[發明專利]采用抗剪-不抗拔連接件的雙鋼板-混凝土組合結構及其施工方法

在審

• 申請號: 201911033530.5
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110735480A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 樊健生;孔思宇;孫運輪
• 申請（專利權）人: 清華大學;中核能源科技有限公司
• 主分類號: E04B1/32
• 分類號: E04B1/32;E02D29/073
• 代理公司: 11578 北京集智東方知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

本發明提供了一種采用抗剪?不抗拔連接件的雙鋼板?混凝土組合結構及其施工方法。該雙鋼板?混凝土組合結構包括：外側鋼板筒和內側鋼板筒；所述外側鋼板筒和內側鋼板筒之間填充有混凝土；所述外側鋼板筒和內側鋼板筒的內表面上均設置有多個抗剪?不抗拔連接件；所述抗剪?不抗拔連接件包括：釘桿和釘帽；所述釘桿的底部與所述外側鋼板筒或內側鋼板筒的內表面連接；所述釘帽設置在所述釘桿的頂部。應用本發明可以有效地釋放由于溫度升高時在混凝土中產生的環向拉應力，防止內填混凝土開裂。

技術領域

本申請涉及結構工程技術領域，尤其涉及一種采用抗剪-不抗拔連接件的雙鋼板-混凝土組合結構及其施工方法。

背景技術

雙鋼板-混凝土組合結構是一種在兩塊鋼板間通過栓釘、角鋼等不同形式連接件使鋼板間混凝土與鋼板發揮組合作用，共同抵抗外部作用的結構形式。目前，由于其優異的力學性能，雙鋼板-混凝土組合結構已經在核電站安全殼、大型筒倉、海底容器以及沉管隧道等大型工程中得到了廣泛的應用。

相較于傳統的結構形式，雙鋼板-混凝土組合結構具有多方面的優勢：鋼結構造價較高，施工難度較大；鋼筋混凝土結構易產生裂縫；預應力混凝土結構施工復雜，且預應力會逐漸損失導致結構可靠度下降。

目前，雙鋼板-混凝土組合結構之間的連接均采用完全連接，保證鋼與混凝土的變形一致。但是，這樣的形式也存在一定的問題。當內側鋼板的溫度升高時，由于連接件的約束作用，殼內的混凝土也會產生環向的拉應力，當環向拉應力超過開裂應力時，內填混凝土將會開裂，影響組合結構的剛度及承載力。

因此，亟須提出一種新型的雙鋼板-混凝土組合結構形式，使其在溫度作用下可以局部釋放鋼與混凝土之間的組合作用，使內填混凝土不產生裂縫，但是在恒、活荷載甚至面外沖擊動力荷載下仍然能發揮鋼與混凝土之間的組合作用，協同工作。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種采用抗剪-不抗拔連接件的雙鋼板-混凝土組合結構及其施工方法，從而可以有效地釋放由于溫度升高時在混凝土中產生的環向拉應力，防止內填混凝土開裂。

本發明的技術方案具體是這樣實現的：

一種采用抗剪-不抗拔連接件的雙鋼板-混凝土組合結構，該雙鋼板-混凝土組合結構包括：外側鋼板筒和內側鋼板筒；

所述外側鋼板筒和內側鋼板筒之間填充有混凝土；

所述外側鋼板筒和內側鋼板筒的內表面上均設置有多個抗剪-不抗拔連接件；

所述抗剪-不抗拔連接件包括：釘桿和釘帽；

所述釘桿的底部與所述外側鋼板筒或內側鋼板筒的內表面連接；所述釘帽設置在所述釘桿的頂部。

較佳的，所述釘帽的頂部以及所述外側鋼板筒和內側鋼板筒的內表面上還設置有預設厚度的軟質發泡材料。

本發明中還提供了一種采用抗剪-不抗拔連接件的雙鋼板-混凝土組合結構的施工方法，該施工方法包括如下步驟：

根據內側鋼板筒的升溫度數以及面外荷載的取值，分別計算出抗剪-不抗拔連接件的尺寸、布置間距以及軟質發泡材料的厚度；

根據計算結果，將抗剪-不抗拔連接件焊接在所述外側鋼板筒和內側鋼板筒的內表面上；

在外側鋼板筒和內側鋼板筒的內表面上以及釘帽的頂部粘接預設厚度的軟質發泡材料；

將外側鋼板筒和內側鋼板筒作為內填混凝土的模板，進行固定以及安裝；

在外側鋼板筒和內側鋼板筒之間澆筑混凝土，形成采用抗剪-不抗拔連接件的雙鋼板-混凝土組合結構。