适用于大跨度横梁的索夹及包括该索夹的幕墙系统的制作方法

本实用新型涉及玻璃幕墙技术领域，更具体地说是一种适用于大跨度横梁的索夹及包括该索夹的幕墙系统。

背景技术：

目前大型场馆、机场、车站等大型公共建筑的玻璃幕墙对通透性的要求越来越高，大跨度幕墙也越来越受到追捧，拉索幕墙应用也就越来越广泛，而其中拉索与横梁型材之间的连接索夹设计，往往是整个幕墙设计的重点难点，既要明确简化荷载的传递路径，又要做到与建筑外立面的和谐统一。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于大跨度横梁的索夹及包括该索夹的幕墙系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：适用于大跨度横梁的索夹，包括：盖板组件和索芯组件；

所述索芯组件包括：公索芯和母索芯；所述公索芯和母索芯为关于竖直面镜像对称的索芯结构，所述公索芯和母索芯组合套设于拉索外圈，以实现对拉索的咬合；

所述盖板组件包括：索夹上盖板和索夹下盖板；所述索夹上盖板安装于所述索芯组件上方，所述索夹下盖板安装于所述索芯组件下方，所述索夹上盖板和索夹下盖板组合以实现对大跨度横梁的夹固。

其进一步技术方案为，所述公索芯中部为半圆柱筒，所述半圆柱筒前后两侧均设有台肩，所述台肩侧面设有若干连接通孔；所述母索芯中部为半圆柱筒，所述半圆柱筒前后两侧均设有台肩，所述台肩侧面设有若干连接通孔。

其进一步技术方案为，所述半圆柱筒上表面高于所述台肩上表面，形成上台阶位；所述半圆柱筒下表面低于所述台肩下表面，形成下台阶位。

其进一步技术方案为，所述索夹上盖板为圆盘状结构，所述索夹上盖板中部设有上台阶孔，用于容置所述上台阶位。

其进一步技术方案为，所述上台阶孔外圈均匀布设若干沉头孔。

其进一步技术方案为，所述索夹下盖板底部为圆盘状结构，底部上表面设有凸起部，凸起部中部设有下台阶孔，用于容置所述下台阶位。

其进一步技术方案为，所述下台阶孔外圈均匀布设若干柱腿，所述柱腿顶端设有螺纹孔，所述柱腿与所述沉头孔对应设置。

其进一步技术方案为，所述公索芯和母索芯通过沉头螺钉穿过所述连接通孔相互连接组合，所述沉头螺钉与所述台肩的接触面间设有弹簧垫圈。

一种幕墙系统，包括前述的适用于大跨度横梁的索夹，还包括大跨度横梁、抗风柱、拉索、拉杆和钢连接件；所述大跨度横梁两端通过所述钢连接件连接于所述抗风柱外侧；所述拉杆设于所述大跨度横梁外侧，与所述抗风柱同侧；所述大跨度横梁中部设有预留孔位，所述拉索穿过所述预留孔位，拉索通过所述索夹实现和大跨度横梁的连接及荷载传递。

其进一步技术方案为，所述幕墙系统包括设定数目的若干大跨度横梁，所述大跨度横梁平行布置；所述拉索设于所述大跨度横梁的中部和四等分跨度处。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型提供的适用于大跨度横梁的索夹，基于采用分离式的公母索芯的技术特征，在大跨度横梁的预留孔位内实现对拉索的咬合；基于盖板组件和索芯组件机械连接的技术特征，将大跨度横梁的自重和风荷载有效传递给幕墙依托的主体结构；基于索芯上设置台肩的技术特征，在竖向力和横向力的作用下，通过台肩与盖板组件的挤压与剪切，实现荷载路径的有效传递。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型的适用于大跨度横梁的索夹整体结构示意图；

