一种工业化建筑中结构钢筋防雷接地的套筒连接装置及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及结构工程和电气工程领域，具体地涉及一种工业化建筑中结构钢筋防雷接地的套筒连接装置及施工方法。
【背景技术】
[0002]我国建筑业一直处于劳动密集型、建造方式相对落后的传统产业阶段；在房屋的建造和使用过程中，高能耗、高污染、低效率、粗矿的传统建造模式具有普遍性，这与当前的新型城镇化、工业化、信息化发展要求不相适应，与发达国家差距甚大；城乡建设与环境资源约束的矛盾日益突出。因此，我国在经济持续快速发展和城镇化进程加速的国情下，为实现城乡建设可持发展，提出转变城乡建设模式、促进建筑业转型升级，强力推动“工业化建筑”成为首要任务之一。
[0003]建筑工业化的重要载体之一为装配式混凝土结构构件，其突出特点是结构构件工厂化预制生产、现场装配化施工成型。装配式混凝土结构的竖向结构构件的重要装配连接方式为钢筋套筒灌浆连接，但是为了保证钢筋套筒灌浆连接的可靠性和安装钢筋长度的可调节性，按力学性能和规范要求套筒灌浆端的结构钢筋四周均与套筒内壁有一定的间距，故竖向结构构件中的上下部结构钢筋无法形成导电通路，从而装配式混凝土结构无法像传统现浇混凝土结构实现采用竖向主体结构钢筋作为防雷接地引下线。因此，研究设计装配式混凝土结构钢筋套筒连接的防雷接地机构具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种工业化建筑中结构钢筋防雷接地的套筒连接装置及施工方法，该套筒连接装置结构简单可靠，在不影响结构钢筋套筒连接的力学性能和装配式简易施工的前提下，实现将装配式混凝土结构中竖向结构构件的结构钢筋作为防雷接地引下线，从而无需另外敷设防雷接地引下线，节约施工成本，缩短施工工期。
[0005]本发明的发明目的主要通过以下技术方案实现:
一种工业化建筑中结构钢筋防雷接地的套筒连接装置，包括灌浆套筒、结构钢筋A、结构钢筋B、防雷连接机构，所述灌浆套筒包括预制连接段和灌浆连接段，结构钢筋A —端与预制连接段连接，灌浆套筒和结构钢筋A预埋于结构构件A中，所述结构钢筋B预埋于结构构件B内、且一端伸出结构构件B端面，所述灌浆套筒通过所述防雷连接机构与所述结构钢筋B连接形成导电通路。
[0006]结构构件A和结构构件B在工厂预制生产，并且所述灌浆套筒和结构钢筋A预埋于结构构件A中，所述灌浆套筒包括与结构钢筋A连接的预制连接段和用于灌浆的灌浆连接段，所述预制连接段内径小于所述灌浆连接段内径，所述灌浆连接段筒壁设置有灌浆孔和监视孔，所述监视孔位于所述灌浆连接段靠近所述预制连接段的一端筒壁上，所述结构钢筋B预埋于结构构件B中。装配施工时，先将结构构件A和结构构件B吊装就位，所述防雷连接机构将所述结构钢筋B与灌浆套筒连接，校正结构构件A和结构构件B，然后向灌浆套筒内灌浆，完成装配式混凝土结构竖向结构构件之间的套筒灌浆连接。
[0007]本发明中结构钢筋A依次通过灌浆套筒和防雷连接机构与结构钢筋B形成防雷导电通路，从而实现将装配式混凝土结构中竖向构件的结构钢筋作为防雷接地引下线。较小内径的预制连接段，便于灌浆套筒与结构钢筋A连接，可以根据设计要求，在预制连接段开设与结构钢筋A螺纹连接相匹配的内螺纹，也可结构钢筋A —端焊接预制连接段内，两种方式均需要预制连接段的内径与结构钢筋A的直径有较好的匹配关系，这样才能取得较牢固可靠的连接关系。而灌浆连接段则需要要足够的灌浆空间，以使结构钢筋B与灌浆套筒通过灌浆料有较牢固可靠的连接关系。因此灌浆套筒台阶式内孔，保障了结构构件A和结构构件B通过结构钢筋套筒连接后能够具备较好的力学性能。此外，在灌浆套筒的灌浆连接段靠近所述预制连接段的一端筒壁上开设监视孔，便于监视灌浆过程是否充分，即保证灌浆质量，又避免造成灌浆料过多的浪费。
[0008]进一步的，所述防雷连接机构包括金属弹片，所述金属弹片连接于所述结构钢筋B伸出结构构件B —端、并在结构构件A和结构构件B装配完成状态下与所述灌浆连接段内壁接触。利用金属弹片的导电性和弹性变形能力，不但能实现将所述结构钢筋B与灌浆套筒连接导电，从而达到防雷的目的，而且金属弹片取材容易，结构简单，降低了本发明的加工成本。
