[發明專利]摩擦型栓釘剪力連接件及其施工方法

有效

• 申請號: 201710797508.2
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107642031B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 伍凱;南洋;陳峰;林詩琪;翟江棚
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 竇賢宇

1.一種摩擦型栓釘剪力連接件，包括栓釘剪力連接件主體，其特征在于，所述栓釘剪力連接件主體包括具有預定長度螺紋部的螺桿段，與所述螺桿段上螺紋部螺接的第一螺母和第二螺母，套設在螺桿段上且位于第一螺母與第二螺母之間的半導體彈簧，套接在半導體彈簧外周的套筒，設置在第一螺母或第二螺母一側并可與歐姆表連接的正負極金屬片，以及電連接正負極金屬片與半導體彈簧兩端的導線；

第一螺母或第二螺母的一側設置有用于和半導體彈簧末端卡接的卡槽或與用于和套筒一端連接的嵌槽，第一螺母和第二螺母的相對距離改變時，半導體彈簧被拉伸或壓縮。

2.如權利要求1所述的摩擦型栓釘剪力連接件，其特征在于，所述套筒和/或半導體彈簧的外側套接有橡膠環。

3.如權利要求1所述的摩擦型栓釘剪力連接件，其特征在于，所述螺桿段沿其縱向分為多個區域，不同區域的顏色不同。

4.一種摩擦型栓釘剪力連接件，其特征在于：包括栓釘剪力連接件主體、安裝螺母、套筒、固定螺母和半導體彈簧；

所述栓釘剪力連接件主體由下往上依次包括螺紋段、無螺紋擠壓段和抗拔墩頭，固定螺母、套筒和半導體彈簧依次從螺紋段套入栓釘剪力連接件主體，固定螺母的上端面處于螺紋段的頂端并固定，套筒的上端與固定螺母的下端面固定，半導體彈簧的上端與套筒的下端連接成一體，主梁上按所需的抗剪要求每隔預定距離安裝剪力連接件。

5.根據權利要求4所述的一種摩擦型栓釘剪力連接件，其特征在于：所述安裝螺母的頂面內螺紋孔的邊緣一側設有卡槽，所述螺紋段設有不同的預拉力分區標識，以安裝螺母旋進的一端開始依次設有螺紋區域0、螺紋區域1、螺紋區域2、螺紋區域3和螺紋區域4；以安裝螺母的上端面作為指示面，當半導體彈簧嵌于卡槽中，此時半導體彈簧處于自然狀態；當安裝螺母上端面處于螺紋區域0與螺紋區域1的交界面或者螺紋區域0時，此時剪力連接件和梁或板間未夾緊，螺栓的預拉力為0kN；當安裝螺母的上端面分別處于螺紋區域1至螺紋區域4時，對應的螺栓預拉力范圍分別為0-5kN，5-10kN，10-15kN和15-20kN，旋轉安裝螺母改變安裝螺母上端面在螺紋段的分區，以改變預拉力和界面摩擦力，實現抗剪承載力和剛度的初步控制。

6.根據權利要求5所述的一種摩擦型栓釘剪力連接件，其特征在于：所述安裝螺母的底面設有第一金屬片和第二金屬片，安裝螺母頂面的卡槽一端設有連接頭；當半導體彈簧卡合到卡槽上時，其與安裝螺母通過卡槽和連接頭形成內置電路，且半導體彈簧的一端通過連接頭與第一金屬片或第二金屬片連接，半導體彈簧的另一端通過導線與第二金屬片或第一金屬片連接；測得第一金屬片和第二金屬片之間的電阻即為半導體彈簧的電阻值，進一步得到高強度螺栓組件的預拉力，依據電阻改變安裝螺母松緊程度實現抗剪承載力和剛度的精確控制。

7.根據權利要求4所述的一種摩擦型栓釘剪力連接件，其特征在于：所述摩擦型栓釘剪力連接件還包括設置于剪力連接件與主梁螺紋孔間的橡膠環。

8.根據權利要求4所述的一種摩擦型栓釘剪力連接件，其特征在于：與所述剪力連接件配合的螺栓孔為圓螺栓孔。

9.根據權利要求4所述的一種摩擦型栓釘剪力連接件，其特征在于：所述螺紋段為8.8級M20型螺栓，用于安裝該剪力連接件的主梁為H型鋼主梁。

10.一種摩擦型栓釘剪力連接件的施工方法，其特征在于，該方法所用的摩擦型栓釘剪力連接件為權利要求4至9任一項所述的摩擦型栓釘剪力連接件，該施工方法包括以下步驟：

(1)對所述摩擦型栓釘剪力連接件進行工廠預制

根據施工現場所需的尺寸、抗剪效果以及為達到的目標，加工所述摩擦型栓釘剪力連接件；

(2)施工現場拼裝所述摩擦型栓釘剪力連接件與需要設置所述摩擦型栓釘剪力連接件的主梁或板；

(3)使用過程中根據組合構件的狀態實時調整剪力連接件螺栓的預拉力；

所述步驟(1)包括：

(11)構件設計制造

根據設計要求對需設摩擦型栓釘剪力連接件的主梁的相應位置進行打孔，根據現場所需尺寸和抗剪效果設計要求對摩擦型栓釘剪力連接件的各構件進行制造和加工，根據預達到的抗剪承載力、剛度和性能對摩擦型栓釘剪力連接件的預拉力進行設計，然后根據工廠預制流程圖對摩擦型栓釘剪力連接件試樣生產；

(12)構件預拼裝

在出廠前應對構件進行預拼裝，將固定螺母、外套筒和半導體彈簧依次套入摩擦型栓釘剪力連接件主體，并通過焊接方式形成整體，調整開孔尺寸和變形，檢測半導體彈簧所在電路的通閉狀態，測量半導體彈簧的電阻與安裝螺母所在的分區及預拉力是否對應；預拼裝合格后，進行產品的量化生產；

所述步驟(2)包括：

(21)將橡膠環安裝到梁或板的螺栓孔中，而后將摩擦型栓釘剪力連接件穿過橡膠環并固定，旋擰安裝螺母，當安裝螺母旋擰至一定程度后，將半導體彈簧的自由端嵌入至安裝螺母頂面的卡槽中，并與連接頭相連，保證半導體彈簧的所在電路形成通路；

(22)在安裝過程中，用扳手旋擰安裝螺母，按設計要求將安裝螺母旋到相應大小的預拉力區域，而后用歐姆表測量半導體彈簧的電阻，對預拉力進行調整直到達到所需的抗剪承載力和剛度為止；

所述步驟(3)具體為：在使用過程中，梁或板的上部都已澆筑于混凝土中，僅安裝螺母暴露在外面，此時通過安裝螺母改變螺栓的松緊程度，控制螺栓的預拉力，由此釋放混凝土的不良內力或改善由于螺栓松動造成抗剪性能降低的后果。