CN105332424A - 基于bim的内挂外接式梁或柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的内挂外接式梁或柱，在梁或柱的端部套固有主动连接件和/或在梁或柱的侧壁设置有被动连接结构；主动连接件主体的前端面设置有n形挂钩，并在前端面的边缘设置有连接法兰；被动连接结构是在梁或柱或被动连接件的侧壁设置有挂接孔，挂接孔与n形挂钩匹配。本发明采用了楔形挂钩或楔形挂接孔的结构，使梁与柱对插安装有，在自重作用下向下滑动后达到相互挤压紧密贴合的作用，现场连接速度非常快，无需人为扶正或增设辅件工作。定位压紧后的梁与柱之间通过法兰连接，可采用自攻螺钉或者横穿螺杆或者焊接的方式固定连接。存在了挂钩支撑和法兰支撑两种支撑方式，提高了梁与柱之间的连接强度。本发明结构简单，现场施工速度非常快，适合推广实施。

Description

基于BIM的内挂外接式梁或柱

技术领域

本发明涉及建筑结构房屋梁或柱连接技术领域，特别是涉及一种基于BIM的内挂外接式梁或柱。

背景技术

建筑结构房屋的立柱与横梁的连接设计是墙体设计中的一个难点和重点，目前关于建筑房屋的立柱与横梁的连接的方法种类繁多，例如：横竖插接式、角码胀浮式、角码插接式、通槽螺栓式、双向锁紧式等。普遍存在如下问题：（1）连接结构复杂导致制造成本高和现场施工效率低，提高梁与柱或者梁与梁承载时需要设置防脱离结构，需要增加额外配合件。（2）定位性差影响施工效率，现场组装梁与柱时通常为高空作业，定位性差增加施工难度。（3）受力强度较差，现有梁与柱或者梁与梁的各种连接结构中，通常只有一种连接约束关系。（4）对接配合紧密型差，需要辅以人力使其结合再固定，容易形成梁与柱或者梁与梁间隙。

在现有技术中，采用了连接件与薄壁钢型材之间通过箍紧钢带进行快速对接的方案。该方案适合短期快速组件薄壁钢结构房屋，结构设计合理，在无故障条件下强度较高。然而，上述专利技术在投入实施过程中存在型材制造难度大的问题，不能很好地与现有型材成型机相结合，需要专用成型设备，成本高。在该专利技术中，将管状或槽状型材套装于连接件外侧，再利用连接件上的箍槽作为防脱落固定中心，用箍紧钢带将型材强制压缩在箍槽内。但在实际使用过程中，由于箍槽两侧翼板的边缘存在台阶和棱边，而薄壁钢型材的厚度非常薄，通常在0.3mm左右，被箍紧钢带压缩变形后的薄壁钢型材很容易破损，破损后导致型材强度明显降低，甚至会造成整个型材断裂，而且破损后形成的空洞无法进行防腐处理，雨水进入破损缝隙后造成连接结构受到腐蚀问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有建筑房屋梁与柱或梁与梁之间在快速连接时存在的问题和不足，提供一种基于BIM的内挂外接式梁或柱，用于现场快速组装、实现自动压紧定位和连接牢固稳定。

为实现上述发明目的采用如下技术方案：一种基于BIM的内挂外接式梁或柱，包括梁或柱以及连接件，在梁或柱的端部套固有主动连接件和/或在梁或柱的侧壁设置有被动连接结构；主动连接件主体的前端面设置有n形挂钩，并在前端面的边缘设置有连接法兰；被动连接结构是在梁或柱或被动连接件的侧壁设置有挂接孔，挂接孔与n形挂钩匹配；n形挂钩的沟槽为楔形槽，或者挂接孔的孔壁为楔形壁，使n形挂钩与挂接孔之间处于斜面压紧配合结构；主动连接件主体侧壁设置有扎带定位槽，主动连接件与梁或柱套装后通过钢扎带约束固定。

