与第二段混凝土预制构件的连接。连接具有第一螺纹大头的钢筋母材与具有第二螺纹大头的钢筋母材时，先使套筒从第一螺纹大头的头部直接拧到尾部，再使第二螺纹大头与第一螺纹大头配型对位，之后反向旋拧套筒即可通过套筒使第一螺纹大头与第二螺纹大头连接。连接全程只需要转动套筒，既不需要沿轴向转动混凝土预制构件也不需要沿轴向移动混凝土预制构件。所以本实用新型连接快捷方便，能促进装配式混凝土结构乃至建筑工业化的顺利推进，具有极高的实用价值。

主设计要求

1.具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，其特征在于：包括具有第一组钢筋母材的第一段混凝土预制构件、具有第二组钢筋母材的第二段混凝土预制构件及用于连接两段混凝土预制构件的套筒，第一段混凝土预制构件与第二段混凝土预制构件对应设置，第一组钢筋母材的每根母材上均设置有第一螺纹大头，第二组钢筋母材的每根母材上均设置有第二螺纹大头，第一螺纹大头上和第二螺纹大头上加工有螺纹特征完全相同的螺纹，第一螺纹大头及第二螺纹大头的螺纹小径均大于被连接钢筋母材的外缘直径，套筒与第一螺纹大头和第二螺纹大头完全适配，以使套筒可以从第一螺纹大头的头部直接拧到尾部，第二螺纹大头与第一螺纹大头配型对位后，反向旋拧套筒又可以将套筒拧入第二螺纹大头，使第一螺纹大头与第二螺纹大头连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，其特征在于：第一螺纹大头和第二螺纹大头以及套筒上的螺牙是三角形螺牙、矩形螺牙、梯形螺牙或弧线形螺牙。

3.根据权利要求1所述的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，其特征在于：第一螺纹大头和第二螺纹大头与相应钢筋母材一体连续，或是连接成一体。

4.根据权利要求3所述的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，其特征在于：钢筋母材与相应的第一螺纹大头和第二螺纹大头之间设置有直径逐渐增大的过渡段。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，其特征在于：第二螺纹大头的尾部设置有止位装置，止位装置用于挡止反向旋拧到位后的套筒。

6.根据权利要求1所述的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，其特征在于：套筒与第一螺纹大头和第二螺纹大头的大径、小径、螺牙特征、螺距以及组合长度适配。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑物的装配式混凝土结构构件领域，尤其涉及一种具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，可应用于建筑、水利、交通桥梁等需要预制并连接的混凝土结构工程中。

背景技术

2016年9月14日举行的国务院常务会议决定，大力发展装配式建筑，推动产业结构调整升级，并于9月27日发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》[国办发〔2016〕71号]，提出“力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30％”的工作目标。而后，全国各地均设置装配式建筑相关的工作目标，在此背景下，全国装配式建筑大力发展。装配式混凝土结构由于其不可替代的优越性，是上述装配式建筑的主流结构，随着我国装配式混凝土结构的快速推进，需要先在工厂预制各种混凝土预制构件，再将混凝土预制构件运往现场进行装配。

在现场进行装配时，作为各预制构件骨架的钢筋是不可转动的，且多数钢筋沿钢筋轴线方向也是不可移动的，对于这些钢筋的连接尤其困难。竖向混凝土预制构件(如柱子或墙体)的竖向钢筋常使用灌浆套筒进行连接，但这种连接方式不适用于水平向混凝土预制构件(如梁或楼板)中不可沿轴线方向移动的水平钢筋的连接，所以并不能解决预制混凝土水平构件(如梁或楼板)的连接问题。

在国外(如日本)的装配式混凝土结构中，常用挤压套筒连接水平构件的钢筋，方法为：将钢筋的两个端头均塞入一个长长的套筒，然后采用高压油泵传力并通过挤压钳具逐点压扁套筒，使套筒内壁与钢筋外缘突出的勒牙咬合，从而连接两根钢筋。采用这种方法存在以下两个问题，第一个问题是由于挤压钳具尺寸较大、而挤压套筒之间的净距往往较小，挤压钳具无法伸入操作；第二个问题是由于挤压钳具是逐点压扁套筒，直至套筒沿长度方向全被压扁，连接时间相当漫长。

在已公布的专利中出现了使用正反螺纹连接套筒的钢筋连接方式，使用这种方式连接钢筋时需要被连接的两根钢筋沿轴线方向朝套筒中间移动，此时预制构件也要移动并带动一组或两组钢筋同时移动，当连接第一根钢筋转动正反螺纹套筒时，其它钢筋就被其套筒的丝牙或钢筋端头顶住，无法连接两组全部钢筋，因此无法解决混凝土预制构件中钢筋沿轴线方向不可移动的问题。

