CN103437277A - 发散型钢筋连接件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢筋混凝土结构，公开了一种发散型钢筋连接件，包括混凝土（1）与钢板（2），所述的钢板（2）埋入混凝土（1）的埋入段（4）两侧布置两组以上的钢筋（7），钢筋（7）由埋入段（4）起向深入混凝土（1）的方向呈放射状发散分布。本发明通过在波形钢腹板与混凝土连接区域内布置发射分布的钢筋，以将荷载最大限度地传递分配到钢筋混凝土较大空间，以摩擦力和握裹力为特征，其破坏后能全部或部分恢复，具有耐疲劳性好的优点。

Description

发散型钢筋连接件

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土结构，尤其涉及了一种发散型钢筋连接件。

背景技术

当前波形钢腹板钢砼组合结构已逐步应用于我国桥梁工程及相关领域，其组合结构关键部位——钢和钢筋混凝土的连接，大部分采用翼缘板、双开孔钢板以及角钢等形式。此类连接有如下问题：1、用钢量增大，本类设计连接件的用钢量约占波形钢腹板总用钢量的25%—50%，造价高；2、上述连接大部分为钢性连接，需采用大量的焊接工艺，故抗疲劳性能和耐久性较差；3、上述连接件均为厚而短的钢板插入钢筋混凝土，一方面割裂了混凝土的整体性，另一方面在钢和混凝土连接的较小空间范围造成应力集中，没有达到将荷载最大限度地传递分配到钢筋混凝土较大空间的目的。以上的设计造成了波形钢腹板的耐久性和经济性被降低。

在钢筋、混凝土组合连接部位，荷载如何传递，应力如何分配扩散，并保持耐久，也就是钢和钢筋混凝土结构连接部位的耐久性和疲劳性的研究，是组合结构研究的重点，也是组合结构能否广泛应用的关键瓶颈所在。

发明内容

本发明针对现有技术中波形钢结构和钢筋混凝土结构的连接过渡区域应力集中等缺点，提供了一种在该连接过渡区域内布置螺纹钢筋及栓钉，以将荷载最大限度地传递分配到钢筋混凝土较大空间为目的，具有焊接量少，且以摩擦力和握裹力为特征，其破坏后能全部或部分恢复，耐疲劳性好的发散型钢筋连接件。

本专利要解决的问题：两种结构连接或组合的应力分散问题，关系到组合结构的抗疲劳性能，这是组合结构最重要的研究课题之一，组合结构的抗疲劳性能主要取决与连接件的形式。一个点或一个较小的区域的应力，通过放射形钢筋的布局，将钢结构与混凝土连接的应力分散到尽量大的混凝土立体空间中，越分散越好，达到结构的相互交融的长期稳定。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

发散型钢筋连接件，包括混凝土与钢板，所述的钢板埋入混凝土的埋入段两侧布置两组以上的钢筋，钢筋由埋入段起向深入混凝土的方向呈放射状发散分布。

作为优选，所述的钢筋包括第一钢筋与第二钢筋，设第一钢筋、第二钢筋与埋入段的交点之间的距离为d，第二钢筋上任意一点A到第一钢筋的距离为d1，则有d1≥d。

作为优选，所述的埋入段上设有两排以上的通孔，钢筋穿设在通孔中。

作为优选，所述的钢筋与埋入段焊接连接，钢筋为螺纹钢筋。

作为优选，所述的埋入段沿深入混凝土的方向分为外段钢板，中段钢板和里段钢板三个区段，各个区段单位面积的钢板用钢量逐渐减小。

作为优选，所述的埋入段上设有通孔，单位面积的外段钢板、中段钢板和里段钢板，埋入段上所有通孔面积之和，沿深入混凝土的方向逐渐增大。

作为优选，所述的钢板与混凝土连接处设有翼缘板，翼缘板与混凝土通过栓钉连接。

作为优选，所述的翼缘板的两侧还设有侧翼板，侧翼板将翼缘板卡住，侧翼板与混凝土通过栓钉连接。

作为优选，所述的埋入段上设有栓钉。

作为优选，所述的钢板为波形钢板。

以波形钢腹板埋入混凝土的埋入段为基线，分布一个球型或扇形的过渡空间，过渡空间内的钢筋以基线为基准，向外发散分布，离基线越近的部分，钢筋的分布越密。

本连接形式中，钢筋与混凝土以摩擦力、握裹力为受力特征，不同于一般的钢板焊接连接件，因为摩擦力、握裹力在长期荷载的作用下能部分或全部恢复，故抗疲劳性能良好。而一般的钢板焊接连接件在长期荷载的作用下，会因焊缝疲劳而产生突然破坏的可能。