图2为索夹与拉索组合后的结构示意图；

图3为索芯组件与拉索结合后的结构示意图；

图4为索夹上盖板结构示意图；

图5为索夹下盖板结构示意图；

图6为本实用新型的索夹爆炸视图；

图7为本实用新型的幕墙系统整体结构示意图。

附图标记

1、索夹；2、大跨度横梁；3、拉索；4、抗风柱；5、钢连接件；6、拉杆；100、盖板组件；101、索夹上盖板；102、上台阶孔；103、沉头孔；104、索夹下盖板；105、凸起部；106、下台阶孔；107、柱腿；108、螺纹孔；200、索芯组件；201、公索芯；202、母索芯；203、台肩；204、连接通孔；205、上台阶位；206、下台阶位；207、半圆柱筒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

请参阅图1-2，具体实施例1中提供了一种适用于大跨度横梁2(亦作大截面大跨度遮阳板或横向龙骨或装饰条)的索夹1，包括：盖板组件100和索芯组件200；

请参阅图3，索芯组件200包括：公索芯201和母索芯202；公索芯201和母索芯202为关于竖直面镜像对称的索芯结构，公索芯201和母索芯202通过组合安装后套设于拉索3外圈，以实现对拉索3的咬合。

盖板组件100包括：索夹上盖板101和索夹下盖板104；索夹上盖板101安装于索芯组件200上方，索夹下盖板104安装于索芯组件200下方，索夹上盖板101和索夹下盖板104组合以实现对大跨度横梁的夹固。拉索3通过索夹1实现可靠连接，最终将大跨度横梁自重和风荷载有效传递给楼宇(或其他大型建筑)的主体结构上，同时可以通过张紧拉索3实现大跨度横梁2的预起拱，消除大跨度横梁2的挠曲变形。

公索芯201中部为半圆柱筒207，半圆柱筒207前后两侧均设有台肩203，台肩203中部设有若干连接通孔204；母索芯202中部为半圆柱筒207，半圆柱筒207前后两侧均设有台肩203，台肩203中部设有若干连接通孔204。为了实现盖板组件100与索芯组件200的连接，则在公索芯201和母索芯202上均设置台肩203，索芯组件200通过自身的台肩203构造在盖板组件100的限位作用下，将荷载传递至拉索3。在竖向力作用下，通过台肩203与盖板组件100的挤压与剪切，实现荷载传递，荷载的传递路径为：大跨度横梁2→盖板组件100→索芯组件200→拉索3→主体结构。连接通孔204用于安装连接螺钉，本实施例中，优选的单侧台肩203上的连接通孔204数目为2个，即一对公索芯201和母索芯202通过4颗连接螺钉进行连接紧固，优选的连接螺钉为相应规格的内六角螺钉。

请参阅图4-5，半圆柱筒207上表面高于台肩203上表面，形成上台阶位205；半圆柱筒207下表面低于台肩203下表面，形成下台阶位206。索夹上盖板101为圆盘状结构，索夹上盖板101中部设有上台阶孔102，用于容置上台阶位205。上台阶孔102外圈均匀布设若干沉头孔103。索芯台肩203用于防止索芯组件200穿出盖板组件100，通过索芯台肩203与索夹上盖板101和索夹下盖板104内表面的限位挤压，实现竖向荷载的传递；而索芯组件200穿出盖板组件100的部分(即上台阶位205和下台阶位206)，通过与盖板组件100的端盖断面的相互挤压，则可以传递水平荷载。

索夹下盖板104底部为圆盘状结构，底部上表面设有凸起部105，凸起部105中部设有下台阶孔106，用于容置下台阶位206。下台阶孔106外圈均匀布设若干柱腿107，柱腿107顶端设有螺纹孔108，柱腿107与沉头孔103对应设置。本实施例中，优选柱腿107数目为4个，盖板组件100通过4颗相应规格的沉头螺钉搭配弹垫来夹固大跨度横梁2。螺钉的规格选择通过对索芯部分受力分析来确定，例如通过4个m8的螺钉(材质a4-70)预紧对拉索3产生的摩擦力来抵抗竖直方向(8kn)的力，保证接合面不滑移的条件为：

z·f·m·f0≥kn·fx

(公式中f0为单个螺钉的预紧力；f为接合面间摩擦系数；kn为可靠性系数；z为预紧螺钉数量；m为摩擦面数量)

