CN103758292B - 一种剪力增强型全灌浆套筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪力增强型全灌浆套筒，包括套筒体，所述套筒体为管状结构，套筒体的两头的开口处均设置有弹性橡胶密封圈，靠近其中一头的开口的侧壁上设置有灌浆口，靠近另一头的开口的侧壁上设置有出浆口；沿套筒体的侧壁设置有螺栓孔，所述螺栓孔内安装有抗剪螺栓。本发明材料来源广泛，加工制作简单、性能可靠，大大改善了当前铸铁、铸钢套筒制作繁杂，成本较高，机械铣削套筒加工费时费工等弊端，可广泛应用于装配式混凝土结构中，具有广阔的工程应用前景。

Description

一种剪力增强型全灌浆套筒

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别是一种用于预制混凝土构件之间钢筋连接的浆锚式套筒连接件。

背景技术

预制装配式混凝土结构作为一种符合工业化生产方式的结构形式，具有施工速度快、劳动强度低、噪音污染与湿作业少和产品质量易控制等优势，在发达国家得到了广泛应用。采用预制装配的建筑施工方法可以有效节约资源和能源，提高材料在实现建筑节能和结构性能方面的利用率，克服施工场地和环境条件对现场施工的限制，减少现场施工劳动力数量，减少建筑垃圾和施工对环境的不良影响，提高建筑功能和结构性能。推广预制装配式混凝土结构有利于实现“四节一环保”的绿色发展要求，实现低能耗、低排放的建造过程，能够促进我国建筑业的健康发展，实现预定的节能减排目标，是我国未来建筑的发展方向。

众所周知，预制装配式混凝土结构的核心和难点是钢筋的连接问题。常见的钢筋连接形式有机械连接、焊接连接、搭接连接等，但都存在连接后需在连接节点处浇筑后浇混凝土的问题，水泥灌浆套筒连接可以预先埋设在混凝土部件中，施工时将另一部件的伸出钢筋插入本部件对应的套筒中，然后把无收缩高强度水泥砂浆灌入连接套筒，填满套筒与钢筋之间的间隙，水泥砂浆硬化后，两根钢筋便牢固连接在一起，从而达到连接两端钢筋的目的，连接节点处无需浇筑后浇混凝土，节点的连接效率较高。

目前，我国各地出台的装配式混凝土结构的相关规范、规程中钢筋的连接推荐采用灌浆套筒连接。这主要是因为，与其他的连接方式相比，灌浆套筒连接具有以下优势：①技术成熟；②连接可靠。国外大量的工程实践证明，这种连接方法简单易操作，接头效果良好。

目前按套筒的制作工艺分类，可将套筒分为：铸铁（钢）套筒和机加工套筒两类。国外的钢筋连接用灌浆套筒一般为球墨铸铁产品，国内的灌浆套筒通常采用铸铁（钢）浇注或者机械加工，机械加工主要是以钢棒或者厚壁钢管为材料，通过机械铣削方式将钢棒掏空或者将厚壁钢管的内壁铣削成既定形式，从而形成灌浆套筒。以上两种类型的套筒各有弊端，铸铁（钢）套筒的外形笨重，且技术要求较高；机加工套筒虽然比较结实，但仍然比较笨重，而且材料消耗大，生产成本高，生产效率低。综上可见，以上两种套筒都存在加工困难、形式笨重、造价高等弊病。

中国专利文献CN102071774A公开了一种插入式钢筋连接套筒及其施工方法，所述的连接套筒通过内部设置锥形螺纹来起到抗剪作用，锥形螺纹的高度小，抗剪作用有限，尤其当用该型套筒连接直径较大钢筋时，其抗剪作用较差的弊端更为明显。

中国专利文献CN102900201A公开了一种浆锚式钢筋连接套筒及其制造模具和制造方法，所述的连接套筒通过特定的模具进行挤压，从而在套筒体的内部形成凸肋和凹槽，当套筒体内部灌注了水泥灌浆料后，凸肋和凹槽起到抗剪的作用，这种抗剪键的抗剪效果明显，但加工起来比较复杂，费时费力，对降低套筒造价不利。

中国专利文献CN102116075A公开了一种新型水泥灌浆钢筋连接接头，所述的连接套筒为轧制型钢，外形为圆形或多角筒状，连接套筒的孔为等径圆孔，采用铣削加工方法制成，当套筒体内部灌注了水泥灌浆料后，连接套筒内壁的凸起环肋和套筒孔端凸环在钢筋拉伸或压缩时起到抗剪作用，抗剪效果明显，但套筒加工仍然比较复杂，加工费时费力，对降低套筒造价不利。

