一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，剪力連接件包括采用鋼筋彎制的剪力連接件與穿過剪力連接件的銷栓鋼筋。具體的制作安裝方法包括：制作鋼梁以及彎制并焊接剪力連接件；鋼梁的運輸?shù)跹b；混凝土樓板模板支護；在剪力連接件穿入銷栓鋼筋，并一同綁扎混凝土結構件的鋼筋網(wǎng)；澆筑混凝土并正常養(yǎng)護完成后拆模。本實用新型通過剪力連接件與型鋼鋼梁焊接固連，再通過穿過剪力連接件的銷栓鋼筋與現(xiàn)場澆筑的混凝土結構件形成一個整體，大大提高了鋼-混凝土組合結構的抗剪強度和剛度，有效地實現(xiàn)了混凝土板與鋼梁的協(xié)同受力，具有結構簡單、加工簡便、價格低廉、降低工程造價、現(xiàn)場安裝速度快、焊接質(zhì)量有保障的優(yōu)點。
【專利說明】
一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件
技術領域
[0001]本實用新型屬于土木工程建造技術領域，具體涉及一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件。
【背景技術】
[0002]鋼-混凝土組合結構能夠發(fā)揮鋼和混凝土各自的力學性能，受力合理，承載能力高，剛度大，施工進度快，綜合經(jīng)濟性好，在國內(nèi)外的橋梁建設、工業(yè)與民用建筑中得到了越來越廣泛的作用。其中，剪力連接件是鋼-混凝土組合結構中的關鍵部件之一，其作用是防止界面處二者水平相互滑移和分離，使組合結構中鋼構件和混凝土構件之間構成一個整體而共同工作。
[0003]應用在鋼-混凝土組合結構中剪力連接件形式有很多種，目前國內(nèi)外常用的技術手段主要有剪力栓釘、PBL連接件(即開孔鋼板連接件)、型鋼剪力連接件及彎筋連接件等，這幾類剪力連接件中，均具有一定的優(yōu)點和不足之處。
[0004]如剪力栓釘連接件結構簡單，但其屬于柔性連接件，變形能力較大，承載力隨著變形的進展出現(xiàn)大幅度降低，釘帽的抗掀能力有限，其與混凝土連接位置的存在顯著的應力集中現(xiàn)象，導致剪力連接的疲勞性能較為薄弱，同時對焊接施工質(zhì)量要求高，需要專門的栓釘焊接設備，施工速度較慢。
[0005]PBL剪力連接件是在鋼板上開孔后澆注混凝土，利用穿過孔中的混凝土及穿入的鋼筋來抵抗剪力。PBL剪力連接件剛度大，滑移小，但是其變形能力較小，容易出現(xiàn)脆性破壞，剪力連接鋼板的用鋼量，在鋼板上鉆孔的加工成本較高，且鋼板的設置不利于鋼筋網(wǎng)片的鋪設，其將混凝土明顯分隔不利于混凝土的施工和發(fā)揮整體作用。
[0006]型鋼剪力連接件剪切剛度大，抗剪強度高，但其體積較大，用鋼量大，連接件焊接容易導致鋼板上產(chǎn)生較大的殘余應力和變形。
[0007]彎筋連接件是通過在鋼板與混凝土之間布置有角度的鋼筋，來抵抗鋼板和混凝土界面之間的剪力流。彎筋連接件制作簡單，施焊時不需要專用設備，抗剪切和抗掀起能力較強，但對其設置方向要求較為嚴格，對施工的要求高，且連接件的彎起段不利于混凝土中鋼筋網(wǎng)片的布置。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型解決的技術問題是:針對現(xiàn)有的剪力連接件存在的不足之處，提供一種新型的鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，剪力連接件結構簡單、加工簡便、抗剪強度高、剛度大、滑移小，并且現(xiàn)場安裝速度快、焊接質(zhì)量有保障、工程造價低。
[0009]本實用新型采用如下技術方案實現(xiàn):
[0010]一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，包括所述剪力連接件I和銷栓鋼筋2;
