CN113338496B - 一种内外幕墙连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内外幕墙连接方法，通过在内幕墙与外幕墙之间安装一连接装置，该连接装置包括：包括杆一、杆二、导杆、滑套、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧及端部盖板，导杆的另一端设有环状的外筒圈以及中心杆，中心杆与外筒圈之间形成环形凹槽，滑套上远离杆二的端部开设供中心杆伸入的圆形凹槽，中心杆与圆形凹槽的底面之间设置第一压缩弹簧，第二压缩弹簧设置于外筒圈、端部盖板、滑套以及挡圈形成的空间内，滑套能够相对所述导杆轴向移动，受压时，第一压缩弹簧受压，第二压缩弹簧不起作用；受拉时，第二压缩弹簧受压，第一压缩弹簧不起作用，因此，该方法既可以满足差异性变形需要，同时对杆一和杆二的拉、压变形都能进行有效限制。

Description

一种内外幕墙连接方法

技术领域

本发明属于工程施工技术领域，特别涉及一种内外幕墙连接方法。

背景技术

目前，内、外幕墙结构在超高层建筑中应用越来越多，这种结构能够为超高层建筑提供较大的使用空间，且由于内、外幕墙的间隔存在，使得建筑物能够获得更优的节能环保效果，提高内部使用空间的隔声、通风和室内条件等。

在内、外幕墙这种结构体系中，内侧幕墙与内部的结构实体连接，外侧幕墙通过水平系杆与内幕墙连接。随着两层幕墙的间距增加，由于外幕墙受到环境风荷载、温度荷载、自重的影响，将发生与内幕墙不同大小的变形，如果外侧幕墙在水平荷载作用下发生较大变形，则水平系杆将发生扭曲或弯曲变形，考虑到外侧幕墙本质上是悬挂在结构主体上，为保证其安全性和稳定性，需要在外侧幕墙和内侧幕墙之间通过水平支撑系杆或楼板进行连接，而随着内、外幕墙差异变形的增加，将可能导致水平支撑系杆出现扭曲或弯曲变形。如果在水平支撑系杆受压状态下，这种扭曲或弯曲变形将会导致形成压杆失稳的状态，造成灾难性的后果。与此同时，随着杆件长度的增加，弯压比增大，这种失稳风险也会随之呈现指数级增大。

发明内容

本发明旨在发明一种内外幕墙连接方法，通过将长系杆分割成杆一和杆二，解决长系杆在两侧差异性变形情况下的变形协调问题，既可以满足差异性变形需要，同时对杆一和杆二的拉、压变形都能进行有效限制。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种内外幕墙连接方法，在内幕墙与外幕墙之间安装一连接装置，所述连接装置包括：杆一、杆二、导杆、滑套、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧以及一呈环形的端部盖板，所述导杆的一端与杆一的一端同轴连接，所述滑套的一端与杆二的一端同轴连接，所述导杆的另一端设有环状的外筒圈以及中心杆，所述外筒圈同轴设置于所述中心杆的外侧，所述中心杆与外筒圈之间形成环形凹槽，所述外筒圈上远离杆一的端面上同轴设置所述端部盖板，所述端部盖板的内径小于外筒圈的内径，所述滑套上远离杆二的端部开设供中心杆伸入的圆形凹槽，所述滑套上远离杆二的端部伸入所述导杆的环形凹槽内，所述中心杆与圆形凹槽的底面之间设置第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧靠近所述中心杆设置，所述滑套上远离杆二的端部设有一沿径向外凸的挡圈，所述第二压缩弹簧设置于外筒圈、端部盖板、滑套以及挡圈形成的空间内，所述第二压缩弹簧与第一压缩弹簧均与中心杆同轴，所述中心杆的外径与滑套的圆形凹槽的内径相匹配，所述滑套能够相对所述导杆轴向移动，当导杆与滑套处于受压状态时，第一压缩弹簧受压，第二压缩弹簧不起作用；当导杆与滑套处于受拉状态时，第二压缩弹簧受压，第一压缩弹簧不起作用。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，还包括四个位移计、垫板以及压力传感器，所述圆形凹槽的底面与第一压缩弹簧之间设有所述压力传感器，所述第一压缩弹簧与压力传感器之间设有所述垫板，所述四个位移计绕中心杆的轴心线均匀分布，每个位移计的两端分别与导杆以及滑套连接，每个位移计的两端分别与导杆以及滑套的连接处的连线与所述导杆平行，所述四个位移计以及压力传感器分别与外设的控制系统通讯连接。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，当杆一和/或杆二处于受压状态时，第一压缩弹簧受压变形，通过压力传感器测得第一压缩弹簧的压力P1，四个位移计分别测得位移D1~D4，第二压缩弹簧不受力，P2=0；当杆一和/或杆二处于受拉状态时，第二压缩弹簧受压变形，第一压缩弹簧不受力，P1=0，四个位移计分别测得位移D1~D4，求四个位移计分别测得位移D1~D4的平均值D，通过公式P2=k*D计算第二压缩弹簧的压力P2，其中，k为第二压缩弹簧的刚度。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，在控制系统中设定拉力阈值P2max、以及压力阈值P1max，当杆一和/或杆二处于受拉状态时，如果P2>P2max，则报警；当杆一和/或杆二处于受压状态时，如果P1>P1max时，则报警，从而对杆一和杆二的受力状态的有效评估提供了方法，应对杆一和杆二受压失稳的问题提出了有效的判别和监控手段，对于内、外幕墙之间变形变化的控制提供了有力支撑，保证了内、外幕墙之间的连接可靠性和安全性。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，在控制系统中设定弯曲度指标阈值