综上，现有的套筒存在加工困难、造价高等弊病，不利于当前我国住宅产业化和建筑工业化的发展。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种剪力增强型全灌浆套筒，解决现有技术中的套筒存在加工困难、造价高等弊病，在保证套筒质量的前提下，简化套筒形式，降低套筒造价。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种剪力增强型全灌浆套筒，包括套筒体，所述套筒体为管状结构，套筒体的两头的开口处均设置有弹性橡胶密封圈，靠近其中一头的开口的侧壁上设置有灌浆口，靠近另一头的开口的侧壁上设置有出浆口；沿套筒体的侧壁设置有螺栓孔，所述螺栓孔内安装有抗剪螺栓。

在两头的弹性橡胶密封圈中分别插入需要连接的两个钢筋，从灌浆口中灌入水泥灌浆料充填满套筒体中空心的部分，多余的水泥灌浆料从出浆口处流出。通过在套筒体上设置抗剪螺栓，可以取代铸铁（钢）套筒上的环肋，钢筋在拉压作用下，套筒体内部的水泥灌浆料处于三轴受力状态，抗剪螺栓在其中起到剪力键的作用，将套筒体内部插入钢筋的拉压应力合理分散到整个套筒体上，有效避免了套筒体上的局部应力集中，使套筒体的抗拉能力大幅提高。同时使套筒体的形式得以简化，重量得以减轻，造价得以降低。

进一步的，在本发明中，所述套筒体的两端的侧壁上设置有凹槽，所述凹槽内箍有环向箍筋。凹槽的设置，使套筒体呈瓶口状，钢筋在拉压作用下，套筒体内部的水泥灌浆料处于三轴受力状态，内大外小瓶口状的套筒形状将水泥灌浆料约束得更牢靠，同时考虑到套筒体为普通低碳钢无缝钢管制成，当在其上压制了凹槽后，钢筋在受拉作用下，凹槽处易变形，故在凹槽上设置了环向箍筋，使钢筋受拉时，套筒对水泥灌浆料的约束更牢靠。

进一步的，在本发明中，所述螺栓孔有3行且每行之间间隔120度均匀地分布于套筒体的侧壁上。均匀分布的抗剪螺栓一方面可以增加套筒体整体的抗剪能力，另一方面可以提高混凝土与套筒体间的握裹力，使套筒牢固锚固在混凝土中。作为优选的，在本发明中，所述抗剪高强螺栓为性能等级8.8级以上的高强度螺栓。保证抗剪螺栓的抗剪性能足够。

进一步的，在本发明中，套筒体为低碳钢无缝钢管加工而成。低碳钢具有良好的抗拉压性能，为套筒体的抗拉压强度提供保障，且材料来源广泛，造价低。

作为优选的，在本发明中，套筒体的中间位置设有一螺栓孔，该螺栓孔内设有限位螺栓，所述限位螺栓的长度大于套筒体中间位置处直径的一半。限位螺栓对两头的钢筋起到位置限制的作用，有效避免钢筋插入过长或过短。

进一步的，在本发明中，所述凹槽为挤压或滚压成型。加工简单快捷。

作为优选的，在本发明中，所述凹槽先采用滚压成型后，再对凹槽外侧的套筒体进行挤压，将环向箍筋套入凹槽内，然后将凹槽外侧的套筒体进行扩口复位。

进一步的，在本发明中，所述环向箍筋的材料为碳素结构钢，若条件许可，可采用优质碳素结构钢并经热处理后使用。

有益效果：

本发明的一种剪力增强型全灌浆套筒，利用普通低碳钢无缝钢管作为套筒体材料，采用滚压或冲压等方式加工而成。一方面材料来源广泛，另一方面相对与现有技术中铣削方法加工比较容易，能使套筒生产成本大大降低；

通过在套筒体上设置抗剪螺栓和环形箍筋，大大提高了套筒的抗剪性能，成本增加不多，用抗剪螺栓代替凹槽或凸肋，减少了费时费力的机械加工，套筒体的性能与铸钢、铸铁套筒或机加工套筒持平，甚至更好，而且套筒体的形式简化；

故本发明的一种剪力增强型全灌浆套筒具有材料来源广泛，加工制作简单、性能可靠等优点，大大改善了当前铸铁、铸钢套筒制作繁杂，成本较高，机械铣削套筒加工费时费工等弊端，可广泛应用于装配式混凝土结构中，具有广阔的工程应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明连接梁A和梁B的结构示意图。

