一種用于緊固系統(tǒng)的壓迫組件本申請是申請?zhí)枮?01210310585.8、申請日2012年08月28日、發(fā)明名稱為“緊固系統(tǒng)”的分案申請。技術領域本發(fā)明涉及一種緊固系統(tǒng)，特別涉及一種用于對彈性材料預應力的動態(tài)產生過程的激發(fā)和控制而形成的物體緊固系統(tǒng)及其應用。

背景技術：
目前全國乃至全世界的建筑工程包括室內裝飾工程等領域，對于一類抗張強度和抗折強度不高、脆性大的固體物件(如玻璃、石材、陶瓷等)，其傳統(tǒng)的、普遍的安裝方式是將物件置于U型槽內靠型材或構件緊固；或靠結構膠將物件直接與型材緊固；或在物件上設置通孔或開槽，再用五金件直接剛性緊固，或通過五金件將物件與框架構件基層剛性緊固等?，F(xiàn)行的諸多相關國家規(guī)范及標準大多采用以上方式緊固此類物件，現(xiàn)就其中部分規(guī)范舉例說明：1、國家建設部批準發(fā)布的《國家建筑標準設計圖集》97J103-1，其中的“鋁合金隱框、豎隱玻璃幕墻系列”和“鋁合金隱框玻璃幕墻系列”部分，有關玻璃的固定及安裝方式大致簡述如下：先用結構膠、雙面膠將玻璃粘在鋁合金型材附框上；然后將玻璃與附框的組合體移動至幕墻框架豎向與橫向構件附近，根據設計要求調節(jié)位置到位；再用自攻螺釘等通過壓板或其他聯(lián)接構件將附框與幕墻框架連接。如壓板需要同時壓到上下或左右等其他相鄰玻璃時，須待周邊玻璃吊裝到位后再緊固壓板；最后在玻璃留縫處填充防火、保溫及密封材料等，至此完成隱框玻璃幕墻的固定與安裝。我們知道，將兩個物體實施緊固的方式之一是縮小彼此之間的距離，因此兩者之一或全部必然發(fā)生相互靠近的位移。在玻璃幕墻的安裝過程中，顯然幕墻框架豎向與橫向構件是固定的，所以發(fā)生位移的必然是玻璃及鋁合金型材附框。而這兩者之間，框架的豎向與橫向構件無疑是剛性的，由于玻璃與結構膠的材料特性決定了玻璃與附框的組合體相對是柔性的。而且，在附框與豎向與橫向構件的緊固過程中，憑借的僅僅是壓板的若干個單點的緊固，因為附框與橫豎向構件之間只是采用了密封膠條等柔性材料的連接，而并不是類似于法蘭的、具備剛性的大面積連接。正是由于上述缺陷的存在，即使我們假設玻璃、附框及幕墻框架的豎向與橫向構件等都是絕對平整的，它們之間也是沒有任何誤差的。于是整個玻璃幕墻的緊固安裝過程，就是玻璃與附框的柔性組合體向剛性的幕墻框架移動的過程，而在此過程中的若干緊固點又并非是同步的，或者說能形成剛性平面的，而是單點緊固，因此玻璃是必然會發(fā)生扭曲的，玻璃內部也必然會產生應力不均衡而存在隱患。當然實際情況是，玻璃與附框之間會存在平整度誤差；玻璃本身存在平整度誤差；幕墻的豎向與橫向構件與附框之間存在平整度誤差；加上幕墻的豎向與橫向構件本身存在的垂直、水平及角度誤差；加上玻璃與附框粘合后存在相互的厚度誤差；加上現(xiàn)場工人用螺栓緊固壓板的擰緊程度也會存在差異等等。另外安裝幕墻時，玻璃與附框的組合體是先擱置在托條(墊塊)上，然后通過擰緊壓板上的螺栓逐步推進直至最終與幕墻框架連接的，此時因為玻璃的自重加上安裝支點在下端，所以位于玻璃下部的螺栓擰緊時的阻力是遠大于玻璃上部的；同樣，當壓板同時緊固上下或左右兩塊玻璃的附框時，由于上述各種誤差的存在以及玻璃位置、尺寸和安裝順序的不同，必然產生的結果是：在壓板上施加相同的壓力，但是壓板兩端附框的受力點所受的力是不等的，而且是不可控的、不確定的。