， 当杆一和/或杆二处于受压状态时，基于第一压缩弹簧的压力P1和第一压缩弹簧的刚度k， 计算得到滑套相对导杆的轴向位移值D5，D5 = P1/k；分别计算四个位移计测得位移D1~D4 与D5的差值D1’~ D4’，D1’=D1-D5，D2’=D2-D5，D3’=D3-D5，D4’=D4-D5，作为环向不同位置相 对中心轴向位移D5的相对变形值；将对称面上相对变形值的差值除以滑套相对导杆的轴向 位移值D5后的绝对值作为两对称面上弯曲度指标θ ₁₃ 、θ ₂₄ ：

；取两对称面上 弯曲度指标较大的，作为整体的弯曲度指标θ；如果

，则报警。其通过4台位移计的 数据测量，结合第一压缩弹簧的压力测量，可以对不同压力状态下，杆一和杆额稳定的情况 进行定量评估和判断，为进行内、外幕墙之间的杆一和杆二的维护提供支撑。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述中心杆上设有用于限制导杆与滑套相互转动的环向约束键，所述滑套上对应设有与所述环向约束键相匹配的键槽，从而使得导杆与滑套只能相对同轴相向或者相背运动，不能相互转动。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述圆形凹槽为阶梯型孔，包括依次设置的第一圆槽孔以及第二圆槽孔，所述第二圆槽孔靠近杆二设置，第一圆槽孔的内径大于第二圆槽孔的内径，所述中心杆的外径与第一压缩弹簧的外径均小于第二圆槽孔的内径。通过将圆形凹槽为阶梯型孔设置成如上结构，对第一压缩弹簧所在的第二圆槽孔的截面进行削弱，能够更加容易反馈出失稳状态。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述杆一的另一端与内幕墙或者外幕墙连接，所述杆二的另一端与外幕墙或者内幕墙连接。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述导杆与杆一连接的端部缩小设计，形成第一径向缩小段，也就是说，第一径向缩小段的外径小于外圈筒的外径，所述杆一与导杆连接的端部径向缩小设计，形成第二径向缩小段，所述第一径向缩小段开设供第二径向缩小段伸入的通孔，且两者固定连接。通过所述导杆与杆一连接的端部缩小设计，形成第一径向缩小段，即减少导杆的与杆一连接部位的截面面积可以更容易反馈出失稳状态。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述滑套的圆形凹槽的圆周壁上设有一减摩套，所述中心杆的外径与减摩套的内径相匹配，通过设置减摩套可以减少滑套与导杆相对滑动的阻力。