综上可知，快速可靠地连接沿钢筋轴线方向不可移动的混凝土预制构件，尚属于亟待填补的空白领域。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，以解决现有技术中沿轴线方向既不可转动也不可平动的混凝土预制构件的快速可靠连接的技术难题。

为实现上述目的，本实用新型的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，采用以下技术方案：

具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，包括具有第一组钢筋母材的第一段混凝土预制构件、具有第二组钢筋母材的第二段混凝土预制构件及用于连接两段混凝土预制构件的套筒，第一段混凝土预制构件与第二段混凝土预制构件对应设置，第一组钢筋母材的每根母材上均设置有第一螺纹大头，第二组钢筋母材的每根母材上均设置有第二螺纹大头，第一螺纹大头上和第二螺纹大头上加工有螺纹特征完全相同的螺纹，第一螺纹大头及第二螺纹大头的螺纹小径均大于被连接钢筋母材的外缘直径，套筒与第一螺纹大头和第二螺纹大头完全适配，以使套筒可以从第一螺纹大头的头部直接拧到尾部，第二螺纹大头与第一螺纹大头配型对位后，反向旋拧套筒又可以将套筒拧入第二螺纹大头，使第一螺纹大头与第二螺纹大头连接。

第一螺纹大头和第二螺纹大头以及套筒上的螺牙是三角形螺牙、矩形螺牙、梯形螺牙或弧线形螺牙。

第一螺纹大头和第二螺纹大头与相应钢筋母材一体连续，或是连接成一体。

钢筋母材与相应的第一螺纹大头和第二螺纹大头之间设置有直径逐渐增大的过渡段。

第二螺纹大头的尾部设置有止位装置，止位装置用于挡止反向旋拧到位后的套筒。

套筒与第一螺纹大头和第二螺纹大头的大径、小径、螺牙特征、螺距以及组合长度适配。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型的混凝土预制构件连接模块中，通过套筒连接具有第一螺纹大头的钢筋母材与具有第二螺纹大头的钢筋母材，在第一组钢筋母材中的每根母材均与第二组钢筋母材中的相应母材连接后，第一段混凝土预制构件与第二段混凝土预制构件即被连接在一起。连接具有第一螺纹大头的钢筋母材与具有第二螺纹大头的钢筋母材时，先使套筒从第一螺纹大头的头部直接拧到尾部，再使第二螺纹大头与第一螺纹大头配型对位——即是指第二螺纹大头上的螺纹与第一螺纹大头上的螺纹能够拼成一段完整的螺纹。之后反向旋拧套筒即可通过套筒使第一螺纹大头与第二螺纹大头连接。由此过程可知，连接全程只需要转动套筒，既不需要沿轴向转动混凝土预制构件也不需要沿轴向移动混凝土预制构件。所以本实用新型的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块，连接快捷方便，能促进装配式混凝土结构乃至建筑工业化的顺利推进，具有极高的实用价值。

附图说明

图1为本实用新型的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块的一个实施例中，第一段混凝土预制构件的混凝土浇筑前，套筒拧装在第一螺纹大头尾部的结构示意图；

图2是图1中的第一组钢筋母材与第二段混凝土预制构件连接后的结构示意图；

图3是图1中的第一段混凝土预制构件的混凝土浇筑凝固后，将套筒旋拧退回第一螺纹大头尾部，将两个混凝土预制构件拆开的结构示意图；

图4是图3中的第二段混凝土预制构件与第一段混凝土预制构件连接后的结构示意图；

图5是图1中A处的局部示意图；

图6是图2中B处的局部示意图；

图7是图3中C处的局部示意图；

图8是图4中D处的局部示意图。

具体实施方式

本实用新型的具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块的具体结构如图1至图8所示，包括第一段混凝土预制构件1和第二段混凝土预制构件2，第一段混凝土预制构件1包括混凝土块及浇筑在混凝土块中的第一组钢筋母材，第二段混凝土预制构件2包括混凝土块及浇筑在混凝土块中的第二组钢筋母材，钢筋母材的端头伸出相应混凝土预制构件。

第一段混凝土预制构件1与第二段混凝土预制构件2对应设置，是指第一段混凝土预制构件1中的第一组钢筋母材中的各根第一钢筋母材6和第二段混凝土预制构件2中的第二组钢筋母材中的各根第二钢筋母材7位置一一对应。第一段混凝土预制构件1和第二段混凝土预制构件2通过钢筋螺纹大头以及套筒3连接在一起。