上述種種因素最終都會導致玻璃附框對粘結玻璃的結構膠產生破壞性的單邊撕扯力，以及此撕扯力對玻璃造成的平面扭曲現(xiàn)象和同時產生的不均勻破壞性內應力，導致完工后的玻璃幕墻存在日后使用過程中受到外力(如風力、保潔、維修等)而誘發(fā)的安全隱患，以致發(fā)生玻璃脫膠、爆裂、墜落等安全性的危害，這也正是自玻璃幕墻應用于建筑外裝飾結構以來，時常發(fā)生的玻璃幕墻墜落事故產生的主要原因，以至于大家將玻璃幕墻比作“城市空中的定時炸彈”。另外，如果幕墻中一塊玻璃的穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)生變化，會導致相鄰的玻璃或物件相應地出現(xiàn)不確定的內應力，甚至進一步加劇單邊撕扯力的產生及玻璃內部破壞性內應力的產生，從而誘發(fā)新的安全隱患。由于受到安裝方式的局限，目前的玻璃幕墻通常只能在建筑內部或外部實施安裝或更換，而且更換玻璃時易對周邊的其他玻璃產生影響或損壞，后期維護比較困難。2、《國家建筑標準設計圖集》02J603-1，其中的“平開鋁合金窗”、“推拉鋁合金窗”、“平開鋁合金門”和“推拉鋁合金門”部分，有關門窗扇玻璃的固定及安裝方式大致簡述如下：先將型材根據尺寸(以下假設門窗扇為矩形)下料；然后用45度拼接或垂直拼接的方式組角，在型材內插入角碼等連接件，用自攻螺釘或擠壓鉚接結構固定而組合成門窗扇的邊框；再將玻璃置入型材邊框的U型槽內，底端放置支承塊，周邊放置定位塊、密封條(墊)等，將門窗扇拼裝完成；最后由現(xiàn)場工人將連接、鎖固用功能性五金配件根據設計要求分別安裝于門窗扇邊框的型材之上，至此完成鋁合金門窗扇玻璃部分的固定與安裝。用此方式緊固玻璃，首先門窗扇中的玻璃與鋁合金型材邊框并沒有成為一體，而僅僅是將玻璃擱置在鋁合金型材的U型槽內，門窗扇邊框承受玻璃的自重和抗風壓等抵抗外力荷載的性能取決于門窗扇邊框主要受力桿件的抵抗矩，一般而言型材的截面積越大其抵抗矩也要大些，因為門窗扇的主要受力桿件就是型材，而型材的受力是靠型材斷面結構的相互支撐和型材斷面內角碼等連接件的連接實現(xiàn)的。所以為了滿足承受荷載的設計要求，選用的型材截面積往往都比較大，與此同時對門窗扇的高寬尺寸也必須有嚴格的規(guī)定；加之型材的尺寸、型號等設置無法做到完全細分，即型材的選擇無法完全適用于相應的荷載要求，而此時我們通常會選擇偏大規(guī)格的型材以滿足荷載的設計要求，再加上鋁合金型材幾乎是無法重復使用的，因此目前這些傳統(tǒng)的做法無疑都會導致整個產業(yè)浪費現(xiàn)象非常嚴重，不利于我國發(fā)展資源節(jié)約型的國民經濟體系，制約我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略執(zhí)行。