所述主动连接件是由钢板折叠而成的单体式主动连接件，折叠钢板包括位于中心的后壁，后壁两侧边分别连接有侧壁，后壁的边上下分别连接有上、下壁，上、下壁外边分别连接有法兰，两侧壁外边分别连接有前壁，前壁设置有挂钩；折叠后形成的主动连接件的对接缝处焊固为一体。

所述主动连接件是由两个对扣C型钢组合焊接而成的C型钢组合式主动连接件，两对扣的C型钢内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，两对扣的C型钢外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与槽形钢板或槽形连接板的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在两对扣的C型钢的外侧设置有扎带定位槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。

主动连接件是在薄壁钢梁或柱端部套固一个含有挂钩的连接头。

在所述梁或柱上粘贴有BIM定位片，BIM定位片携带位置、孔位和角度信息；所述BIM定位片为二维码或三维码。利用激光扫描仪对焊接点的位置扫描，并利用BIM信息扫描仪对BIM定位片扫描后，利用机械焊臂根据扫描定位信息对焊接点进行自动焊接。

所述梁或柱为薄壁梁或柱，或者为木梁或柱，或者为钢木复合梁或柱。

所述薄壁梁或柱为单体式或者为C型钢组合梁或柱，所述C型钢组合梁或柱包括两对扣C型钢，并且各C型钢的翼板边缘设有向内翻转的内翻边；C型钢组合梁或柱匹配套装在C型钢组合式被动连接件的外侧，并通过钢扎带约束固定。所述C型钢组合式被动连接件包括两个对扣焊接为一体的C型钢，两对扣的C型钢内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，两对扣的C型钢外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与槽形钢板或槽形连接板的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在两对扣的C型钢的外侧设置有扎带定位槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。

有益效果：本发明首先通过挂接定位，采用了楔形挂钩或楔形挂接孔的结构，使梁与柱对插安装有，在自重作用下向下滑动后达到相互挤压紧密贴合的作用，现场连接速度非常快，无需人为扶正或增设辅件工作。定位压紧后的梁与柱之间通过法兰连接，可采用自攻螺钉或者横穿螺杆或者焊接的方式固定连接。从而，本发明中梁与柱之间存在了挂钩支撑和法兰支撑两种支撑方式，提高了梁与柱之间的连接强度。本发明结构简单，现场施工速度非常快，适合推广实施。

设置C型钢组合式主动连接件和C型钢组合式被动连接件与C型钢组合梁或柱，组合接头内侧设置的让位孔与组合梁的内翻边相互扣合并被压缩在一起，达到内外嵌套效果，再通过紧固钢带进行压缩固定后，达到固定且防滑脱效果。不会出现局部受挤压而破损问题，通过箍紧钢带可以达到简便、高效施工的目的，不需要焊接或铆接等工艺步骤，而且连接强度高，不易滑脱。

本发明不仅可用于钢构梁或柱，也适用于木结构梁或柱，或钢木复合结梁或柱。而且还可用于其他对接的支撑结构、各种形式的杆件连接结构，以及内外墙连接等结构。

附图说明

图1是本发明梁结构示意图；

图2是图1的装配状态示意图；

图3是本发明梁与柱安装结构示意图；

图4是本发明梁与梁安装结构示意图；

图5是图2中主动连接件的立体结构示意图；

图6是图5的侧视图；

图7是图5的展开状态示意图；

图8是本发明组合梁柱挂接结构示意图；

图9是图8的侧面结构示意图；

图10是图9的A-A剖面结构示意图；

图11是本发明木质梁的内挂外接结构示意图；

图12是本发明钢木复合梁的内挂外接结构示意图。

图中，标号1为单体柱，1a为C型钢组合柱，2为单体梁，2a为C型钢组合梁，21为压槽，22为内翻边，3为单体式主动连接件，3a为C型钢组合式主动连接件，30为压槽，31为连接法兰，32为连接孔，33为n形挂钩，34为挂钩支撑壁，35为侧壁，36为上壁，37为后壁，38为焊缝，39为内撑腹板，4为挂接孔，5为C型钢组合式被动连接件，51为扎带定位槽，52为压槽，53为内撑腹板，6为钢扎带，7为让位槽，8为自攻螺丝，9为BIM定位片,10为方钢。

