CN1040843A

CN1040843A - 钢混凝土复合构件的锚固器

Info

Publication number: CN1040843A
Application number: CN 88106231
Authority: CN
Inventors: 马克·帕特里克
Original assignee: John Lysaght Australia Pty Ltd
Current assignee: John Lysaght Australia Pty Ltd
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-03-28

Abstract

本发明提出了一种钢混凝土复合构件的锚固器，它特别适用于端部锚固，该锚固器实际上为一刚性薄板材料的部件，具有一腹板及从该腹板至少直立伸出一翼缘，该部件的尺寸正好可装在带肋的金属薄板的盘形区段上，所述薄板具有跨越所述盘形区段并突出的翼缘，及使腹板与金属薄板上互补的孔相结合而可共同作用的设施，该设施穿过所述孔，并适合于把部件固定在金属薄板上。

Description

本发明涉及一种用于钢混凝土构件如板和梁等的机械锚固装置，更特别地适合端部锚固，如装有端部锚固器的盖板，并把混凝土结合在这种盖板上形成构件。

钢混凝土构件通常是在施工现场制作，它一般是在公知作为盖板的定型薄钢板上浇筑一混凝土板而构成，盖板通常是一排侧边搭接板，每块板具有一至三条纵向竖直伸出的主肋及在其间的浅加强肋。主肋的横截面举例说可以为鸠尾形，这是公知的可有效地把混凝土板和下卧薄钢板锚固在一起的实施例横向突出的键来防止纵向过量的相对移动，通常在薄板的全长上以一定的间距采用以下措施：在肋端部焊上加强杆（例如澳大利亚专利223584号和法国专利1454164号）、在肋上或板的盘形区段上压出阻力片或穿孔或在肋和盘形区段上冲压出突起的多重浅肋。也可仅在薄板的连接端部设置锚固器件，如有一种方法是依靠焊接销来紧固或采用机力紧固的剪力连接器，这些连接器一般是穿过薄板连接到下卧的建筑结构钢架的支承钢梁上。焊接销连接的一例是由美国专利3604167号Hays所提出的，这种连接器由于薄板没有足够的厚度来提供可靠的结合而不能单独焊接在薄板上。另一种方法是用锤子把鸠尾形肋的端部砸平，通过变形的肋伸进混凝土中而产生阻止拔出的抵抗力。

随着复合板和梁被用在建筑混凝土框架结构中，对这些构件来说必要的条件是能够承受较大的荷载，比如楼板或屋面构件，其跨度比起迄今为止的钢框架结构中所需要的实际上更大。然而，已发现梁或板可能缺乏荷载承受能力;在支座之间跨度上的荷重使复合构件的下部受拉，混凝土产生裂缝，并在复合构件的部件之间产生剪力，如薄板从支座向内倾斜移动而混凝土则向外。必须阻止钢板和混凝土之间的错动，因为梁或板要共同起作用。为了解决这个问题对已知形式提供端部锚固，但未获完全成功，例如平坦肋的端部缺乏足够的机械强度和刚度，使薄板端部有可能产生滑动。焊接销和机力紧固的剪力连接器如果有足够的数量时乍看起来是满意的，但是它们对应于板的边缘的正确位置却关键性地依赖于工地上的非熟练的工人。

另一种锚固方法是在德国专利申请第2604399号中Muess公开的，采用几组三根横向锚固曲杆穿过薄钢板的每个第二主肋，但是由这种方法得到的最大承载能力小于所要求的承载能力，并且如果不把杆子直径放大到很大的不现实的尺寸就无法改进。所要求的承载能力在每个锚固位置要大于100^KN。另一种采用横杆的类似方法是在德国专利申请第2521143号中Eggert公开的。

在美国专利第3712010号中Porter et al提出在金属板的盘形段中使用直立的托座作为支承纵向预应力键。该托座是简单地焊在板上的，因而不能具有现在所期待的充分承载能力。

在法国专利第2359251号中描述了一种U形拉杆，用它来把定型薄钢板锚固到下卧的混凝土梁或在其上层的混凝土板上。所述拉杆环绕肋并穿过薄板盘形区段而突出。这种拉杆的承载能力对提出的目的来说明显是极其有限的，并且在板和薄钢板之间也无确切的保证。

