CN105625161A - 一种钢—混凝土组合梁的剪力连接件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢—混凝土组合梁的剪力连接件，属于桥梁及土木建筑领域。该剪力连接件为一直钢板条，在其一个长边侧切割有多个凹槽，该侧的凸块呈锯齿形，且在该钢板条上钻有用于穿入横向钢筋的孔。孔的位置可根据混凝土板中钢筋的布置确定，以便穿入混凝土板内的横向钢筋。方便了钢筋的定位和安装，并增强了剪力连接件的抗剪能力。剪力连接件及钢筋包裹在随后浇筑的钢筋混凝土板中。本发明的组合梁剪力连接件制作简便，安装方便，且安装质量可靠，节约材料，成本低，效果好。

Description

一种钢—混凝土组合梁的剪力连接件

技术领域

本发明涉及一种剪力连接件，更具体地说涉及一种钢—混凝土组合梁剪力连接件，属于桥梁及土木建筑领域。

背景技术

钢—混凝土组合结构是基于钢结构和混凝土结构发展起来的一种性能优化的结构形式。通过合理的设计，这种结构形式能更好的发挥钢材抗拉和混凝土抗压的材料特性，提高了材料的利用效率，且方便施工，在桥梁和土木建筑中得到了广泛的应用。

剪力连接件是保证组合结构中钢构件和混凝土构件能够一起协同工作的关键，它能起到传递钢梁与混凝土翼缘板之间纵向剪力的作用，同时还能抵抗混凝土翼缘板与钢梁之间的掀起作用。

根据受力后的变形性能，将剪力连接件分为柔性和刚性两种类型。常用的柔性剪力连接件如栓钉连接件、槽钢连接件、弯筋连接件等。常见的刚性剪力连接件有T型钢剪力件、方钢剪力件和PBL（PerfobandLeiste）剪力连接件。目前普遍采用的栓钉为柔性连接件，抗剪承载力不大，且需要专用的焊机和焊条，当剪力大时，所需的栓钉数量会进一步偏多，间距偏小。不利于设计构造，增加造价，同时也给后续的混凝土浇筑施工带来了麻烦，影响工程进度。

普通的PBL剪力连接件即开孔直板剪力连接件。此种连接件的工作原理是通过在开孔钢板上浇筑混凝土，利用孔洞中的混凝土榫和孔间钢板来抵抗纵向剪力，进一步的研究表明，在孔洞中设置贯通钢筋可大幅度提高其极限承载力。PBL剪力连接件的破坏起源于钢板孔中混凝土楔块或孔间钢板的剪切破坏和撕裂，连接件的抗剪强度取决于孔内混凝土的抗剪强度和孔间钢板的抗剪强度。PBL剪力连接件较栓钉连接件而言具有抗剪承载力高，刚度大，抗疲劳性能好，施工方便等优点。称为Twin-PBL的双PBL剪力连接件采用两块PBL剪力连接件，是基于PBL剪力连接件的一种改进，使剪力键抗剪强度和整体性能得到进一步加强，并且在连接部位内部形成抗扭的趋势，从而加强了整个组合结构的抗震能力，受到青睐。

为方便在多排并列布置的PBL剪力连接件中布置钢筋，出现了在开孔钢板圆孔外缘设置槽口的连接构造新形式，即将圆孔在靠近侧边侧打开，可称其为槽口型直板连接件，是一种改进型的PBL剪力连接件。此种连接件较好地解决了钢筋贯穿这一施工难题，同时设置槽口也有利于混凝土的灌浆。另外，槽口型直板连接件改良了刚性的PBL剪力连接件，实现了刚性剪力连接件的适当柔性化，得到了更好的纵向变形性能。但设置槽口后连接件的抗拔性能较剪力连接件则有所下降。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种新型的剪力连接件，是上述性能优良的槽口型直板连接件的改进形式，也是PBL剪力连接件的进一步改良形式。

本发明的一种钢—混凝土组合梁的剪力连接件，为一直钢板条，在其一个长边侧排列着切割出的多个凹槽，凹槽深度不小于钢板宽度的一半，该侧的凸块呈锯齿形，且在该钢板条上钻有用于穿入横向钢筋的孔。

更进一步地，所有凹槽形状相同，纵向沿所在的长边侧等间距排列，且所有的孔在横向靠近两个长边侧，且到所在长边侧边缘距离相等，孔沿剪力连接件的纵向等间距排列。

更进一步地，孔在其附近凸块的中心线上。

更进一步地，沿剪力连接件纵向，每个凸块所在的板段上有两个孔。

更进一步地，凹槽形状为长方形、梯形或曲线，孔为圆形。

与现有技术相比，本发明的一种钢—混凝土组合梁的剪力连接件具有以下有益效果：

1．在槽口型直板连接件的基础上，进一步改良了PBL剪力连接件。通过在槽口型直板连接件上开孔，安装混凝土板内的横向钢筋，将部分剪力通过穿孔钢筋和锯齿形凸块传递，减轻了凹槽中混凝土与凸块侧边间分担的剪力，增强了连接件的柔性和剪力传递能力，提高了连接件的抗拔性，成为了一种性能优异的剪力连接件；