验算得单个m8螺钉符合设计要求。索夹上下盖板(即盖板组件100)部分受力分析：索夹上下盖板通过4个m8的螺钉连接来抵抗竖直方向的力，在竖直方向力的作用下，索夹上下盖板与台肩203竖直方向的上表面及下表面间产生挤压与剪切；在水平方向力的作用下，上台阶位205和下台阶位206水平方向的侧面与索夹上下盖板间产生挤压，同时也对索夹下盖板104的凸起部105的侧面产生挤压。于其他更具体的实施例中，索夹上盖板101的下表面也设有凸起部。

公索芯201和母索芯202通过沉头螺钉穿过连接通孔204相互连接组合，沉头螺钉与台肩203的接触面间设有弹簧垫圈，弹簧垫圈用于防止沉头螺钉松动。

请参阅图6-7，本实施例提供一种幕墙系统，包括前述的适用于大跨度横梁2的索夹1，还包括大跨度横梁2、抗风柱4、拉索3、拉杆6和钢连接件5；大跨度横梁2两端通过钢连接件5连接于抗风柱4外侧；拉杆6设于大跨度横梁2外侧，与抗风柱4同侧，拉杆6和抗风柱4均设于靠近建筑物外墙的一侧；大跨度横梁2中部设有预留孔位，拉索3穿过预留孔位，拉索3通过索夹1实现和大跨度横梁2的连接及荷载传递。为了实现索夹1与大跨度横梁2的连接，索夹1的上下盖板外圈尺寸略大于大跨度横梁2的型材上的预留孔位，并且预留孔位尺寸不宜设置地过小，其大小以小型扳手可伸入预留孔位后拧紧索夹1上方的连接螺钉为宜，以便后期调节索芯组件200位置。

大跨度横梁2为设定数目的平行布置若干大跨度横梁；拉索3设于大跨度横梁2的中部和四等分跨度处，即单根大跨度横梁2上设有3个拉索1进行与拉索3的连接。为了防止局部应力带来的横梁型材破坏，需要根据情况对横梁型材进行局部加厚处理或者设置插芯。并且如果幕墙自身结构是倾斜的，也可以调整拉索3穿过索芯组件200内部孔道的倾斜角度来满足多种倾角的要求。针对不同幕墙的不同倾斜角度，只需要调整索芯组件200内部过索孔道的角度进行适应并张紧，使得索夹1最终的安装外观统一。即使索夹1安装水平角度有差异，安装后都可以做到安装效果整齐一致，简洁美观。同时由于索夹下盖板104的上表面设置有四根柱腿107，将螺纹孔108设置于索夹上盖板101，满足对可视面(依据仰视方向，大跨度横梁下表面即为可视面)的观感要求。

适用于大跨度横梁的索夹安装过程如下：大跨度横梁2的型材上部开设若干预设孔位→通过钢连接件5安装大跨度横梁5至抗风柱4外侧→拉索3、盖板组件100、大跨度横梁2按顺序串联(串联顺序为拉索3由下而上依次穿过索夹下盖板104、大跨度横梁预设孔位、索夹上盖板101)→安装索芯组件200(索芯1临时固定于大跨度横梁2与索夹下盖板104之间)→索芯1就位(张紧拉索3，同时调整索芯1到大跨度横梁2的型材腔内，拧紧4颗内六角螺钉)→盖板组件100安装到预设位置(盖板组件100通过4颗沉头螺钉将型材夹住，同时检查索芯组件200与盖板组件100的配合)。

与现有技术相比，本实施例的适用于大跨度横梁的索夹，基于采用分离式的公母索芯的技术特征，在大跨度横梁的预留孔位内实现对拉索的咬合；基于盖板组件和索芯组件机械连接的技术特征，将大跨度横梁的自重和风荷载有效传递给幕墙依托的主体结构；基于索芯上设置台肩的技术特征，在竖向力和横向力作用下，通过台肩与盖板组件的挤压与剪切，实现荷载路径的有效传递。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

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