[發(fā)明專利]一種鋼?混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)合型剪力連接件及其制作安裝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610093788.4
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105569271B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉春;陳濤;衛(wèi)軍;賀晨;楊義益;曾志豪;賀婉
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: E04C5/01
• 分類號: E04C5/01;E04C3/293
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所43114
• 代理人: 顏勇,鄒劍峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程建造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)合型剪力連接件及其制作安裝方法。

背景技術(shù)

鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮鋼和混凝土各自的力學(xué)性能，受力合理，承載能力高，剛度大，施工進(jìn)度快，綜合經(jīng)濟(jì)性好，在國內(nèi)外的橋梁建設(shè)、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(jié)構(gòu)中的關(guān)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(jié)構(gòu)中鋼構(gòu)件和混凝土構(gòu)件之間構(gòu)成一個整體而共同工作。

應(yīng)用在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中剪力連接件形式有很多種,目前國內(nèi)外常用的技術(shù)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。

如剪力栓釘連接件結(jié)構(gòu)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(jìn)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(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)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(shè)備，施工速度較慢。

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(shè)置不利于鋼筋網(wǎng)片的鋪設(shè)，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。

型鋼剪力連接件剪切剛度大，抗剪強(qiáng)度高，但其體積較大，用鋼量大，連接件焊接容易導(dǎo)致鋼板上產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力和變形。

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(shè)備，抗剪切和抗掀起能力較強(qiáng)，但對其設(shè)置方向要求較為嚴(yán)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。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)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(jié)構(gòu)的復(fù)合型剪力連接件及其制作安裝方法，剪力連接件結(jié)構(gòu)簡單、加工簡便、抗剪強(qiáng)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。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)合型剪力連接件，包括所述剪力連接件1和銷栓鋼筋2；

所述剪力連接件1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1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1的螺旋式圓環(huán)13，并將剪力連接件1和銷栓鋼筋2一同埋設(shè)在與下部型鋼鋼梁3連接的上部現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)件4中。

進(jìn)一步的，所述剪力連接件1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。

進(jìn)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(jié)構(gòu)件上層橫向鋼筋的間距綜合確定。

在本發(fā)明中，所述剪力連接件1兩端的平直段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。

進(jìn)一步的，所述剪力連接件1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。

進(jìn)一步的，所述剪力連接件1的彎制鋼筋直徑為8mm-22mm。

進(jìn)一步的，所述銷栓鋼筋2的直徑為8mm-20mm，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。

本發(fā)明還包括一種上述鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)合型剪力連接件的制作安裝方法，包括以下步驟：

S301、制作鋼梁及剪力連接件，焊接剪力連接件；

S302、鋼梁的運輸及吊裝；

S303、混凝土結(jié)構(gòu)件模板支護(hù)；

S304、銷栓鋼筋穿過剪力連接件，并綁扎混凝土結(jié)構(gòu)件的鋼筋網(wǎng)；

S305、澆筑上部混凝土結(jié)構(gòu)件；

S306、混凝土正常養(yǎng)護(hù)完成后拆模。

進(jìn)一步的，所述剪力連接件采用高延性的熱軋帶肋鋼筋彎制而成，彎制過程中需對鋼筋進(jìn)行熱處理，避免彎制過程中鋼筋表面出現(xiàn)裂紋。