在连接件的数量上，一般的钢板焊接连接件数量较少，但每一个连接件的承担荷载的量级较高，故应力容易集中。本专利的发散型连接钢筋，数量较多，每根钢筋分担的剪力及荷载较少，且钢筋在混凝土中发散于较大的空间，使本身较小的剪力发散传递于较大的空间，故应力分散，抗疲劳性能好。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明通过在波形钢腹板与混凝土连接区域内布置发散分布的钢筋，以将荷载最大限度地传递分配到钢筋混凝土较大空间，以摩擦力和握裹力为特征，其破坏后能全部或部分恢复，具有耐疲劳性好的优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是实施例1中钢板为波形钢腹板的结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—混凝土、2—钢板、3—通孔、4—埋入段、5—翼缘板、21—埋入段、41—外段钢板、42—中段钢板、43—里段钢板、51—侧翼板、71—第一钢筋、72—第二钢筋。

具体实施方式

下面结合附图1至图3与实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

发散型钢筋连接件，如图1、3所示，发散型钢筋连接件，包括混凝土1与钢板2，所述的钢板2埋入混凝土1的埋入段4两侧布置三组钢筋7，钢筋7由埋入段4起向深入混凝土1的方向呈放射状发散分布。放射形钢筋的连接件，承担荷载的量级较小，但因为摩擦力、握裹力在长期荷载的作用下能部分或全部恢复，且数量众多，通过以多胜少，以柔克刚的手段，使抗疲劳性能稳定提高。

钢筋7包括第一钢筋71与第二钢筋72，设第一钢筋71、第二钢筋72与埋入段4的交点之间的距离为d，第二钢筋72上任意一点A到第一钢筋71的距离为d1，则有d1≥d。由于钢筋7为发散形分布，离发散段或钢板越近的位置，钢筋7之间的距离越小。埋入段4上设有两排以上的通孔3，钢筋7穿设在通孔3中。钢筋7与埋入段4焊接连接，钢筋7为螺纹钢筋。螺纹钢筋为工程上常用的，不需要复杂加工的构件，故其经济性好，适应性广。

埋入段4沿深入混凝土1的方向分为外段钢板41，中段钢板42和里段钢板43三个区段，各个区段单位面积的钢板用钢量逐渐减小。外段钢板41，中段钢板42和里段钢板43可以按照埋入段4的起始位置等分，也可以按照钢板上不同的开孔结构进行分段，各个区段单位面积的钢板用钢量逐渐减小意思是，在各段上沿深入混凝土的方向，取一段相同长度，相同宽度的钢板，该相同面积的钢板则有，外段钢板41用钢量＞中段钢板42用钢量＞里段钢板43用钢量。

埋入段4上设有通孔3，单位面积的外段钢板41、中段钢板42和里段钢板43，埋入段4上所有通孔3面积之和，沿深入混凝土1的方向逐渐增大。通孔3的面积之和增大，从另一方面来看，及钢板的实际面积减少，即钢板的用钢量减少。

钢板2与混凝土1连接处设有翼缘板5，翼缘板5与混凝土1通过栓钉连接。翼缘板5的两侧还设有侧翼板51，侧翼板51将翼缘板5卡住，侧翼板51与混凝土1通过栓钉连接。通过设置翼缘板5可以有效的对波形钢腹板2与混凝土1连接部分起到保护作用，同时，翼缘板5采用与波形钢相吻合的薄型翼缘板，起到模板支撑和部分抗剪的作用。

埋入段21上设有栓钉。钢板2为波形钢板。在波形钢腹板2两侧空余部位焊接栓钉，其能够提高波形钢腹板与混凝土连接的摩擦力和握裹里，其破坏后能够全部或部分恢复，提高了整个结构的耐疲劳性。