[0009]进一步的，所述金属弹片为倒置V型金属弹片，具有连接部和自由端，所述倒置V型金属弹片通过所述连接部与所述结构钢筋B伸出结构构件B —端的端面连接，所述倒置V型金属弹片的自由端与所述灌浆套筒内壁接触。倒置V型金属弹片通过连接部与结构钢筋B连接，倒置V型结构金属弹片良好的径向线性变形能力，便于其跟随结构钢筋B进入灌浆套筒内、同时又能使其自由端与灌浆套筒B内壁密切接触，从而形成良好的导电通路。倒置V型金属弹片连接部的径向尺寸应当大于所述结构钢筋B直径、且小于所述灌浆连接段内径，如此即保证了倒置V型金属弹片与结构钢筋B之间连接牢固，同时又能使倒置V型金属弹片跟随结构钢筋B顺利伸入灌浆套筒内。所述倒置V型金属弹片自由端两肢间距应当大于所述灌浆套筒灌浆连接段内径，在倒置V型金属弹片跟随结构钢筋B顺利伸入灌浆套筒后，倒置V型金属弹片的两个自由端受灌浆套管内壁约束产生变形，从而产生径向向外的恢复力，至致使其自由端与灌浆套管内壁紧密接触。本发明不但能够实现将装配式混凝土结构中竖向构件的结构钢筋作为防雷接地引下线的目的，而且其结构十分简单，操作方便易行。
[0010]进一步的，所述倒置V型金属弹片为带状，所述连接部位于带状倒置V型金属弹片中间段，所述自由端为带状倒置V型金属弹片两个端部，所述自由端端面呈圆弧状。带状倒置V型金属弹片，一方面在于带状倒置V型金属弹片便于加工成型，另一方面在于带状倒置V型金属弹片在灌浆套筒内所占的空间较小，从而保证灌浆套筒的灌浆通道，增加结构钢筋B与灌浆料的接触面积，提高钢筋连接的力学性能；圆弧状端面与灌浆套筒内壁较匹配，从而保障倒置V型金属弹片与灌浆套筒之间连接的可靠性。
[0011]进一步的，所述防雷连接机构包括由导电材料制成的限位件和弹簧，所述限位件与所述预制连接段内壁连接，优选的所述限位件与所述灌浆套筒预制连接段为一体加工成型，所述弹簧一端与所述结构钢筋B伸出结构构件B —端连接，在结构构件A和结构构件B装配完成状态下，所述弹簧另一端与所述限位件接触。本发明利用限位件和弹簧，实现将所述结构钢筋B与灌浆套筒连接，从而达到防雷的目的，而弹簧较良好的轴向弹性变形能力，使其在结构件装配过程中有较宽的调整空间，并且弹簧对灌浆套筒的灌浆质量影响甚微，因此不会影响结构钢筋套筒连接的力学性能。
[0012]此外，优选述弹簧外径小于所述灌浆连接段的内径，弹簧自由长度大于结构构件A和结构构件B装配完成后螺帽与限位件的轴向净距。根据防雷设计电阻确定弹簧的钢丝直径，其外径略小于灌浆套筒内径，以便安装时弹簧和结构钢筋B顺利伸入灌浆套筒内，同时弹簧外径不能太小，防止安装时由于结构构件的荷载作用(如自重)致使弹簧侧向失稳。弹簧自由长度由设计确定，并小于安装完成后螺帽顶端至金属限位机构的轴向净距，充分利用结构构件荷载(如自重)对弹簧产生的弹性压力，使弹簧与限位机构密切接触。
[0013]进一步的，所述防雷连接机构还包括螺帽，所述螺帽连接于所述结构钢筋B伸出所述结构构件B —端，所述弹簧与所述螺帽连接。因结构钢筋B端面不平整，容易使弹簧脱落，而螺帽较为平整的端面为弹簧提供了较好连接面，使二者连接更为牢固，此外在所述螺帽与结构构件B —端采用螺纹连接时，螺帽作为结构钢筋B端部的一个加强机构，防止结构钢筋B端部因设置螺纹而造成截面强度的降低。
[0014]—种使用上述工业化建筑中结构钢筋防雷接地的套筒连接装置的施工方法，包括以下步骤:
步骤1:加工灌浆套筒，选取结构钢筋A和结构钢筋B，并将所述结构钢筋A—端与所述灌浆套筒一端连接；
步骤2:预制结构构件A和结构构件B，所述灌浆套筒和结构钢筋A预埋于结构构件内，所述结构钢筋B预埋于结构构件B内，且所述结构钢筋B —端伸出所述结构构件B端面；步骤3:加工防雷连接机构，将所述防雷连接机构与所述结构钢筋B伸出结构构件B —端连接；
步骤4:将结构构件A和结构构件B吊装就位，所述灌浆套筒通过防雷连接机构与结构钢筋B连接；
步骤5:使用灌浆料经所述灌浆孔对灌浆套筒灌浆，待灌浆料从所述监视孔溢出时，灌浆结束。结构钢筋A、结构钢筋B通过灌浆套筒和灌浆料连接整体，形成结构构件A和结构构件B连接的防雷接地引下线。