另外，玻璃在支撐塊上擱置將直接造成玻璃相對脆弱的斷面受力，容易在玻璃內部產生不均衡內應力，一旦受到外力激發(fā)極易出現(xiàn)裂紋乃至爆裂；型材的組角及拼裝結構均由工人手工完成，對螺釘等的緊固力度控制要求較高，受工人及現(xiàn)場條件的影響大，如果操作不當也容易造成玻璃安裝過程中的扭曲、受力不均等，給日后的使用帶來安全隱患；密封膠與密封條等設置在玻璃與型材之間的作用是固定、密封及緩沖，但隨著時間推移都會逐漸老化而減弱甚至喪失其應有的功能，從而導致玻璃松動產生新的安全隱患；受型材結構的影響，合頁、滑撐、拉手、門窗鎖等五金件的安裝，都是靠型材邊框的壁厚咬合五金件的螺絲螺紋完成緊固，可是顯然型材邊框的壁厚是無法滿足五金緊固牢度這一設計要求的，因而才會導致目前普遍存在的安裝后鋁合金門窗扇出現(xiàn)松動、關不嚴、漏水等現(xiàn)象，嚴重的則會發(fā)生門窗扇掉落等安全事故。3、《國家建筑標準設計圖集》J103-2～7“吊掛玻璃幕墻”部分，其中有關玻璃的固定及安裝方式之一大致簡述如下：先在玻璃邊緣根據設計要求開設通孔，然后將玻璃吊裝到位，用夾具固定玻璃，周邊輔以墊塊或膠墊，再由工人對夾具實施螺栓緊固完成對玻璃的安裝。用此方式緊固玻璃：玻璃的吊掛點形成斷面受力，勢必為應力薄弱點，容易形成破壞性斷面內應力，導致玻璃出現(xiàn)裂縫甚至爆裂、墜落等安全隱患；安裝時不完全具備三維調節(jié)功能，當玻璃與構件等出現(xiàn)誤差時易使玻璃產生扭曲，進而加劇玻璃吊掛點不均衡內應力的擴散直至引發(fā)危險；另外對夾具實施緊固時，螺栓的緊固力度控制要求較高，受工人及現(xiàn)場條件的影響大，若操作不當也容易造成玻璃的應力集中；墊塊或膠墊老化導致玻璃松動產生新的安全隱患等。4、《國家建筑標準設計圖集》11J508“平開玻璃隔斷門”部分，其中有關玻璃的固定及安裝方式大致簡述如下：先在玻璃邊緣根據設計要求切角或設置通孔，然后將玻璃移動到位，用夾具固定玻璃，周邊輔以塑料墊片，再由工人對夾具實施螺栓緊固完成對玻璃的安裝。用此方式緊固玻璃：玻璃的支承點位于夾具的螺栓之上，玻璃斷面與夾具為剛性接觸，玻璃的受力斷面勢必為應力薄弱點，容易形成破壞性內應力，導致玻璃出現(xiàn)裂縫等安全隱患；使用過程中玻璃門頻繁地開啟，玻璃的自重及其他的外力都會導致玻璃與夾具的緊固點直接產生額外的、不確定的斷面內應力，從而打破玻璃整體內應力的平衡，產生安全隱患；另外螺栓的緊固力度控制要求較高，受工人及現(xiàn)場條件的影響大；塑料墊片老化導致緊固點松動產生玻璃滑動、掉落等新的安全隱患。5、《國家建筑標準設計圖集》J103-2～7“石材(框架)幕墻”中，有關石材的背栓式固定及安裝方式大致簡述如下：先根據設計要求在石材相應部位設置背栓及連接件，通過連接件將石材擱置在建筑物的立柱與橫梁上，最后調節(jié)連接件上部的調整螺釘以適當修正石材的位置，至此完成石材幕墻的安裝。用此方式安裝石材幕墻，最大的問題是石材與立柱和橫梁之間根本就沒有實施緊固，而僅僅是靠連接件將石材擱置在立柱與橫梁上實現(xiàn)安裝，調整螺釘也僅靠其端點與連接件的平面接觸、無法實現(xiàn)緊固，這樣只要稍有外力就會使石材出現(xiàn)松動甚至滑落。另外，石材與立柱和橫梁之間是剛性接觸，而石材本身存在平整度誤差，立柱和橫梁平面存在垂直、水平及角度誤差，加上石材上連接件的位置誤差，安裝時不完全具備三維調節(jié)功能等等，上述誤差都會導致安裝后石材上若干個錨固點中真正受力的可能只有兩個，而這兩個錨固點是不足以承受石材的重量的。同時石材內部還會產生不均勻、不穩(wěn)定的內應力，一旦受到震動、碰撞等外力影響，即會加劇不均衡內應力對石材的破壞，最終引起石材松動乃至墜落，對日后的使用及維護帶來較大的安全隱患。