CN105064618A - 一种卷材钢筋灌浆连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷材钢筋灌浆连接器，属于土木工程中的预装配式建筑结构领域。该连接器包括：卷材，膨胀砂浆和支架；所述卷材为柔软成卷的建筑材料；支架具有横向和/或纵向受力筋；膨胀砂浆与钢筋连接；卷材绕支架的外表面缠绕，卷材内灌入膨胀砂浆。可用于装配式构件之间钢筋的连接；本发明在工程中可安装于装配式构件的连接节点处，承受建筑构件在荷载作用下产生的轴向拉力，并能在一定程度上使节点处的建筑材料变形协调。本发明结构形式简单自由，力学性能可靠，安装便捷，能实现产业化，具有广阔的工程应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程中的预制装配式建筑结构领域，尤其涉及一种一种卷材钢筋灌浆连接器。
背景技术
建筑用卷材，如碳纤维布和玻璃纤维布，质地柔软，可随意卷曲成多种形状，但其力学性能优异，尤其是抗拉性能较好，甚至超过了普通钢材的性能；类似的，钢绞线也可柔韧弯曲，但具有较好的抗拉性能。
钢筋连接器，包括套筒类连接器和机械连接器等，已被广泛应用于预装配式构件之间钢筋的连接，具有能稳定传递轴向荷载、施工便捷、绿色施工等优点；然而，传统的金属套筒类钢筋连接器直径较大，在配筋率较高的梁柱节点处分布紧密，使套筒之间的混凝土层较薄，混凝土层的级配较差，套筒区域的混凝土的力学性能较差；另外，现浇构件的地震荷载下的损伤，多为混凝土的连续开裂，而预制构件中的多个金属套筒的存在，使建筑构件在套筒区域产生一个刚度较大的区域，荷载作用下，套筒区域难以与周围材料的变形相协调，易使套筒两侧区域的混凝土应力集中，提前发生脆性破坏，不能使节点处的混凝土充分发挥材料的力学性能，加大了预制构件在地震荷载作用下的损伤的概率。
可见，现有的装配式建筑结构的钢筋连接技术在抗震性能上还具有一定的技术缺陷，因此可发明一种钢筋连接器，充分利用建筑用卷材和钢绞线的力学特性，使其具有相对较小的直径、相对较小的抗侧刚度和优异的轴向抗拉性能，以满足预装配式建筑结构抗震性能的需求。
发明内容：
一种卷材钢筋灌浆连接器，其特征在于，包括：卷材，膨胀砂浆和支架；所述卷材为柔软成卷的建筑材料；支架具有横向和/或纵向受力筋；膨胀砂浆与钢筋连接；卷材绕支架的外表面缠绕，卷材内灌入膨胀砂浆。
进一步，卷材和/或支架上布置不少于一处的剪力槽；所述剪力槽为在卷材和/或支架上的环形凹槽。环形凹槽可以通过机械加工手段得到。
进一步，其特征在于，卷材和支架为纺锤形。即中间大两头小。
所述一种卷材钢筋灌浆连接器的制备方法，其特征在于，首先将支架制作完毕，再将卷材均匀缠绕到支架外表面上，将钢筋插入卷材钢筋灌浆连接器并灌入膨胀砂浆。
本发明有益效果如下：
本发明提供的一种卷材钢筋灌浆连接器，卷材具有较低的抗侧刚度，但具有优良的抗拉强度；卷材较薄，即便多层缠绕也可以使连接器具有较小的直径，而较低的抗侧刚度可以使预制构件的节点处具有均匀的刚度，当受到外荷载作用时，能使连接器区域与周围混凝土均匀变形，能充分发挥材料的力学性能；优良的抗拉强度，则可保证卷材在受到通过膨胀砂浆传递来的轴向荷载时不发生破坏；被卷材包裹的膨胀砂浆，则可为钢筋提供强大的约束应力，使钢筋在受到轴向拉力时难以拔出；另外，加强槽和纺锤形的构造可使膨胀砂浆难以从卷材中断裂拔出。
附图说明：
