CN106245765A - 注浆连接钢管装置结构及连接方法 - Google Patents

注浆连接钢管装置结构及连接方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钢结构建筑领域，具体为一种注浆连接钢管装置结构及连接方法，生产的注浆连接钢管装置可在钢结构建筑中用于连接钢管结构，提出的采用注浆连接钢管装置连接钢管的方法可作为钢结构建筑中用于连接钢管结构的方法。该结构包括：带锚固弯钩高强钢筋、锚固定位钢板、钢筋穿过孔、内置卡环、下被连接钢管、注浆孔、上被连接钢管。本发明通过在被连接的普通钢管之间设置注浆连接钢管装置，采用注浆的方法连接钢管。其中，注浆连接钢管装置可在工厂预制完成，在现场施工时，不需焊接，连接构造简单，对施工人员技术水平要求不高，现场施工难度小，施工质量容易保证，环保节能，更好的满足了当下绿色建筑的要求。

Description

注浆连接钢管装置结构及连接方法
技术领域
本发明涉及钢结构建筑领域，具体为一种注浆连接钢管装置结构及连接方法，生产的注浆连接钢管装置可在钢结构建筑中用于连接钢管结构，提出的采用注浆连接钢管装置连接钢管的方法可作为钢结构建筑中用于连接钢管结构的方法。
背景技术
钢结构建筑具有轻质高强、抗震性能好等优点，成为当代和未来建筑的重要发展方向之一。在钢结构中，由于运输及吊装等因素，钢管的长度受到限制，不可避免的存在钢管的连接。传统的钢管连接，主要采用焊缝连接，存在连接处焊接残余应力大，抗震性能差，对施工人员技术水平要求高，现场施工难度大，施工质量难于保证等缺点。在钢结构尤其是幕墙钢结构施工中，应用很不方便。因此提出注浆连接钢管装置结构及连接方法，通过在注浆连接钢管装置及注浆连接方法，完成钢结构建筑中钢管的连接，以满足实际工程设计施工的需要，推动钢结构施工技术的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注浆连接钢管装置结构及连接方法，实现钢管与钢管之间的无焊接、牢固连接，满足实际工程需要。
本发明的技术方案是：
一种注浆连接钢管装置结构，该结构包括：带锚固弯钩高强钢筋、锚固定位钢板、钢筋穿过孔、内置卡环、下被连接钢管、注浆孔、上被连接钢管，具体结构如下：
带锚固弯钩高强钢筋的两端弯起，锚固定位钢板上开设矩形钢筋穿过孔，带锚固弯钩高强钢筋的两端分别安装锚固定位钢板，形成连接钢管装置；
内置卡环设于下被连接钢管内，连接钢管装置的一端伸至下被连接钢管中，设于内置卡环上；连接钢管装置的另一端露出下被连接钢管外侧，上被连接钢管的一端套设于连接钢管装置外侧，并与下被连接钢管相对；
下被连接钢管的侧面带有注浆孔，注浆孔的位置高于内置卡环，灌浆料通过注浆孔设置于连接钢管装置与上被连接钢管、下被连接钢管之间的空隙，形成钢管注浆连接。
所述的注浆连接钢管装置结构，锚固定位钢板的直径同上被连接钢管和下被连接钢管的内直径。
所述的注浆连接钢管装置结构，内置卡环的外直径同下被连接钢管的内直径，内置卡环的上边缘距离下被连接钢管上口的距离，为上下两个锚固定位钢板之间距离的一半；内置卡环的下边缘，点焊于下被连接钢管的内表面。
所述的注浆连接钢管装置结构，钢筋穿过孔的宽度大于带锚固弯钩高强钢筋的直径1-2mm，钢筋穿过孔的长度大于带锚固弯钩高强钢筋的弯钩长度垂直投影，保证带锚固弯钩高强钢筋穿过该钢筋穿过孔，钢筋穿过孔的数量同带锚固弯钩高强钢筋的数量。
所述的注浆连接钢管装置结构，当上被连接钢管的上端密封时，上被连接钢管的侧面带有排气孔。