具体实施方式

实施例1：一种基于BIM的内挂外接式梁（或柱），参见图1和图2，采用薄壁钢单体梁和薄壁钢单体柱，在梁与柱之间设置单体式主动连接件和被动连接结构。参见图3，在单体梁2端部仅设置单体式主动连接件，在单体柱1中部仅设置挂接孔4。参见图4，在单体梁2端部设置单体式主动连接件的同时，在单体梁2中部设置有挂接孔4。

参见图5和图6所示，主动连接件包括前壁、后壁、两侧壁和上下壁，以及在上下壁设置的连接法兰31和在前壁（挂钩支撑壁34）设置的n形挂钩33。实际上，本实施例所述主动连接件是有钢板折叠而成的单体式主动连接件，参见图7。折叠钢板包括位于中心的后壁，后壁两侧边分别连接有侧壁，后壁的边上下分别连接有上、下壁，上、下壁外边分别连接有法兰，两侧壁外边分别连接有前壁，前壁设置有挂钩；折叠后形成的主动连接件的对接缝处焊固为一体。

主动连接件套固于梁端部，主动连接件主体侧壁设置有扎带定位槽51，主动连接件与梁或柱套装后通过钢扎带6约束固定。本实施里中的被动连接结构是在梁或柱或被动连接件的侧壁设置有挂接孔4，挂接孔4与n形挂钩33匹配安装。

本发明的主动连接件具有挂接定位作用，采用了楔形挂钩或楔形挂接孔的结构：将n形挂钩33的沟槽设置为楔形槽（下端入口宽度大于上端槽底宽度），或者将挂接孔4的孔壁为楔形壁，以达到使n形挂钩33与挂接孔4之间处于斜面压紧配合结构。在自重作用下向下滑动后达到相互挤压紧密贴合的作用，现场连接速度非常快，无需人为扶正或增设辅件工作。定位压紧后的梁与柱之间通过法兰连接，可采用自攻螺钉，或者横穿螺杆，或者焊接的方式固定连接。从而，本发明中梁与柱之间存在了挂钩支撑和法兰支撑两种支撑方式，提高了梁与柱之间的连接强度，现场施工速度非常快。

另外，在所述梁或柱上粘贴有BIM定位片9，BIM定位片9携带位置、孔位和角度信息；所述BIM定位片9为二维码或三维码。二维码或三维码中心可设置有觇标，二维码或三维码中包含BIM信息，包含建筑构件的设计信息、施工工艺信息、材质信息，以及与其他相邻构件之间的连接信息。所述设计信息包括构件名称、构件在整个建筑中的位置、构件的形状、构件的安装位置、构件的材料、构件的工程性能。所述施工工艺信息包括施工工序、方法、进度、成本、质量要求。所述连接信息包括与其相连接的构件的名称，以及连接位置和连接方式。定位片在整个钢结构工程构件中具有与BIM相适配的唯一的身份编号。工人可以根据连接板上的BIM数字图形片上的携带的信息，确定定位板的位置与角度；保证连接板位置和孔位置正确与精度；施工管理人员可以根据这些信息进行验收和检查。

该定位片依据用途的不同，所携带的信息不同，但所有信息均是依据BIM的格式和数据编制入定位片的二维码或者三维码中，并打印在定位片上；该定位片的应用，能够使BIM中的各类数据准确的传递和识别，定位片的二维码或三维码中还提供有焊接机器人所需的焊接信息，能够帮助焊接机器人完成自动化的焊接过程。扫描终端可以是专用的扫描终端或者是能够识别二维码或者三维码的手机。另外在该贴片中还可以加入纳米微电子片，用于实时反馈构件双向转角。

实施例2：以实施例1为基础，分别对梁和柱以及主动连接件进行修改，形成C型钢组合梁2a、C型钢组合柱1a、C型钢组合主动连接件3a和C型钢组合被动连接件5。参见图8-图10，主动连接件是由两个对扣C型钢组合焊接而成的C型钢组合式主动连接件，两对扣的C型钢内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，两对扣的C型钢外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与槽形钢板或槽形连接板的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在两对扣的C型钢的外侧设置有扎带定位槽51,卡槽设置在与腹板对应的位置。