因此，本发明的目的是对钢混凝土复合构件提出一种具有充分承载能力的改进的适用于端部锚固的锚固器。更为重要的是所采用的任何端部锚固在构件提升中不会过早地受到疲劳破坏的影响：这种破坏在中期将超过任何抵抗复合构件纵向滑动破坏的优势。

按照第一方面，本发明为钢混凝土复合构件提出一种锚固器，该锚固器包含一实际上为刚性薄板材料的部件，具有一腹板及从该腹板至少直立伸出一翼缘，该部件的长度正好装在带肋的金属薄板的盘形区段上，该薄板具有跨越所述盘形区段而突出的翼缘部分，且使腹板与金属薄板上互补的孔相结合而可共同作用的设施，该设施穿过所述孔，并适合于把部件固定在金属薄板上。

该部件最好包含一整体的槽钢，它具有一所述的腹板及一对从腹板两相对边上直立伸出的所述翼缘。前述设施最好是包含一些园形横截面的销，它们被设置在金属薄板上的所述孔处，穿过孔并突出，这种销可以按需要尺寸整体地从共同的底板中突起，穿过金属薄板上的所述孔并与所述腹板上的孔对齐。

本发明的第二方面是为钢混凝土复合构件提供一种盖板，它包含一带肋的金属薄板，并把薄板锚固到上层混凝土板上，使在平行于薄板的肋的方向不产生相对的机械错动，还包含有许多装在薄板上的端部锚固器并相对所述方向被布置在薄板端部附近，每件端部锚固器包含从板上的突起部分，还包含与金属板上的互补孔相结合的设施，以便穿过并伸出所述孔，所述设施适合于把端部锚固器固定在金属薄板上。

端部锚固器最好包含本发明第一方面的锚固器，最好是前述的销子的外缘，所述销子的外缘向外变形，使它们就地卡住，把所述腹板和所述底板夹持在金属薄板上，从而把金属薄板夹在腹板和底板的中间。

另外，端部锚固器也可以装在肋上，适合于这种目的的锚固器可包含通常的U形或环形器件，它们环绕相应的肋并使其与肋的配合可以有弹性地扩张，使用这种形式的锚固器，最好在每一主肋的端部附近至少有三件锚固器。

本发明也提出了一种钢混凝土复合构件，它包含一浇筑在按照本发明第二方面的盖板上的混凝土板。

现在只采用参照附图的实施例对本发明作进一步描述其中：

附图1为按照本发明制作的钢混凝土复合构件的端部锚固器的透视图;

附图2为端部锚固器的平面图;

附图3是一复合构件的部分横截面图，它包含有按照本发明的盖板，并带有在图1和图2中所示的端部锚固器在现场制作的锚固形式;

附图4为图3中所示的盖板的端部立视图，表示了附加的锚固形式;

附图5为一曲线图，它表示了图3所示锚固的简化形式的荷载位移函数;

附图6为按照本发明另一实施例的盖板的一示意图;

附图7A和7B为本发明再一实施例的平面图和端部立视图。

在图1至图4中所表示的端部锚固器10包含一外形为宽槽钢12的整体构件和底板13，两者均采用实际上相似的刚性薄板材料制成，通常的结构钢板，其厚度为2.0和3.5mm之间，最佳为2.0mm。槽钢12有腹板14和一对突出的翼缘16、17。腹板和翼缘一般是扁平的，但规定有一对隔开的横向浅肋19，把槽钢分隔成三个盘形区段15。每个翼缘用一对压制出的结点板21来加强，且该翼缘稍微向外倾斜，即与垂直方向大约成10°角。在腹板14中的盘形区段15压制出6个大园形孔18^a，按2×3的形式布置，在底板13上也型锻出6个与之相匹配的孔18^b，这样锻出的板材料构成了一组直立的环形销20，它们正好平滑地但不必过紧地装入孔18^a内。

槽钢12的尺寸正好可装配在定型薄钢板或盖板的两相邻主肋之间的盘形区段中，如图3和图4中所示的现场制作的情况，在图中所示的定型薄钢板30是用作盖板并具有等间距的鸠尾横截面的主肋32和一对中间的加强浅肋34，它沿盘形区段35伸展并把盘形区段分成区段37。槽钢12的翼缘16、17越过盘形区段35伸出并与肋32成90°角。这些尺寸是这样设计的，即槽钢12的盘形区段15和肋19正好与盖板30的盘形区段37和肋34相紧贴并套装在一起。