本波形钢腹板组合结构的连接，均采用了发散到整个过渡空间的柔性连接技术，材料均为常规型钢筋和栓钉，焊接工作量小，施工制造容易，耐疲劳性好，经济性好。

实施例2

发散型钢筋连接件，如图2、3所示，发散型钢筋连接件，包括混凝土1与钢板2，所述的钢板2埋入混凝土1的埋入段4两侧布置五组钢筋7，钢筋7由埋入段4起向深入混凝土1的方向呈放射状发散分布。放射形钢筋的连接件，承担荷载的量级较小，但因为摩擦力、握裹力在长期荷载的作用下能部分或全部恢复，且数量众多，通过以多胜少，以柔克刚的手段，使抗疲劳性能稳定提高。在截面上看，钢筋7沿波形钢腹板2深入混凝土1的方向在向埋入段4的两侧发散分布。

或者，以波形钢腹板2埋入混凝土1的埋入段为基线，分布一个球型的三维过渡空间，过渡空间内的钢筋7以基线为基准，向外发散分布，离基线越近的部分，钢筋7的分布越密。

钢筋7包括第一钢筋71与第二钢筋72，设第一钢筋71、第二钢筋72与埋入段4的交点之间的距离为d，第二钢筋72上任意一点A到第一钢筋71的距离为d1，则有d1≥d。由于钢筋7为发散形分布，离发散段或钢板越近的位置，钢筋7之间的距离越小。

埋入段4上设有两排以上的通孔3，钢筋7穿设在通孔3中。通孔3的直径沿波形钢腹板2深入混凝土1的方向逐渐增大。其原因是离混凝土表层越近，应力越集中，集中布置通孔3并在其内设置钢筋7，能够有效的将应力集中区域的应力向外传递，从而达到提高钢筋混凝土结构的抗疲劳性，延长钢筋混凝土结构的使用寿命。

钢筋7与埋入段4焊接连接，钢筋7为螺纹钢筋。螺纹钢筋为工程上常用的，不需要复杂加工的构件，故其经济性好，适应性广。

埋入段4沿深入混凝土1的方向分为外段钢板41，中段钢板42和里段钢板43三个区段，各个区段单位面积的钢板用钢量逐渐减小。外段钢板41，中段钢板42和里段钢板43可以按照埋入段4的起始位置等分，也可以按照钢板上不同的开孔结构进行分段，各个区段单位面积的钢板用钢量逐渐减小意思是，在各段上沿深入混凝土的方向，取一段相同长度，相同宽度的钢板，该相同面积的钢板则有，外段钢板41用钢量＞中段钢板42用钢量＞里段钢板43用钢量。

埋入段4上设有通孔3，单位面积的外段钢板41、中段钢板42和里段钢板43，埋入段4上所有通孔3面积之和，沿深入混凝土1的方向逐渐增大。通孔3的面积之和增大，从另一方面来看，及钢板的实际面积减少，即钢板的用钢量减少。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.发散型钢筋连接件，包括混凝土（1）与钢板（2），其特征在于：所述的钢板（2）埋入混凝土（1）的埋入段（4）两侧布置两组以上的钢筋（7），钢筋（7）由埋入段（4）起向深入混凝土（1）的方向呈放射状发散分布。

2.根据权利要求1所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的钢筋（7）包括第一钢筋（71）与第二钢筋（72），设第一钢筋（71）、第二钢筋（72）与埋入段（4）的交点之间的距离为d，第二钢筋（72）上任意一点A到第一钢筋（71）的距离为d1，则有d1≥d。

3.根据权利要求1或2所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的埋入段（4）上设有两排以上的通孔（3），钢筋（7）穿设在通孔（3）中。

4.根据权利要求1或2所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的钢筋（7）与埋入段（4）焊接连接，钢筋（7）为螺纹钢筋。

5.根据权利要求4所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的埋入段（4）沿深入混凝土（1）的方向分为外段钢板（41），中段钢板（42）和里段钢板（43）三个区段，各个区段单位面积的钢板用钢量逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的埋入段（4）上设有通孔（3），单位面积的外段钢板（41）、中段钢板（42）和里段钢板（43），埋入段（4）上所有通孔（3）面积之和，沿深入混凝土（1）的方向逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的钢板（2）与混凝土（1）连接处设有翼缘板（5），翼缘板（5）与混凝土（1）通过栓钉连接。

8.根据权利要求7所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的翼缘板（5）的两侧还设有侧翼板（51），侧翼板（51）将翼缘板（5）卡住，侧翼板（51）与混凝土（1）通过栓钉连接。

9.根据权利要求1所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的埋入段（21）上设有栓钉。

10.根据权利要求1所述的发散型钢筋连接件，其特征在于：所述的钢板（2）为波形钢板。

Images