由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明公开了一种内外幕墙连接方法，通过在内幕墙与外幕墙之间安装一连接装置，所述连接装置包括：杆一、杆二、导杆、滑套、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧以及一呈环形的端部盖板，所述导杆的一端与杆一的一端同轴连接，所述滑套的一端与杆二的一端同轴连接，所述导杆的另一端设有环状的外筒圈以及中心杆，所述外筒圈同轴设置于所述中心杆的外侧，所述中心杆与外筒圈之间形成环形凹槽，所述外筒圈上远离杆一的端面上同轴设置所述端部盖板，所述端部盖板的内径小于外筒圈的内径，所述滑套上远离杆二的端部开设供中心杆伸入的圆形凹槽，所述滑套上远离杆二的端部伸入所述导杆的环形凹槽内，所述中心杆与圆形凹槽的底面之间设置第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧靠近所述中心杆设置，所述滑套上远离杆二的端部设有一沿径向外凸的挡圈，所述第二压缩弹簧设置于外筒圈、端部盖板、滑套以及挡圈形成的空间内，所述第二压缩弹簧与第一压缩弹簧均与中心杆同轴，所述中心杆的外径与滑套的圆形凹槽的内径相匹配，所述滑套能够相对所述导杆轴向移动，当导杆与滑套处于受压状态时，第一压缩弹簧受压，第二压缩弹簧不起作用；当导杆与滑套处于受拉状态时，第二压缩弹簧受压，第一压缩弹簧不起作用，由此可见，本发明的内外幕墙连接方法能够同时限制杆一和杆二的拉、压变形，既可以满足差异性变形需要，同时对杆一和杆二的拉、压变形进行了有效的限制，避免产生不可恢复的较大变形。

附图说明

图1 是一种内外幕墙连接方法的结构示意图。

图2 是图1的A-A剖面图。

图中：1-杆一，2-导杆，2.1-外筒圈，2.2-中心杆，3-盖圈，4-第二螺钉，5-环向约束键，6-第二压缩弹簧，7-端部盖板，8-第一螺钉，9-减摩套，10-第一压缩弹簧，11-滑套，11.1-第一圆槽孔，11.2第二圆槽孔，11.3挡圈，12-垫板，压力传感器13，14-杆二，15-位移计。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

请参阅图1至图2，本实施例公开了一种内外幕墙连接方法，在内、外幕墙（未图示）之间设置连接装置，内侧幕墙与建筑内部的结构实体连接，，该连接装置，包括杆一1、杆二14、导杆2、滑套11、第一压缩弹簧10、第二压缩弹簧6以及一呈环形的端部盖板7，所述导杆2的一端与杆一1的一端同轴连接，所述滑套11的一端与杆二14的一端同轴连接，所述导杆2的另一端设有环状的外筒圈2.1以及中心杆2.2，所述外筒圈2.1同轴设置于所述中心杆2.2的外侧，所述中心杆2.2与外筒圈2.1之间形成环形凹槽，所述外筒圈2.1上远离杆一1的端面上同轴设置所述端部盖板7，所述端部盖板7通过第一螺钉8固定于所述外筒圈2.1上远离杆一1的端面上，所述端部盖板7的内径小于外筒圈2.1的内径，所述滑套11上远离杆二14的端部开设供中心杆2.2伸入的圆形凹槽，所述滑套11上远离杆二14的端部伸入所述导杆2的环形凹槽内，所述中心杆2.2与圆形凹槽的底面之间设置第一压缩弹簧10，所述第一压缩弹簧10靠近所述中心杆2.2设置，所述滑套11上远离杆二14的端部设有一沿径向外凸的挡圈11.3，所述第二压缩弹簧6设置于外筒圈2.1、端部盖板7、滑套11以及挡圈11.3形成的空间内，所述第二压缩弹簧6与第一压缩弹簧10均与中心杆2.2同轴，所述中心杆2.2的外径与滑套11的圆形凹槽的内径相匹配，所述滑套11能够相对所述导杆2轴向移动，当导杆2与滑套11处于受压状态时，第一压缩弹簧10受压，第二压缩弹簧6不起作用；当导杆2与滑套11处于受拉状态时，第二压缩弹簧6受压，第一压缩弹簧10不起作用，由此可见，本发明的内外幕墙连接方法能够同时限制杆一1和杆二14的拉、压变形，既可以满足差异性变形需要，同时对杆一1和杆二14的拉、压变形进行了有效的限制，避免产生不可恢复的较大变形。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，还包括四个位移计15、垫板12以及压力传感器13，所述圆形凹槽的底面与第一压缩弹簧10之间设有所述压力传感器13，所述第一压缩弹簧10与压力传感器13之间设有所述垫板12，所述四个位移计15绕中心杆2.2的轴心线均匀分布，也就是说四个位移计15分90度设置，每个位移计15的两端分别与导杆2以及滑套11连接，每个位移计15的两端分别与导杆2以及滑套11的连接处的连线与所述导杆2平行，所述四个位移计15以及压力传感器13分别与外设的控制系统通讯连接。通过压力传感器13能够测量第一压缩弹簧10的压力P1，从而可以对杆一1和杆二14间的受压程度进行测量，通过四个位移计15能够获取第一压缩弹簧10的压力P2，从而可以对杆一1和杆二14间的受拉程度进行测量，从而有利于对杆一1和杆二14之间连接状态的监控，提高内、外幕墙之间连接的可靠性，实现内、外幕墙之间的连接风险预警，防止发生外幕墙出现高空坠落风险。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，当杆一1和/或杆二14处于受压状态时，第一压缩弹簧10受压变形，通过压力传感器13测得第一压缩弹簧10的压力P1，四个位移计15分别测得位移D1~D4，第二压缩弹簧6不受力，P2=0；当杆一1和/或杆二14处于受拉状态时，第二压缩弹簧6受压变形，第一压缩弹簧10不受力，P1=0，四个位移计15分别测得位移D1~D4，求四个位移计15分别测得位移D1~D4的平均值D，通过公式P2=k*D计算第二压缩弹簧6的压力P2，其中，k为第二压缩弹簧6的刚度。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，在控制系统中设定拉力阈值P2max、以及压力阈值P1max，当杆一1和/或杆二14处于受拉状态时，如果P2>P2max，则报警；当杆一1和/或杆二14处于受压状态时，如果P1>P1max时，则报警，从而及时发现杆一1和杆二14之间的连接风险，确保内、外幕墙之间连接的可靠性和稳定性，防止外幕墙发生高空坠落风险。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，在控制系统中设定弯曲度指标阈值