其他如《國家建筑標準設計圖集》06J403-1中“玻璃欄板”與“玻璃平臺欄板”部分，以及國家標準《建筑幕墻》GB/T21086-2007，國家行業(yè)標準《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102-2003，《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133-2001等等，在上述國家規(guī)范文件有關玻璃或石材的緊固方式相關章節(jié)中都有上述類似的表述，在此無法一一列舉。總而言之，上述緊固方式都會對被緊固物件產生不穩(wěn)定的破壞性內應力，而由此導致的問題是：緊固安裝后的物件抗外力強度結構降低；五金固定及安裝點極易形成應力集中；物件的緊固、受力、抗扭等功用嚴重受制于物件以及斷面幾何形狀；安裝尺寸偏差與角度控制的要求較高，以及邊框料與物件精度控制的要求偏高；物件安裝條件的適應性弱；物件破損掉落后可能造成的安全意外性高；物件緊固安裝中所使用的各種主要材料耗費大；物件緊固安裝后可逆型的回收利用難度大等等。針對此類嚴重影響產業(yè)升級，制約節(jié)能環(huán)保高效的現(xiàn)代化發(fā)展的問題，目前尚無比較合理的解決方式，本發(fā)明填補了此領域的空白。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，而提供一種具有穩(wěn)定預應力結構的緊固系統(tǒng)。預應力[prestressingforce]一般是指材料制作中或其他物件形成過程中，預先對其在外荷載作用下的受拉區(qū)，使用相應的技術和工藝引入的壓應力，預引的壓應力構成材料或物件的預應力結構。在材料或物件中引入壓應力，形成穩(wěn)定的預應力結構的技術和工藝一般統(tǒng)稱為預應力技術。擁有預應力結構的材料或物件一般稱為預應力材料或預應力物件。眾所周知，材料或物件的預應力結構可以改善材料或物件的使用性能。材料或物件的使用性能一般是指其自身剛性的提高，自身抗震動性能的提升，自身彈性強度的增強，從而增加材料或物件的耐久性和在其使用過程中的安全性。預應力技術古已有之，乃中國古人籍此改善生活用具性能，加固補償勞作工具的一種工藝。如木桶套箍(引入預應力)可以耐久防漏等。最近五十年，隨著預應力技術的不斷突破，預應力結構在建筑等領域獲得了極大的應用，而預應力材料也突破了高強度鋼材等的制約，逐步向強度高、自重輕、彈性膜量大的聚碳纖維和聚酯纖維類等非金屬型轉變。但遺憾的是，預應力材料或物件至今的大部分應用依然還局限于改善材料和物件自身的物理性能領域。作為預應力材料，其物理性能固然有顯著加強，但其內置的穩(wěn)定的預應力結構必有其應有使用的創(chuàng)新領域。在外力的作用下，材料或物件中引入壓應力的過程，一般稱為材料或物件內置預應力的產生過程。一般而言，任何彈性材料，在外力的作用下，都可產生內置預應力，外力的作用過程，就是彈性材料內置預應力產生的過程。對彈性材料內置預應力產生的動態(tài)過程用外物實施控制，就形成材料或物件的內置預應力的穩(wěn)定結構。本發(fā)明，使用彈性材料(金屬或非金屬型)，通過外力對其引入壓應力，并使用需緊固安裝的物件來控制壓應力引入的動態(tài)過程，最后形成彈性材料和需緊固安裝物件一體的穩(wěn)定的預應力結構，從而完成和達到物件的緊固效果。