图1为本发明所述一种卷材灌浆钢筋连接器的结构示意图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为本发明所述一种卷材灌浆钢筋连接器的另一种结构示意图；
图4为图3的B-B剖面图。
其中，1-卷材；2-膨胀砂浆；3-支架纵筋；4-支架横筋；5-钢筋；6-剪力槽；7-支架横筋(圆形)。
具体实施方式：
当建筑结构需要进行构件之间钢筋的连接时，可使用本发明所述一种卷材灌浆钢筋连接器，以达到不低于钢筋直接连接的力学性能。本发明既可以用于新建建筑的设计与建造，也可用于既有建筑的抗震加固，如图1-图4所示，其中，图1为本发明的一种结构示意图，图2为图1的A-A剖面图，图3为本发明的另一种结构示意图，图4为图3的B-B剖面图；具体包括，卷材1、膨胀砂浆2、支架纵筋3、支架横筋4、钢筋5、剪力槽和支架横筋。
其中，卷材为柔软可成卷的材料，如图1和图2所示，卷材1可绕支架纵筋3和支架横筋4的外表面缠绕并包裹多层以起到约束膨胀砂浆2的作用；
较佳的，卷材可使用碳纤维布或玻璃纤维布等具有优异抗拉性能的材料。
支架包括支架纵筋3和支架横筋4，其中，支架纵筋3可在卷材内布置多条，起到与卷材1共同承担轴向拉力的作用；支架横筋4可采用螺旋形(图1)和圆形(图3)，在连接器内均匀布置，起到约束膨胀砂浆的作用；较佳的，支架纵筋3可采用制作钢绞线用的高强钢丝等具有较好抗拉强度的材料。
支架及其包裹的卷材1可为均匀圆柱，也可为纺锤形，其中纺锤形的支架和卷材可为膨胀砂浆提供更好的约束效果；
较佳的，支架和卷材1可至少布置一处的剪力槽，以增强膨胀砂浆对钢筋的握裹力。
本发明使用时首先将支架制作完毕，再将卷材均匀缠绕到支架上，将钢筋插入连接器并灌入膨胀砂浆；本发明的受力明确，卷材1和支架纵筋3为连接器提供抗拉强度，卷材1和支架横筋4本身可为连接器提供砂浆的约束行为；而膨胀砂浆的膨胀效果，又使连接器内部产生了一个膨胀压应力，增强了卷材1和支架横筋4对砂浆的约束效果，同时也增强了砂浆对刚进的握裹力和砂浆与卷材的摩擦力。
显然，本发明能有效传递轴向拉力，并且相对于传统的金属灌浆套筒具有较小的抗侧刚度，当本发明所述的一种卷材灌浆钢筋连接器被布置在建筑构件中时，可在能提供有效轴向拉力的情况下，与周围钢筋混凝土相比在连接处产生均匀的变形，在一定程度上使节点处的建筑材料变形协调，减小了传统套筒在连接处刚度突变的影响，能更好地利用材料的力学性能，增强建筑构件的延性。
由于预制构件的连接构造也具有多种形式，因此本发明所述一种卷材灌浆钢筋连接器也可根据不同类型的连接构造做出部分结构上的改变，若这些改变或变形仍在本发明的权利要求内，则本发明也自动包含那些改变或变形。
Claims (4)
1.一种卷材钢筋灌浆连接器，其特征在于，包括：卷材，膨胀砂浆和支架；所述卷材为柔软成卷的建筑材料；支架具有横向和/或纵向受力筋；膨胀砂浆与钢筋连接；卷材绕支架的外表面缠绕，卷材内灌入膨胀砂浆。
2.如权利要求1所述一种卷材钢筋灌浆连接器，其特征在于，卷材和/或支架上布置不少于一处的剪力槽；所述剪力槽为在卷材和/或支架上的环形凹槽。
3.如权利要求1或2所述一种卷材钢筋灌浆连接器，其特征在于，卷材和支架为纺锤形。
4.如权利要求1-3任意一项所述一种卷材钢筋灌浆连接器的制备方法，其特征在于，首先将支架制作完毕，再将卷材均匀缠绕到支架外表面上，将钢筋插入卷材钢筋灌浆连接器并灌入膨胀砂浆。
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