， 当杆一1和/或杆二14处于受压状态时，基于第一压缩弹簧10的压力P1和第一压缩弹簧10的 刚度k，计算得到滑套11相对导杆2的轴向位移值D5，D5 = P1/k；分别计算四个位移计15测 得位移D1~D4与D5的差值D1’~ D4’，D1’=D1-D5，D2’=D2-D5，D3’=D3-D5，D4’=D4-D5，作为环 向不同位置相对中心轴向位移D5的相对变形值；将对称面上相对变形值的差值除以滑套11 相对导杆2的轴向位移值D5后的绝对值作为两对称面上弯曲度指标θ ₁₃、θ ₂₄：

；取两对称面上弯曲度指标较大的，作为整体的弯曲度指标θ；如果

，则报警，从而 及时发现杆一1和杆二14之间的扭曲风险，确保内、外幕墙之间连接的可靠性和稳定性，进 一步，防止外幕墙发生高空坠落风险。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述中心杆2.2上设有用于限制导杆2与滑套11相互转动的环向约束键5，所述滑套11上对应设有与所述环向约束键5相匹配的键槽，从而可以保证导杆2与滑套11之间只能沿着自身轴向相背或者相向运动。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述圆形凹槽为阶梯型孔，包括依次设置的第一圆槽孔11.1以及第二圆槽孔11.2，所述第二圆槽孔11.2靠近杆二14设置，第一圆槽孔11.1的内径大于第二圆槽孔11.2的内径，所述中心杆2.2的外径与第一压缩弹簧10的外径均小于第二圆槽孔11.2的内径。通过缩小第一压缩弹簧10所在的第二圆槽孔11.2的内径，能更容易反馈出失稳状态。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述杆一1的另一端与内幕墙或者外幕墙连接，所述杆二14的另一端与外幕墙或者内幕墙连接。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述导杆2与杆一1连接的端部径向缩小设计，形成第一径向缩小段，所述杆一1与导杆2连接的端部径向缩小设计，形成第二径向缩小段，所述第一径向缩小段开设供所述第二径向缩小段径向缩小段伸入的通孔，且两者固定连接。通过所述导杆2与杆一1连接的端部径向缩小设计，实现了导杆2与杆一1连接的部位截面面积的减少，能更容易反馈出失稳状态。

优选的，在上述的内外幕墙连接方法中，所述滑套11的圆形凹槽的圆周壁上设有一减摩套9，所述中心杆2.2的外径与减摩套9的内径相匹配，所述减摩套9通过盖圈3以及第二螺钉4固定于所述滑套11的圆形凹槽的圆周壁上，通过设置减摩套9，可以减少滑套11与导杆2之间的滑动阻力。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (5)