所述梁或柱为薄壁梁或柱。薄壁梁或柱为单体式或者为C型钢组合梁或柱，所述C型钢组合梁或柱包括两对扣C型钢，并且各C型钢的翼板边缘设有向内翻转的内翻边；C型钢组合梁或柱匹配套装在C型钢组合式被动连接件5的外侧，并通过钢扎带6约束固定。所述C型钢组合式被动连接件5包括两个对扣焊接为一体的C型钢，两对扣的C型钢内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，两对扣的C型钢外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与槽形钢板或槽形连接板的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在两对扣的C型钢的外侧设置有扎带定位槽51,卡槽设置在与腹板对应的位置。

本发明不仅可用于钢构梁或柱，也适用于木结构梁或柱，或钢木混合结梁或柱。而且还可用于其他对接的支撑结构、各种形式的杆件连接结构，以及内外墙连接等结构。

实施例3：在实施例1基础上，将钢结构梁或柱变为实木梁2b，如图11所示，将主动连接件套装在实木梁或柱端部，并通过钢扎带固定。

实施例4：在实施例1基础上，将钢结构梁或柱变为实木和方钢复合的梁，如图12所示，在实木外侧包裹有方钢10，或者在实木一侧固定有钢板，将主动连接件套装在钢木复合梁或柱端部，并通过钢扎带固定。

Claims (7)

1.一种基于BIM的内挂外接式梁或柱，包括梁或柱以及连接件，其特征是：在梁或柱的端部套固有主动连接件和/或在梁或柱的侧壁设置有被动连接结构；主动连接件主体的前端面设置有n形挂钩，并在前端面的边缘设置有连接法兰；被动连接结构是在梁或柱或被动连接件的侧壁设置有挂接孔，挂接孔与n形挂钩匹配；n形挂钩的沟槽为楔形槽，或者挂接孔的孔壁为楔形壁，使n形挂钩与挂接孔之间处于斜面压紧配合结构；主动连接件主体侧壁设置有扎带定位槽，主动连接件与梁或柱套装后通过钢扎带约束固定。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的内挂外接式梁或柱，其特征是：所述主动连接件是由钢板折叠而成的单体式主动连接件，折叠钢板包括位于中心的后壁，后壁两侧边分别连接有侧壁，后壁的边上下分别连接有上、下壁，上、下壁外边分别连接有法兰，两侧壁外边分别连接有前壁，前壁设置有挂钩；折叠后形成的主动连接件的对接缝处焊固为一体。

3.根据权利要求1所述的基于BIM的内挂外接式梁或柱，其特征是：所述主动连接件是由两个对扣C型钢组合焊接而成的C型钢组合式主动连接件，两对扣的C型钢内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，两对扣的C型钢外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与槽形钢板或槽形连接板的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在两对扣的C型钢的外侧设置有扎带定位槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。

4.根据权利要求1所述的基于BIM的内挂外接式梁或柱，其特征是：在所述梁或柱上粘贴有BIM定位片，BIM定位片携带位置、孔位和角度信息；所述BIM定位片为二维码或三维码。

5.根据权利要求1所述的基于BIM的内挂外接式梁或柱，其特征是：所述梁或柱为薄壁梁或柱，或者为木梁或柱，或者为钢木复合梁或柱。

6.根据权利要求5所述的基于BIM的内挂外接式梁或柱，其特征是：所述薄壁梁或柱为单体式或者为C型钢组合梁或柱，所述C型钢组合梁或柱包括两对扣C型钢，并且各C型钢的翼板边缘设有向内翻转的内翻边；C型钢组合梁或柱匹配套装在C型钢组合式被动连接件的外侧，并通过钢扎带约束固定。

7.根据权利要求6所述的基于BIM的内挂外接式梁或柱，其特征是：所述C型钢组合式被动连接件包括两个对扣焊接为一体的C型钢，两对扣的C型钢内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，两对扣的C型钢外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与槽形钢板或槽形连接板的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在两对扣的C型钢的外侧设置有扎带定位槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。