如图3和图4中所示，每个锚固器10被设置在盖板的端部附近。底板13对齐地安置在盖板之下，它的环形销20向上突出并穿过盖板30中的盘形区段35上的互补预冲孔或钻孔36，再穿过槽钢12中的孔18a，为了完成这种装配，销子的外缘20a被顶端压力作用而向外变形并就地卡住，把锚固器夹持在盖板上。从而盖板被夹持在槽钢和底板之间。合成的盖板可与其它配合以用来承受浇筑在上层的混凝土板40。

为了就地制作板，首先在提供的支承如结构柱或梁上安置盖板30的搭接排列并进行临时固定，在这个阶段或在安置面板之前，如前所述，在每个盘形区段35的端部把锚固器10就地固定。放上如钢筋或筋网等加劲件，然后在排列好的面板上浇筑混凝土。在混凝土硬化后就制成了复合板。

销20内的孔用下卧的带实心的销52的盖板50来封闭，实心销52的尺寸应正好能压入销20中。已经发现在板的跨距上的荷载引起金属和水泥之间的粘结破坏时，端部锚固器10对抵抗纵向错动是非常有效的。两翼缘16、17是相当厚和宽的，为每个锚固器在混凝土中提供了大的承载表面，当销20在孔36中得到确实的个别啮合后，这些啮合点在板产生破坏前具有大的承载能力。翼缘的稍微向外倾斜提高了金属薄板与板的垂直结合能力，已发现每个销/孔结合的疲劳线是高度满足要求的。

图5表示了图3和图4中所示的锚固对应于的简化形式的荷载所产生的位移，这种简化形式所不同之处只是两个销而不是6个销，销为公称25mm的金属材料，孔为0.75mm的金属材料，可以相信由图中表示的最高承载能力40KN在图3和图4所示的每个6销锚固时可转换为120KN（即每根主肋端部），这是预期的正常情况，与前述德国专利申请第2604399号中Muess所提出的交错肋三杆锚固相比较为40KN（即每根主肋端部为40KN）。

图1到图4中的锚固器的显著优点是锚固器的正确位置并不依赖于现场的工人而是由在薄钢板的盘形区段上的预冲孔未得到保证。确实，在实际中盖板可以在制造厂中装好端部锚固器后再运到现场，当然，还将会意识到销20可与槽钢12整体结合，而不是从底板13上整体地突出来，或可全部分开插入并在两者边缘加压使它们固定在位置上。边缘的变形（最好见图3）最好是那样接触并使下卧孔的边缘略微变形。

销20要求越大越好（因而提出空心环形）以便扩大总的结合面，每根销的实际最大尺寸典型地是由孔36的受约束的尺寸所确定，例如要求孔间的最小距离，在孔并不过分减损净横截面的条件下，为此薄板的强度及孔的选择不可侵占加强肋34。已知销及孔附近的范围将具有最大的承受剪荷载能力和相关的疲劳灵敏度。锚固的总承载能力和疲劳灵敏度总的说来是随着销/孔配置区数量的增加而增加的，然而，已发现6个销/孔配置区就可以满意地把金属板夹在锚固器部件之间，夹层结构不是决定性的，但是不这样会导致需要更多的销才能对整个锚固获得相当的承载能力。锚固器的尺寸于是可变得相应的经济。由图所示夹层结构提高了槽钢12和盖板的肋及盘形区段之间的密切结合，在槽钢、盖板和底板之间得到了真正的面接触。

每个锚固所需的实际承载能力自然是依赖于力的互相作用，这种互作用力是另外在盖板后板之间产生的。还可以意识到在薄钢板长方向的中间位置设置附加锚固器，并且单张薄钢板可以延伸超过一跨以上。

在图6和图7中所描述的端部锚图器是装在薄钢板的主肋上而不是在它的盘形区段上。在每种情况中，装设有三个分散的锚固器以增加结合的总突出面积。

在图6中所示的锚固器210是一种普通的U形装置，它环绕肋并可用弹簧钢制造或另外做成可弹性扩张的形式，以便向下装在肋上。这就意味着U形装置的相对的两肢210^a、210^b互相对称地相对倾斜，以便去适应肋的鸠尾形状，也可以弹性地扒开成互相平行，这样锚固器210能咬合在肋上。每肢可随意地装有突出的环211。还有，在每根肋的每个端部可以装一锚固器，并且锚固器的每肢带有内向的销220，它正合适地置于肋的相应边的予先成形的孔236中。