1.一种内外幕墙连接方法，其特征在于，在内幕墙与外幕墙之间安装一连接装置，所述 连接装置包括：杆一、杆二、导杆、滑套、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧以及一呈环形的端部 盖板，所述导杆的一端与杆一的一端同轴连接，所述滑套的一端与杆二的一端同轴连接，所 述导杆的另一端设有环状的外筒圈以及中心杆，所述外筒圈同轴设置于所述中心杆的外 侧，所述中心杆与外筒圈之间形成环形凹槽，所述外筒圈上远离杆一的端面上同轴设置所 述端部盖板，所述端部盖板的内径小于外筒圈的内径，所述滑套上远离杆二的端部开设供 中心杆伸入的圆形凹槽，所述滑套上远离杆二的端部伸入所述导杆的环形凹槽内，所述中 心杆与圆形凹槽的底面之间设置第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧靠近所述中心杆设置， 所述滑套上远离杆二的端部设有一沿径向外凸的挡圈，所述第二压缩弹簧设置于外筒圈、 端部盖板、滑套以及挡圈形成的空间内，所述第二压缩弹簧与第一压缩弹簧均与中心杆同 轴，所述中心杆的外径与滑套的圆形凹槽的内径相匹配，所述滑套能够相对所述导杆轴向 移动，当导杆与滑套处于受压状态时，第一压缩弹簧受压，第二压缩弹簧不起作用；当导杆 与滑套处于受拉状态时，第二压缩弹簧受压，第一压缩弹簧不起作用，所述连接装置还包括 四个位移计、垫板以及压力传感器，所述圆形凹槽的底面与第一压缩弹簧之间设有所述压 力传感器，所述第一压缩弹簧与压力传感器之间设有所述垫板，所述四个位移计绕中心杆 的轴心线均匀分布，每个位移计的两端分别与导杆以及滑套连接，每个位移计的两端分别 与导杆以及滑套的连接处的连线与所述导杆平行，所述四个位移计以及压力传感器分别与 外设的控制系统通讯连接，所述中心杆上设有用于限制导杆与滑套相互转动的环向约束 键，所述滑套上对应设有与所述环向约束键相匹配的键槽，当杆一和/或杆二处于受压状态 时，第一压缩弹簧受压变形，通过压力传感器测得第一压缩弹簧的压力P1，四个位移计分别 测得位移D1~D4，第二压缩弹簧不受力，P2=0；当杆一和/或杆二处于受拉状态时，第二压缩 弹簧受压变形，第一压缩弹簧不受力，P1=0，四个位移计分别测得位移D1~D4，求四个位移计 分别测得位移D1~D4的平均值D，通过公式P2=k*D计算第二压缩弹簧的压力P2，其中，k为第 二压缩弹簧的刚度；在控制系统中设定拉力阈值P2max、以及压力阈值P1max，当杆一和/或 杆二处于受拉状态时，如果P2>P2max，则报警；当杆一和/或杆二处于受压状态时，如果P1> P1max时，则报警；在控制系统中设定弯曲度指标阈值

，当杆一和/或杆二处于受压状 态时，基于第一压缩弹簧的压力P1和第一压缩弹簧的刚度k，计算得到滑套相对导杆的轴向 位移值D5，D5 = P1/k；分别计算四个位移计测得位移D1~D4与D5的差值D1’~ D4’，D1’=D1- D5，D2’=D2-D5，D3’=D3-D5，D4’=D4-D5，作为环向不同位置相对中心轴向位移D5的相对变形 值；将对称面上相对变形值的差值除以滑套相对导杆的中心轴向位移值D5后的绝对值作为 两对称面上弯曲度指标θ ₁₃、θ ₂₄：

；取两对称面上弯曲度指标较大的，作 为整体的弯曲度指标θ；如果

，则报警。

2.如权利要求1所述的内外幕墙连接方法，其特征在于，所述圆形凹槽为阶梯型孔，包括依次设置的第一圆槽孔以及第二圆槽孔，所述第二圆槽孔靠近杆二设置，第一圆槽孔的内径大于第二圆槽孔的内径，所述中心杆的外径与第一压缩弹簧的外径均小于第二圆槽孔的内径。

3.如权利要求1所述的内外幕墙连接方法，其特征在于，所述杆一的另一端与内幕墙或者外幕墙连接，所述杆二的另一端与外幕墙或者内幕墙连接。

4.如权利要求1所述的内外幕墙连接方法，其特征在于，所述导杆与杆一连接的端部径向缩小设计，形成第一径向缩小段，所述杆一与导杆连接的端部径向缩小设计，形成第二径向缩小段，所述第一径向缩小段开设供所述第二径向缩小段径向缩小段伸入的通孔，且两者固定连接。

5.如权利要求1所述的内外幕墙连接方法，其特征在于，所述滑套的圆形凹槽的圆周壁上设有一减摩套，所述中心杆的外径与减摩套的内径相匹配。

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