由于彈性材料和需緊固安裝物件擁有一體的穩(wěn)定的預應力結構，整體的物理性能大大加強，從而物件緊固安裝的牢固度、穩(wěn)定度、安全度和便利度也大大加強。本發(fā)明對于抗張強度和抗折強度不高，脆性大的固體物件的緊固安裝有獨創(chuàng)性的功效?，F(xiàn)代生活中此類固體物件的使用大大增多，譬如鋁合金平開式、折疊式、上懸式門/窗、鋁合金推拉式門/窗、無框玻璃門夾/條、厚重型安全/防盜玻璃門、隱框玻璃幕墻、吊掛式玻璃幕墻/隔斷——玻璃吊掛件、汽車門玻璃等等。本發(fā)明的目的是解決目前一類物件緊固安裝技術的不足，提供一種對彈性材料預應力動態(tài)產生過程的激發(fā)和控制，形成彈性材料和需緊固物件一體的穩(wěn)定的預應力結構，從而完成和達到物件的緊固效果。本發(fā)明建立的物件緊固系統(tǒng)，集檢測、分析、控制和實施于一體，能夠大大增強固體物件的緊固的牢固度、穩(wěn)定度、安全度和便利度。為解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種用于緊固系統(tǒng)的壓迫組件的第一實施例，所述緊固系統(tǒng)包括一壓迫組件、一緊固組件以及一被緊固物體，所述壓迫組件配合被緊固物體壓迫所述緊固組件生成預應力進而緊固所述被緊固物體；其中，所述緊固組件包括兩個對稱夾持于所述被緊固物體兩側的弓形臂，兩弓形臂之間夾設形成一圍合空間，所述弓形臂包括一第一力臂與一連接所述第一力臂的第二力臂，所述第一力臂與所述第二力臂的連接處形成一滑移端，所述第一力臂于遠離所述第二力臂的一側形成一受壓端，所述第二力臂于遠離所述第一力臂的一側形成一緊固端，所述第一力臂的受壓端接受所述壓迫組件的壓迫并配合所述被緊固物體驅使所述第一力臂與第二力臂生成預應力；所述壓迫組件包括一上壓力塊與一下壓力塊，所述上壓力塊設置于所述第一力臂的上側，所述弓形臂的兩滑移端抵靠于所述上壓力塊的下表面；所述下壓力塊設置于所述第一力臂的下側，所述弓形臂的兩受壓端抵靠于所述下壓力塊的上表面，所述弓形臂的兩緊固端抵靠于所述被緊固物體兩側面；緊固所述上壓力塊與所述下壓力塊，所述下壓力塊壓迫所述弓形臂的兩受壓端向所述上壓力塊方向位移，所述弓形臂的兩滑移端于所述上壓力塊的下表面發(fā)生相互遠離的位移，所述弓形臂的兩緊固端受到所述被緊固物體的限位，從而驅使所述第一力臂與所述第二力臂生成預應力緊固所述被緊固物體；通過螺栓緊固所述上壓力塊與所述下壓力塊，所述上壓力塊上開設有一槽形孔供所述螺栓貫穿，且所述螺栓通過所述槽形孔沿一第一方向進行位置調整；所述被緊固物體通過所述圍合空間進行一第二方向與一第三方向的位置調整。本發(fā)明公開了一種用于緊固系統(tǒng)的壓迫組件的第二實施例，所述緊固系統(tǒng)包括一壓迫組件、一緊固組件以及一被緊固物體，所述壓迫組件配合被緊固物體壓迫所述緊固組件生成預應力進而緊固所述被緊固物體；其中，所述緊固組件包括兩個對稱夾持于所述被緊固物體兩側的弓形臂，兩弓形臂之間夾設形成一圍合空間，所述弓形臂包括一第一力臂與一連接所述第一力臂的第二力臂，所述第一力臂與所述第二力臂的連接處形成一滑移端，所述第一力臂于遠離所述第二力臂的一側形成一受壓端，所述第二力臂于遠離所述第一力臂的一側形成一緊固端，...