[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

本發明公開了一種摩擦型栓釘剪力連接件及其施工方法，連接件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；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，工廠預制時，將固定螺母、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。該方面改善了傳統的栓釘剪力連接件的傳力模式，合理利用界面摩擦力，其預拉力可受監測和控制，可以實現“抗放結合”的設計理念。工廠預制程度高，現場進行螺栓拼接，節約勞動成本。

技術領域

本發明涉及剪力連接件及其施工方法，特別是涉及一種摩擦型栓釘剪力連接件及其施工方法。

背景技術

剪力連接件在鋼結構或者鋼與混凝土組合結構中有栓釘剪力連接件和型鋼剪力連接件兩大類，主要有兩方面作用：(1)抗剪：承擔鋼與混凝土兩種材料界面間的縱向剪應力，限制兩者界面間的縱向自由滑動，從而保證了組合結構的協同變形、共同工作，提高了組合結構的剛度及承載能力。(2)抗拔：剪力連接件一般在深入混凝土的一側設置墩頭或卷邊，使其與混凝土緊緊咬合，抵抗混凝土因整體縱向彎曲或局部橫向彎曲引起的兩種材料的脫離，增強了整體性，使之共同工作。

傳統的剪力連接件一般以栓釘剪力連接件為主，在柱端、梁或底板等剪力較大的位置處焊接，如圖1所示，依靠混凝土對連接件的擠壓作用進行鋼與混凝土之間的剪力傳遞，連接件墩頭或型鋼嵌固于混凝土中使兩者形成一個整體共同工作。針對鋼抗拉性強，混凝土抗壓性能良好的特點，通常將鋼梁放置在受拉區段，混凝土澆筑于受壓區段，用剪力連接件連接形成組合結構，充分發揮了兩者各自的優異性能。但是，在剪力較大的位置處需焊接的剪力連接件密集，用鋼量大幅增加，如附圖1所示，這使工程成本顯著提高，施工難度加大；鋼與栓釘剪力連接件間一般為三級焊縫，焊接質量不易保證，焊接過程使鋼受很高的溫度應力，從而產生焊接殘余應力和局部鼓屈等不利影響。對于多跨連續梁橋的支座區段，斜拉懸索橋的拉索與橋面接觸區段，大跨承重組合結構的過渡區段等負彎矩區以及收縮徐變和溫度效應引起的混凝土應力區，由于傳統的剪力連接件的約束效應使混凝土的應力無法釋放，導致混凝土開裂，嵌固作用削弱，甚至喪失組合結構的性能。由傳統的剪力連接件連系的鋼和混凝土的組合結構在地震等往復高應變率荷載作用下，極易產生疲勞裂紋，導致連接件剪切破壞，造成抗震性能不良等后果。

傳統的剪力連接件破壞形式一般為剪切破壞、受拉破壞或者混凝土沖切破壞，以材料的抵抗能力作為主要設計指標，以“抗”作為主要設計理念，這種方式使界面摩擦力不能被實時監測，抗剪承載力和剛度不受控制，混凝土內力也不能被有效釋放。究其根本，這是由傳力模式的不合理和設計的不完善導致的。

發明內容

發明目的：為解決現有技術的不足，提供一種合理利用剪力連接件和板件間的界面摩擦力，同時抗剪剛度和抗剪承載力可控的摩擦型栓釘剪力連接件及其施工方法。

技術方案：一種摩擦型栓釘剪力連接件，包括栓釘剪力連接件主體，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。

所述套筒和/或半導體彈簧的外側套接有橡膠環。

所述螺桿端沿其縱向分為多個區域，不同區域的顏色不同。

再一實施例中，一種摩擦型栓釘剪力連接件，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；