图中：钢筋A1；钢筋B2；套筒体3；灌浆口4；出浆口5；水泥灌浆料6；凹槽7；环向箍筋8；抗剪螺栓9；限位螺栓10；弹性橡胶密封圈11；梁A12；梁B13；梁A上伸出钢筋14；梁B上伸出钢筋15。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1和图2所示，一种剪力增强型全灌浆套筒，包括套筒体3，所述套筒体3为管状结构，利用低碳钢无缝钢管加工而成。套筒体3的两头的开口处均设置有弹性橡胶密封圈11，分别用于插入钢筋A1和钢筋B2，并起到密封作用。在靠近其中一头的开口的侧壁上设置有灌浆口4，靠近另一头的开口的侧壁上设置有出浆口5；沿套筒体3的侧壁设置有螺栓孔，所述螺栓孔有3行且每行之间间隔120度均匀地分布于套筒体3的侧壁上，每个螺栓孔内均安装有抗剪螺栓9，抗剪螺栓9的总个数、直径需要依照连接钢筋的种类以及钢筋直径计算确定，且抗剪螺栓9伸入套筒体3的长度以不少于1/4且不超过1/3套筒体3的内径为宜，并且抗剪螺栓9为性能等级8.8级以上的高强度螺栓。套筒体3的中间位置设有一螺栓孔，该螺栓孔内设有限位螺栓10，限位螺栓10伸入套筒体3的长度以不少于1/2套筒体3内径且不顶压套筒体3的内壁为宜。所述套筒体3的两端的侧壁上还设置有环绕套筒体3一圈的凹槽7，所述凹槽7的深度以不少于1/4且不超过1/3套筒体3的内径为宜，可优先采用滚压的方式进行加工，或者采用配合底模，上部强力挤压的方式进行加工。凹槽7加工完成后，对凹槽7外侧的套筒体3进行挤压，将环向箍筋8牢固套入凹槽7中，环向箍筋8的材料为碳素结构钢，然后对凹槽7外侧挤压变形的套筒体3的侧壁进行扩口，使套筒体3变形部分复原。

对某个节点处存在的梁A12和梁B13，如图3所示，欲将梁A伸出钢筋14与梁B伸出钢筋15相连接，先将本发明的剪力增强型全灌浆套筒穿装在梁A伸出钢筋14上，穿装时注意梁A伸出钢筋14伸入套筒体3的深度。给梁A12上所有欲连接钢筋穿装完后，将梁B13吊装至预安装部位，同时不断调整梁B13，使梁B上伸出钢筋15与梁A伸出钢筋14位置一一对正，然后插入相应的套筒体3另一头中，插入完成后，对梁B13进行支撑，从套筒体3的灌浆口4灌入水泥灌浆料6，待其流出出浆口5后停止灌浆，并对套筒体3的灌浆口4和出浆口5进行封堵。同法完成节点部位其余钢筋的连接，待节点处所有的钢筋连接完成后，待套筒体3中水泥灌浆料6的强度达到设计强度后，对梁A12和梁B13的连接部位浇筑后浇混凝土，即完成节点处的施工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种剪力增强型全灌浆套筒，其特征在于：包括套筒体(3)，所述套筒体(3)为管状结构，套筒体(3)的两头的开口处均设置有弹性橡胶密封圈(11)，靠近其中一头的开口的侧壁上设置有灌浆口(4)，靠近另一头的开口的侧壁上设置有出浆口(5)；沿套筒体(3)的侧壁设置有螺栓孔，所述螺栓孔内安装有抗剪螺栓(9)；所述套筒体(3)的两端的侧壁上设置有凹槽(7)，所述凹槽(7)内箍有环向箍筋(8)；所述螺栓孔有3行且每行之间间隔120度均匀地分布于套筒体(3)的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的一种剪力增强型全灌浆套筒，其特征在于：所述抗剪螺栓(9)为性能等级8.8级以上的高强度螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种剪力增强型全灌浆套筒，其特征在于：套筒体(3)为低碳钢无缝钢管加工而成。

4.根据权利要求1所述的一种剪力增强型全灌浆套筒，其特征在于：套筒体(3)的中间位置设有一螺栓孔，该螺栓孔内设有限位螺栓(10)，所述限位螺栓(10)的长度大于套筒体(3)中间位置处直径的一半。

5.根据权利要求1所述的一种剪力增强型全灌浆套筒，其特征在于：所述凹槽(7)为挤压或滚压成型。

6.根据权利要求1所述的一种剪力增强型全灌浆套筒，其特征在于：所述凹槽(7)先采用滚压成型后，再对凹槽(7)外侧的套筒体(3)进行挤压，将环向箍筋(8)套入凹槽(7)内，然后将凹槽(7)外侧的套筒体(3)进行扩口复位。

7.根据权利要求1所述的一种剪力增强型全灌浆套筒，其特征在于：所述环向箍筋(8)的材料为碳素结构钢。