2．可用一块直钢板条切割出两个本发明的组合梁剪力连接件，节约材料，降低了成本；

3．该剪力连接件为直钢板形，其与上翼缘可采用自动焊焊接，速度快，质量受人为影响小，焊接质量有保证，减轻了劳动强度，提高了工作效率；

4.精确制造和安装后的剪力连接件，方便混凝土板中钢筋的安装，为钢筋网提供精确的定位和固定，可确保混凝土板钢筋保护层的厚度及均匀性。

附图说明

图1钢板剖分示意图之一；

图2按图1的剖分得到的剪力连接件；

图3钢板剖分示意图之二；

图4按图3的剖分得到的剪力连接件；

图5钢板剖分示意图之三；

图6按图5的剖分得到的剪力连接件；

图7钢板剖分示意图之四；

图8按图7的剖分得到的剪力连接件；

图9钢板剖分示意图之五；

图10按图9的剖分得到的剪力连接件；

图11实例1对应的示意图；

图12实例2对应的示意图。

其中：1—剪力连接件，2—钢筋孔，3—钢梁，4—混凝土板，5—穿孔钢筋

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案进行了描述，但本发明并不限于这些实施例。

对于直钢板条，采用图1所示的切割方式，得到图2所示的剪力连接件（1），其凸块为矩形，凸块上有两个钢筋孔（2）；采用图3所示的切割方式，得到图4所示的剪力连接件（1），其凸块为倒梯形，凸块顶部有一个钢筋孔（2）；采用图5所示的切割方式，得到图6所示的剪力连接件（1），其凸块为梯形，凸块底部有一个钢筋孔（2）；采用图7所示的切割方式，得到图8所示的剪力连接件（1），其凸块为圆端头矩形，凸块顶部有一个钢筋孔（2）；采用图9所示的切割方式，得到图10所示的剪力连接件（1），其凸块为曲线形，凸块顶部有一个钢筋孔（2）。

另外，再给出两个该剪力连接件应用于钢—混凝土组合梁的实例。

实施例一

如图11所示，钢—混凝土组合梁中的钢梁（3）采用工字钢，采用两片如图2所示的剪力连接件（1），它们在钢梁（3）的上翼缘板上表面对称排列，锯齿形凸块朝上，采用自动焊焊接。该剪力连接件（1）根据混凝土板（4）的厚度及其内的横向钢筋布置制作，使得混凝土板（4）内横向钢筋刚好可穿入对应的钢筋孔（2）。焊接前，可在相对应的数对钢筋孔（2）中穿入临时短钢筋，位置精确确定后，可将剪力连接件（1）分别与钢梁（3）的上翼缘板上表面及临时短钢筋临时焊接固定。钢筋安装过程中，先安装下层穿孔钢筋（5）后，安装并帮扎混凝土板（4）的底层纵向钢筋；随后安装上层穿孔钢筋（5），安装并帮扎混凝土板（4）的上层纵向钢筋。在其他辅助钢筋及预埋件安装到位，支立混凝土板（4）的底模后，即可浇筑混凝土。

实施例二

如图12所示，钢—混凝土组合梁中的钢梁（3）采用工字钢，采用一片如图4所示的剪力连接件（1），它们在钢梁（3）的上翼缘板上表面中心位置，锯齿形凸块朝上，采用自动焊焊接。该剪力连接件（1）根据混凝土板（4）的厚度及其内的横向钢筋布置制作，使得混凝土板（4）内的顶层横向钢筋刚好可穿入对应的钢筋孔（2），底层钢筋可搁置在凹槽底部。为提高凹槽中横向钢筋的传递剪力效果，以梁跨中为界，各底层横向钢筋在凹槽中靠近所在的梁端部侧安装。

Claims (6)

1.一种钢—混凝土组合梁的剪力连接件，其特征在于：该剪力连接件为一直钢板条，在其一个长边侧排列着多个凹槽，凹槽深度不小于钢板条宽度的一半，且在该钢板条上有用于穿入横向钢筋的孔。

2.根据权利要求1所述的剪力连接件，其所有凹槽形状相同，纵向沿所在的长边侧等间距排列，所有的孔在横向靠近长边侧，到所在长边侧边缘距离相等，孔沿剪力连接件的纵向等间距排列。

3.根据权利要求2所述的剪力连接件，孔在其附近凸块沿钢板条横向的中心线上。

4.根据权利要求3所述的剪力连接件，凹槽形状为长方形、梯形或曲线，孔为圆形。

5.根据权利要求3所述的剪力连接件，沿剪力连接件纵向，每个凸块所在的板段上有两个孔。

6.根据权利要求1所述的剪力连接件，可多个并排组成组合梁的剪力连接结构，它们也可与其他类型的剪力连接件混合使用。