所述的注浆连接钢管装置结构，注浆孔的一端插入注浆管，注浆孔的内直径大于注浆管的外直径1-2mm；注浆管为直角形，注浆管横向较短的一端与注浆孔连接，注浆管竖向较长的一端连接灌浆设备，注浆管竖向较长的一端长度大于灌浆孔与排气孔的距离。
所述的注浆连接钢管装置结构的连接方法，具体组装过程如下：
(1)将带锚固弯钩高强钢筋依次放入锚固定位钢板的钢筋穿过孔，在锚固定位钢板的上表面施焊，保证焊缝填满钢筋穿过孔；取另一片锚固定位钢板，将其套入带锚固弯钩高强钢筋的另一端，并在钢筋的外侧点焊，完成连接钢管装置的制作；
(2)采用密封胶涂于内置卡环的上表面，将连接钢管装置放入下被连接钢管内，保证与内置卡环接触的锚固定位钢板的下表面，与内置卡环的上表面接触紧密；
(3)将上被连接钢管吊装于下被连接钢管上，采用胶带密封二者之间的连接接缝；
(4)将注浆管较短的一端插入注浆孔内，在二者接触部分涂抹密封胶，从注浆管较长的一端注入灌浆料。
所述的注浆连接钢管装置结构的连接方法，注浆完成后，等待1-3小时左右，待灌浆料达到设计强度后，切除下被连接钢管外部的注浆管，完成采用注浆连接钢管装置的钢管注浆连接。
本发明具有以下特点及有益效果：
1、该连接，通过在被连接的普通钢管之间设置注浆连接钢管装置，然后采用注浆的方法连接钢管。其中，注浆连接钢管装置可在工厂预制完成，在现场施工时，不需焊接，连接构造简单，对施工人员技术水平要求不高，现场施工难度小，施工质量容易保证。
2、该连接，由于不采用焊缝连接，因此，在连接处无焊接残余应力，同时，连接处钢管内部的灌浆料可有效防止该处钢管发生局部屈曲，提高了钢管连接处的承载力和抗震性能。
3、该连接，由于采用高强灌浆料传递连接处的剪应力和压应力，采用高强钢筋传递连接处的拉应力，在连接材料上，采用的都是最先进的建筑材料。其中，高强灌浆料在2小时左右，可达到设计强度。这种连接方式，思路完全不同于传统的连接方法，是钢管连接方式的一个突破。
附图说明
图1是本发明的带锚固弯钩高强钢筋的三维图。
图2是本发明的锚固定位钢板的三维图。
图3是本发明的内置卡环的三维图。
图4是本发明的下被连接钢管的三维图。
图5是本发明的上被连接钢管的三维图。
图6是本发明中的PVC注浆管的三维图。
图7是单根带锚固弯钩高强钢筋与单片锚固定位钢板组装过程的三维图。
图8是单根带锚固弯钩高强钢筋与单片锚固定位钢板组装完成的三维图。
图9是多根带锚固弯钩高强钢筋与单片锚固定位钢板组装完成的三维图。
图10是连接钢管装置的三维图。
图11是下被连接钢管内点焊内置卡环完成的三维图。
图12是连接钢管装置与下被连接钢管组装完成的三维图。
图13是连接钢管装置与下被连接钢管组装完成的剖切面三维图。
图14是上被连接钢管与下被连接钢管组装过程的三维图。
图15是上被连接钢管与下被连接钢管组装完成的三维图。
图16是PVC注浆管与图15组装完成的三维图。
图17是图14的剖切面三维图。
图18是注浆完成后的钢管连接剖切面三维图。
图19是切除PVC注浆管后的钢管连接三维图。
图中，1.带锚固弯钩高强钢筋；2.锚固定位钢板；3.钢筋穿过孔；4.内置卡环；5.下被连接钢管；6.注浆孔；7.上被连接钢管；8.排气孔；9.PVC注浆管；10.胶带；11.灌浆料。
具体实施方式：
如图1-图19所示，本发明注浆连接钢管装置结构，主要包括：带锚固弯钩高强钢筋1、锚固定位钢板2、钢筋穿过孔3、内置卡环4、下被连接钢管5、注浆孔6、上被连接钢管7、排气孔8、PVC注浆管9、胶带10、灌浆料11等，具体结构如下：
如图1所示，带锚固弯钩高强钢筋1的两端弯起，弯起长度根据相关规范要求取值。