[0011]所述剪力連接件I由鋼筋彎制，分為兩組對稱連接的平直段11和彎起段12，以及兩組彎起段12之間連接的螺旋式圓環(huán)13;
[0012]所述剪力連接件I的平直段11固定焊接在下部型鋼鋼梁3上，所述銷栓鋼筋2橫向垂直穿過剪力連接件I的螺旋式圓環(huán)13，并將剪力連接件I和銷栓鋼筋2—同埋設在與下部型鋼鋼梁3連接的上部現(xiàn)澆混凝土結構件4中。
[0013]進一步的，所述剪力連接件I沿銷栓鋼筋2的軸線方向成對布置，剪力連接件之間的橫向間距為銷栓鋼筋直徑的6-20倍。
[0014]進一步的，所述銷栓鋼筋2沿下部型鋼鋼梁的方向等間距平行布置若干組，至少為兩組，其縱向間距根據(jù)抗剪承載力驗算及混凝土結構件上層橫向鋼筋的間距綜合確定。
[0015]在本實用新型中，所述剪力連接件I兩端的平直段11的長度為彎制鋼筋直徑的4-6倍，所述平直段11底端擱置在下部型鋼鋼梁的上翼緣的頂面，并通過雙面焊接與上翼緣的頂板固定連接。
[0016]進一步的，所述剪力連接件I的彎起段12彎起角度為30°-60°，同一組的彎起段12與平直段11之間采用圓弧過渡連接，所述螺旋式圓環(huán)13的起點和終點位置分別與兩組彎起段12之間采用切向連接。
[0017]進一步的，所述剪力連接件I的彎制鋼筋直徑為8mm-22mm。
[0018]進一步的，所述銷栓鋼筋2的直徑為8_-20_，所述螺旋式圓環(huán)13的圓孔內(nèi)徑比銷栓鋼筋2直徑大10mm-30mm，以方便施工階段銷栓鋼筋的穿入。
[0019]本實用新型的鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件的制作安裝方法包括以下步驟:
[0020]S301、制作鋼梁及剪力連接件，焊接剪力連接件；
[0021]S302、鋼梁的運輸及吊裝；
[0022]S303、混凝土結構件模板支護；
[0023]S304、銷栓鋼筋穿過剪力連接件，并綁扎混凝土結構件的鋼筋網(wǎng)；
[0024]S305、澆筑上部混凝土結構件；
[0025]S306、混凝土正常養(yǎng)護完成后拆模。
[0026]進一步的，所述剪力連接件采用高延性的熱乳帶肋鋼筋彎制而成，彎制過程中需對鋼筋進行熱處理，避免彎制過程中鋼筋表面出現(xiàn)裂紋。
[0027]進一步的，所述混凝土結構件的鋼筋網(wǎng)中的上層橫向鋼筋作為銷栓鋼筋穿過剪力連接件，使其同時發(fā)揮銷栓鋼筋的作用，以進一步減少鋼筋用量。
[0028]本實用新型提供的復合型剪力連接件及其制作安裝方法，通過鋼筋彎制的剪力連接件與型鋼鋼梁的上翼緣頂板焊接起來，再通過穿過剪力連接件螺旋圓孔的銷栓鋼筋或混凝土結構件中的橫向鋼筋與混凝土形成一個整體，大大提高了鋼梁-混凝土組合構件的抗剪強度和剛度，有效地實現(xiàn)了混凝土結構件與鋼梁的協(xié)同受力。
[0029]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0030]1、本實用新型的復合型剪力連接件不僅具備彎筋連接件制作簡單，施焊簡便，抗剪切和抗掀起能力強等優(yōu)點，而且具備PBL剪力連接件剛度大，滑移小等優(yōu)點，便于現(xiàn)澆混凝土結構件鋼筋網(wǎng)片的鋪設及混凝土的澆筑施工；
[0031]2、本實用新型的復合型剪力連接件的平直段與鋼板沿著縱向雙側焊接，并且與鋼梁在工程進行焊接操作，焊接質(zhì)量有保障，且不會顯著影響混凝土翼板的縱向抗彎剛度和強度；
[0032]3、本實用新型的復合型剪力連接件用鋼量比彎筋剪力連接件和PBL剪力連接件大幅度降低，其結構簡單、加工簡便、價格低廉，具有廣闊的市場前景。
[0033]為了便于理解本實用新型，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本實用新型作更全面、細致地描述，但本實用新型的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
