[發(fā)明專(zhuān)利]三明治結(jié)構(gòu)中剪力連接件分配方法、連接件裝置及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110201917.8
• 申請(qǐng)日: 2021-02-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112982816A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白峰濤;孫友坤;李效民;劉茜茜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04C2/30
• 分類(lèi)號(hào): E04C2/30;E04B2/00;E04B1/80;E04C3/293;E04B1/38
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

本發(fā)明屬于夾層剪力連接件分布技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種三明治結(jié)構(gòu)中剪力連接件分配方法、連接件裝置及應(yīng)用，先將縱向鋼筋和橫向鋼筋綁扎，在距離端部的四分之一結(jié)構(gòu)長(zhǎng)的兩處位置固定剪切連接器；待綁扎完成后，安裝模板，澆筑混凝土，在一定的溫度和濕度的條件下，養(yǎng)護(hù)混凝土；待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，在結(jié)構(gòu)端部位置通過(guò)剛性剪切連接器連接兩層混凝土層，并在混凝土層之間增加保溫層。本發(fā)明可以更好地控制滑移并根據(jù)滑移分布的特征優(yōu)化連接器；優(yōu)化的設(shè)計(jì)將通過(guò)減少熱橋來(lái)改善結(jié)構(gòu)響應(yīng)，同時(shí)獲得更好的保溫性能；剪力連接器在夾層結(jié)構(gòu)中的分布，可以改善在使用荷載下的三明治結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力狀態(tài)，即降低跨中位置的最大撓度和應(yīng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于夾層剪力連接件分布技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三明治結(jié)構(gòu)中剪力連接件分配方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

三明治結(jié)構(gòu)通常由兩層混凝土層和一層絕緣層組成。絕緣層夾在通過(guò)剪切連接器相互連接的兩個(gè)混凝土層之間。三明治結(jié)構(gòu)的廣泛使用主要是因?yàn)槠浔匦阅堋Ｔ诓煌O(shè)置中，它們的結(jié)構(gòu)性能可能會(huì)有很大不同，例如，夾層結(jié)構(gòu)的尺寸，絕緣層厚度以及連接器的剛度。這需要對(duì)三明治結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化。為了滿足這一需求，本發(fā)明從滑移的角度進(jìn)行了剪切連接器的最佳配置。

在三明治結(jié)構(gòu)的建筑行業(yè)中，根據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)合的水平，通常將三明治結(jié)構(gòu)分為：非復(fù)合，部分復(fù)合和完全復(fù)合。其中，連接器是提供復(fù)合行為的關(guān)鍵所在。對(duì)于三明治結(jié)構(gòu)而言，連接器和混凝土層之間的相互作用會(huì)導(dǎo)致滑移，而這種滑移又會(huì)降低其復(fù)合作用和剛度。該滑移也可以表示為頂部混凝土層的底部和底部混凝土層的頂部之間的應(yīng)變不相容性。換句話說(shuō)，由于滑移的存在，部分復(fù)合三明治結(jié)構(gòu)比完全復(fù)合三明治結(jié)構(gòu)具有更大的撓度和更大的應(yīng)力。盡管滑移沿三明治結(jié)構(gòu)的跨長(zhǎng)不均勻分布，但是在當(dāng)前的工程中，剪切連接器通常沿結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度方向均勻布置，以提供抗剪力并限制滑移。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，連接器在大多數(shù)工程中都是專(zhuān)門(mén)制造。

在調(diào)整連接器的布局方面，一些文獻(xiàn)可以提供參考。Lameiras等人通過(guò)更改均勻連接器的間距研究了連接器的布局，并得出結(jié)論：離散連接器布局比連續(xù)連接器布局更具優(yōu)勢(shì)。另外，根據(jù)復(fù)合結(jié)構(gòu)的機(jī)理，將連接器放置在結(jié)構(gòu)的末端比均勻放置連接器更有效。類(lèi)似地，已經(jīng)研究了鋼-混凝土組合梁的連接器布置。三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面是在使用條件下控制撓度，例如，在橫向荷載的作用下，發(fā)生較大橫向變形和避免熱彎曲效應(yīng)。然而，關(guān)于連接器的布置的文獻(xiàn)相對(duì)較少。由于三明治結(jié)構(gòu)通常承受縱向載荷，通過(guò)使用該發(fā)明中連接器布局，可降低三明治結(jié)構(gòu)的橫向撓度，進(jìn)而減小了P-δ二階效應(yīng)的影響(見(jiàn)圖2)，和熱彎曲現(xiàn)象。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：由于三明治結(jié)構(gòu)經(jīng)常橫向荷載的作用，例如，風(fēng)荷載等，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生橫向變形。另外，三明治結(jié)構(gòu)作為保溫墻使用，承受不同溫差和縱向荷載作用，這將導(dǎo)致三明治結(jié)構(gòu)發(fā)生熱彎曲和由于P-δ二階效應(yīng)，進(jìn)一步發(fā)生橫向變形。

解決以上問(wèn)題及缺陷的難度為：較之前三明治結(jié)構(gòu)的施工工序而言，本發(fā)明的施工工序較復(fù)雜。目前，對(duì)于該問(wèn)題，并沒(méi)有對(duì)于連接器布局的理論和試驗(yàn)研究，缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證效果。

解決以上問(wèn)題及缺陷的意義為：通過(guò)改變連接器的布局，較高效率的發(fā)揮連接器的作用，降低三明治結(jié)構(gòu)的橫向變形，進(jìn)一步滿足其使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種三明治結(jié)構(gòu)中剪力連接件分配方法及應(yīng)用。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種三明治結(jié)構(gòu)中剪力連接件裝置，所述安裝結(jié)構(gòu)在三明治結(jié)構(gòu)端部設(shè)置剛性連接器，并在距離端部的四分之一結(jié)構(gòu)長(zhǎng)的兩處位置附近添加剪切連接器。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種三明治結(jié)構(gòu)中剪力連接件分配方法，所述分配方法通過(guò)調(diào)整剪力連接器在三明治結(jié)構(gòu)中的分布，改善使用荷載下的變形和應(yīng)力狀態(tài)。

進(jìn)一步，所述分配方法包括：

先將縱向鋼筋和橫向鋼筋綁扎，在距離端部的四分之一結(jié)構(gòu)長(zhǎng)的兩處位置附近添加剪切連接器。