在一根肋的每个端部有三件分离的锚固器210，或另外把锚固器做成长条形向内翻的槽钢，它有三个销以便与肋的每一边上的孔相结合。

在图7A和图7B中所表示的为图6的变换实施例。将环410（在图中表示了两个）焊接在板450上，板450安置在肋432的顶端腹板433上并带有许多独立的销420，这些销与腹板433上的孔相结合。

Claims

1、一种钢混凝土构件的锚固器，其特征是包含一实际上为刚性薄板材料的部件，该部件具有一腹板及从该腹板至少直立伸出一翼缘，该部件的长度正好装在带肋的金属薄板的盘形区段上，该薄板具有跨越所述盘形区段而突出的翼缘部分，及使腹板与金属薄板上互补的孔相结合而可共同作用的设施，该设施穿过所述孔并适合于把部件固定在金属薄板上。

2、根据权利要求1所述的锚固器，其特征是所述部件包含一整体的槽钢，它具有所述的腹板和一对从腹板相对边上直立伸出的所述翼缘。

3、根据权利要求1和2所述的锚固器，其特征是所述翼缘对应于腹板向外倾斜。

4、根据权利要求1、2或3中所述的锚固器，其特征是还包含联接板，它在腹板和翼缘之间。

5、根据前述权利要求中任一项所述的锚固器，其特征是所述设施包含许多环形横截面的销，它们被设置成可穿越金属薄板上的所述孔。

6、根据权利要求5所述的锚固器，其特征是所述许多销加工成所需的尺寸从一公共的底板上整体地突出，穿过金属薄板上的所述的孔并与所述腹板上的孔对齐。

7、根据权利要求6所述的锚固器，其特征是六根销按3×2列布置。

8、根据前述任一项权利要求所述的锚固器，其特征是还包含有浅肋，从腹板横向伸向翼缘部分。

9、钢混凝土复合构件的盖板，其特征是包含一带肋金属薄板，并把薄板锚固到上层混凝土板上，使在平行于薄板的肋的方向不产生相对的机械错动，还包含有许多装在薄板上的端部锚固器并相对所述方向被布置在薄板端部附近，每件端部锚固器包含从板上的突起部分，还包含与金属薄板上的互补孔相结合的设施，以便穿过所述孔，所述设施适合于把端部锚固器固定在金属薄板上。

10、根据权利要求9所述的盖板，其特征是所述设施包含许多环形截面的销，它们被设置成可穿越金属薄板上的所述孔。

11、根据权利要求9或10所述的盖板，其特征是每个所述锚固器包含一实际上为刚性薄板材料的部件，具有一腹板及从该腹板至少直立伸出一翼缘，该部件置于横过金属薄板的盘形区段上，金属薄板具有跨越所述盘形区段的伸出的翼缘。

12、根据权利要求11所述的盖板，其特征是所述部件包含一整体的槽钢，它具有所述的腹板和一对从腹板相对边上直立伸出的所述翼缘。

13、根据权利要求12所述的盖板，其特征是所述翼缘对应于腹板向外倾斜。

14、根据权利要求11、12或13所述的盖板，其特征是许多所述销加工成所需的尺寸从一公共底板上整体地突出，穿过金属薄板上的所述孔并与所述腹板上的孔对齐。

15、根据权利要求14所述的盖板，其特征是所述销的外边缘向外变形并把它们就地卡住，用所述腹板和所述底板夹住金属薄板，从而把金属薄板夹在腹板和底板之间。

16、根据权利要求9到15中任一项所述的盖板，其特征是六根销按3×2列布置。

17、根据权利要求9到16中任一项所述的盖板，其特征还包含在金属薄板和端部锚固器上设置有互补的互相结合的浅肋。

18、根据权利要求9或10所述的盖板，其特征是端部锚固器安装在金属薄板的肋上并且每件包含一普通的U形或环形器件，可用普通的钢筋制成并环绕住相应的肋。

19、根据权利要求18所述的盖板，其特征是所述器件是可弹性扩张地装在肋上。

20、一种筋混凝土构件，其特征是包含一混凝土板，它浇筑在按照权利要求9到19的任一项所述的盖板上。