【附圖說明】
[0034]圖1為實施例中的鋼-混凝土結構安裝復合型剪力連接件后的示意圖。
[0035]圖2為實施例中的復合型剪力連接件的結構示意圖。
[0036]圖3為實施例中的復合型剪力連接件的制作安裝施工流程圖。
[0037]圖中標號:1_剪力連接件，11-平直段，12-彎起段，13-螺旋式圓環(huán)，2-銷栓鋼筋，3-下部型鋼鋼梁，4-上部現(xiàn)澆混凝土結構件。
【具體實施方式】
[0038]實施例
[0039]如圖1和圖2所示，本實用新型實施例的復合型剪力連接件，包括采用鋼筋彎制的剪力連接件I與穿過連接件圓孔的銷栓鋼筋2，由鋼筋彎制的剪力連接件I由兩組分別設有平直段11和彎起段12的彎起段以及彎起段交叉處連接的螺旋式圓環(huán)13的組成;位于剪力連接件兩端部的平直段11水平設置，以便與下部型鋼鋼梁3的上翼緣鋼板進行雙面焊接固連，兩組彎起段12—端與平直段12采用圓弧過渡連接，另一端分別螺旋式圓環(huán)13的起點位置和重點位置切向連接。在采用鋼筋彎制剪力連接件I時，可先將端部的平直段折彎，然后將兩端平直段之間的中間段進行螺旋折彎，形成螺旋式圓環(huán)13，圓環(huán)兩邊則形成圖2中所示的彎起段12，螺旋式圓環(huán)13兩側的兩組彎起段和平直段相互對稱。
[0040]在本實施例中的鋼-混凝土結構包括下部型鋼鋼梁3和上部現(xiàn)場澆筑混凝土結構件4，混凝土結構件可為混凝土墻板或其他建筑構件，將所述剪力連接件I的平直段11固定焊接在下部型鋼鋼梁3上，所述銷栓鋼筋2橫向垂直穿過剪力連接件I的螺旋式圓環(huán)13，并將剪力連接件I和銷栓鋼筋2—同埋設在與下部型鋼鋼梁3連接的上部現(xiàn)澆混凝土結構件4中。所述剪力連接件I沿銷栓鋼筋2的軸線方向成對布置，剪力連接件之間的橫向間距為銷栓鋼筋直徑的6-20倍，在垂直于銷栓鋼筋的縱向方向上，所述銷栓鋼筋2沿下部型鋼鋼梁的方向等間距平行布置若干組，如圖1所示，至少應分布兩組，其縱向間距根據(jù)抗剪承載力驗算及混凝土結構件上層橫向鋼筋的間距綜合確定。
[0041]本實施例中，制作剪力連接件I的鋼筋直徑為8mm-22mm，平直段11的長度為鋼筋直徑的4-6倍，與下部型鋼鋼梁3上翼緣鋼板焊接雙面焊接。中間的彎起段12彎起角度為30°-60°，彎起段交叉處的螺旋式圓環(huán)起點和終點與相應位置的彎起段相切連接，螺旋式圓環(huán)的內(nèi)徑比銷栓鋼筋直徑大10mm-30mm，便于在將銷栓鋼筋快速準確的穿過螺旋式圓環(huán)。
[0042]本實施例中，穿過圓孔的銷栓鋼筋2直徑為8mm-20mm，優(yōu)選10mm-20mm，優(yōu)先采用上部現(xiàn)澆混凝土結構件綁扎的上層橫向鋼筋穿過螺旋式圓環(huán)發(fā)揮銷栓鋼筋的作用，進一步減少鋼筋用量。
[0043]如圖3所示，本實用新型實施例的復合型剪力連接件的制作安裝方法包括以下步驟:
[0044]S301、制作鋼梁及剪力連接件，焊接剪力連接件；
[0045]S302、鋼梁的運輸及吊裝；
[0046]S303、混凝土結構件模板支護；
[0047]S304、銷栓鋼筋穿過剪力連接件，并綁扎混凝土結構件的鋼筋網(wǎng)；
[0048]S305、澆筑上部混凝土結構件；
[0049]S306、混凝土正常養(yǎng)護完成后拆模。
[0050]本實用新型實施例的復合型剪力連接件的制備安裝方法的具體步驟如下:
[0051]在步驟S301中，首先在鋼結構加工廠按照設計圖紙完成組合結構中鋼梁的下料及制作，在鋼筋加工車間按照設計要求選定的延性較好的鋼筋按照設計要求彎制剪力連接件，可采用HRB400級或HRB500級等延性較好的高延性熱乳帶肋鋼筋，制作過程中可根據(jù)需要對鋼筋進行熱處理避免彎制過程中出現(xiàn)表面裂紋。根據(jù)受剪承載力計算及工程的實際情況確定剪力連接件在鋼梁上布置的橫向間距及縱向間距，并按照設計要求完成剪力連接件的平直段與鋼梁翼緣上表面的雙面焊接，對焊接質(zhì)量進行檢驗；