每根第一钢筋母材6上均设置有第一螺纹大头4，每根第二钢筋母材7上均设置有第二螺纹大头5。第一螺纹大头4上与第二螺纹大头5上加工有螺纹特征完全相同的螺纹，两螺纹大头上的螺纹既可以是粗牙螺纹，也可以是细牙螺纹。第一螺纹大头4及第二螺纹大头5的螺纹小径均大于被连接钢筋母材的外缘直径。套筒3内壁面上的螺纹与第一螺纹大头4和第二螺纹大头5上的螺纹完全适配，所以套筒3可以从第一螺纹大头4的头部(即远离第一钢筋母材6的一端)直接拧到尾部(即第一螺纹大头4及第一钢筋母材6的本体完全穿越套筒3)，此时第一螺纹大头4的端部露出，套筒3的头部套设于第一钢筋母材6的外围，处于图5和图7所示的第一状态。本实施例中，套筒3与第一螺纹大头4和第二螺纹大头5的大径、小径、螺牙特征、螺距以及组合长度(即第一螺纹大头4的长度与第二螺纹大头5的长度之和)均适配，这样能在保证最佳连接强度的同时使套筒结构尽可能紧凑。在其他实施例中，套筒3的长度还可以适当大于第一螺纹大头4的长度与第二螺纹大头5的长度之和。

使第二螺纹大头5与第一螺纹大头4配型对位以使两个螺纹大头上的螺纹能拼成一个完整的螺纹面，之后反向旋拧套筒3至图6和图8所示的第二状态即可通过套筒3使第一螺纹大头4与第二螺纹大头5连接，从而实现第一钢筋母材6与第二钢筋母材7的连接。第一组钢筋母材中的每一根第一钢筋母材6均与相应的第二钢筋母材7连接之后，即完成了第一段混凝土预制构件1和第二段混凝土预制构件2的连接。

由以上连接过程可知，连接过程只需要转动套筒3，既不需要转动钢筋母材也不需要沿轴线方向移动钢筋母材。被连接的第一钢筋母材6与第二钢筋母材7的外缘直径可以相同，也可以不同，只需要保证第一螺纹大头4与第二螺纹大头5上的螺纹特征完全相同即能用适配的套筒3连接两者。

第一螺纹大头4与第二螺纹大头5的成型方式有多种，其中一种方式是将第一钢筋母材6的一端热镦粗而成为圆柱形状的第一螺纹大头4的加工基体，再在镦粗段上进行机加工而制作出精密度较高的第一螺纹大头4，第二螺纹大头5也是采用同样的方法在第二钢筋母材7上加工成型；另一种方法是在热镦粗第一钢筋母材6端部的同时将螺纹压制成型，第二螺纹大头5的加工方法类似。当然，随着技术的发展，还可以采用其他方式加工第一螺纹大头4与第二螺纹大头5。以上两种方式中，两个螺纹大头与相应的钢筋母材均是一体连续成型的。在其他的实施例中，第一螺纹大头4与第二螺纹大头5还可以是采用焊接或其他的方式与相应钢筋母材连接而成为一体。

在制作混凝土预制构件时，应注意两段混凝土预制构件中相应钢筋母材的位置，使第二螺纹大头5能与第一螺纹大头4成功配型对位。经发明人多次实践证明有效的手段如下：可以在第二段混凝土预制构件2浇筑之后但必须在第一段混凝土预制构件1浇筑之前，或者在两段混凝土预制构件均未浇筑之前，先将第一组钢筋母材中的各根第一钢筋母材6的第一螺纹大头4通过套筒3连接在第二段混凝土预制构件2上的各根第二钢筋母材7的第二螺纹大头5上，连接前与连接后的结构分别如图1和图2所示。连接后再浇筑第一段混凝土预制构件1，此时结构如图4所示。两段混凝土预制构件的混凝土均凝固后再将套筒3完全退回第一螺纹大头4上，此时结构如图3所示。通过这种方式制备的混凝土预制构件能保证第一段混凝土预制构件1中的各第一钢筋母材6的第一螺纹大头4与第二段混凝土预制构件2中的各第二钢筋母材7的第二螺纹大头5一定能够配型对位，所以就能通过套筒3拆开又可以再次连接。

第一螺纹大头4、第二螺纹大头5以及套筒3内壁面上的螺纹可以是三角形螺牙、矩形螺牙、梯形螺牙、弧线形螺牙、组合螺牙等其他的任意牙型。

第一钢筋母材6与第一螺纹大头4之间以及第二钢筋母材7与第二螺纹大头5之间均设置有直径逐渐增大的过渡段8，过渡段8的设置能减小过渡位置处的应力集中现象，有利于保证具有螺纹大头和套筒的钢筋连接件的强度。

本实施例中，第二螺纹大头5的尾部具有直径大于其上螺纹小径的环形凸台9。在反向旋拧套筒3到位后，套筒3的端面会被环形凸台9所挡止，从而提示套筒3连接到位。在其他实施例中，所述环形槽还可以被其他的能够阻止套筒3继续后退的止位装置代替，比如在第二螺纹大头5的尾部加工小径依次增大的螺纹或是在第二螺纹大头5的尾部增设焊点。

设计图

具有钢筋螺纹大头和套筒的混凝土预制构件连接模块论文和设计

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