[0052]在步驟S302中，鋼梁及相應的剪力連接件焊接檢驗合格后，將鋼梁運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，采用配套的起吊裝備完成鋼梁的吊裝，運輸及吊裝過程中注意對剪力連接件的保護；
[0053]在步驟S304中，先綁扎混凝土結構件的底層鋼筋網(wǎng)，再在剪力連接件的圓孔中穿入上層的橫向鋼筋或銷栓鋼筋，后綁扎混凝土結構件的上層鋼筋網(wǎng)。條件許可時盡可能使上層橫向鋼筋發(fā)揮銷栓鋼筋的作用，進一步減少用鋼量。
[0054]本實用新型的復合型剪力連接件制作簡單，施焊簡便，抗剪切和抗掀起能力強等優(yōu)點，抗剪剛度大，滑移小，便于現(xiàn)澆混凝土結構件鋼筋網(wǎng)片的鋪設及混凝土的澆筑施工；與鋼板沿著縱向雙側焊接，焊接質(zhì)量有保障，且不會顯著影響混凝土翼板的縱向抗彎剛度和強度。
[0055]本實用新型的復合型剪力連接件用鋼量比彎筋剪力連接件和PBL剪力連接件大幅度降低，其結構簡單、加工簡便、價格低廉，具有廣闊的市場前景。
[0056]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，其特征在于包括剪力連接件(I)和銷栓鋼筋⑵； 所述剪力連接件(I)由鋼筋彎制，分為兩組對稱連接的平直段(11)和彎起段(12)，以及兩組彎起段(12)之間連接的螺旋式圓環(huán)(13); 所述剪力連接件(I)的平直段(11)固定焊接在下部型鋼鋼梁(3)上，所述銷栓鋼筋(2)橫向垂直穿過剪力連接件(I)的螺旋式圓環(huán)(13)，并將剪力連接件(I)和銷栓鋼筋(2)—同埋設在與下部型鋼鋼梁(3)連接的上部現(xiàn)澆混凝土結構件(4)中。2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，所述剪力連接件(I)沿銷栓鋼筋(2)的軸線方向成對布置，剪力連接件之間的橫向間距為銷栓鋼筋直徑的6-20倍。3.根據(jù)權利要求2所述的一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，所述銷栓鋼筋(2)沿下部型鋼鋼梁的方向等間距平行布置若干組，至少為兩組。4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，所述剪力連接件(I)兩端的平直段(11)的長度為彎制鋼筋直徑的4-6倍，所述平直段(11)底端擱置在下部型鋼鋼梁的上翼緣的頂面，并通過雙面焊接與上翼緣的頂板固定連接。5.根據(jù)權利要求4所述的一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，所述剪力連接件(I)的彎起段(12)彎起角度為30°-60°，同一組的彎起段(12)與平直段(11)之間采用圓弧過渡連接，所述螺旋式圓環(huán)(13)的起點和終點位置分別與兩組彎起段(12)之間采用切向連接。6.根據(jù)權利要求5所述的一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，所述剪力連接件(I)的彎制鋼筋直徑為8mm-22mm。7.根據(jù)權利要求6所述的一種鋼-混凝土結構的復合型剪力連接件，所述銷栓鋼筋(2)的直徑為8mm-20_，所述螺旋式圓環(huán)(13)的圓孔內(nèi)徑比銷栓鋼筋(2)直徑大10mm-30mm。
【文檔編號】E04C5/01GK205421722SQ201620129938
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月19日
【發(fā)明人】劉曉春, 陳濤, 衛(wèi)軍, 賀晨, 楊義益, 曾志豪, 賀婉
【申請人】中南大學