如图2所示，锚固定位钢板2上开设矩形钢筋穿过孔3，锚固定位钢板2的直径同上被连接钢管7的内直径。
钢筋穿过孔3的宽度大于带锚固弯钩高强钢筋1的直径1-2mm，钢筋穿过孔3的长度大于带锚固弯钩高强钢筋1的弯钩长度垂直投影，以保证带锚固弯钩高强钢筋1可穿过该钢筋穿过孔3，钢筋穿过孔3的数量同带锚固弯钩高强钢筋1的数量。
如图3所示，内置卡环4的外直径同下被连接钢管5的内直径。内置卡环4置于下被连接钢管5内，内置卡环4上边缘距离下被连接钢管5上口的距离为上下两个锚固定位钢板2之间距离的一半。内置卡环4的下边缘，点焊于下被连接钢管5的内表面。
如图4所示，下被连接钢管5的侧面带有注浆孔6，注浆孔6的内直径大于PVC注浆管9的外直径1-2mm，便于PVC注浆管9插入注浆孔6。
下被连接钢管5内设置内置卡环4，内置卡环4下表面，点焊于下被连接钢管5的内表面。其位置为，内置卡环4的上表面距离下被连接钢管5的上口距离为两片锚固定位钢板2之间距离的一半。
如图5所示，上被连接钢管7的侧面带有排气孔8，如果上被连接钢管7的上端密封，需设排气孔8。反之，可以不设排气孔8。
如图6所示，PVC注浆管9的内直径比注浆孔6的外直径小1-2mm，PVC注浆管9为直角形，PVC注浆管9横向较短的一端与注浆孔6连接，PVC注浆管9竖向较长的一端连接灌浆设备。基于连通器原理，为了成功灌浆，PVC注浆管9较长的一端的长度要大于灌浆孔与排气孔8的距离。
如图7-图19所示，本发明注浆连接钢管装置结构的连接方法，具体组装过程如下：
如图7-图10所示，将带锚固弯钩高强钢筋1依次放入锚固定位钢板2的钢筋穿过孔3，然后在锚固定位钢板2的上表面施焊，保证焊缝填满钢筋穿过孔3。取另一片锚固定位钢板2，将其套入带锚固弯钩高强钢筋1的另一端，并在钢筋的外侧点焊，不封闭钢筋穿过孔3，完成连接钢管装置的制作。
上述步骤均可在工厂预制完成。
如图11-图13所示，先用玻璃胶或其它密封胶，涂于内置卡环4的上表面，然后将连接钢管装置放入下被连接钢管5内，保证与内置卡环4接触的锚固定位钢板2的下表面，与内置卡环4的上表面接触紧密。该步骤根据实际施工情况，可在工厂预制完成，也可在施工现场完成。
如图14-图15所示，按施工现场的要求，将上被连接钢管7吊装于下被连接钢管5上，用胶带10密封二者之间的连接接缝。
如图16、图17、图18所示，将PVC注浆管9较短的一端插入注浆孔6内，在二者接触部分涂抹密封胶，然后从PVC注浆管9较长的一端注入灌浆料11。
图19所示，注浆完成后，等待2小时左右，待灌浆料11达到设计强度后，切除下被连接钢管5外部的PVC注浆管9，完成采用注浆连接钢管装置的钢管注浆连接。
实施例结果表明，本发明注浆连接钢管装置结构及连接方法，通过在被连接的普通钢管之间设置注浆连接钢管装置，采用注浆的方法连接钢管。由于注浆连接钢管装置可在工厂预制完成，在现场施工时，不需焊接，连接构造简单，对施工人员技术水平要求不高，现场施工难度小，施工质量容易保证，环保节能，更好的满足了当下绿色建筑的要求。

Claims (8)

1.一种注浆连接钢管装置结构，其特征在于，该结构包括：带锚固弯钩高强钢筋、锚固定位钢板、钢筋穿过孔、内置卡环、下被连接钢管、注浆孔、上被连接钢管，具体结构如下：
带锚固弯钩高强钢筋的两端弯起，锚固定位钢板上开设矩形钢筋穿过孔，带锚固弯钩高强钢筋的两端分别安装锚固定位钢板，形成连接钢管装置；
内置卡环设于下被连接钢管内，连接钢管装置的一端伸至下被连接钢管中，设于内置卡环上；连接钢管装置的另一端露出下被连接钢管外侧，上被连接钢管的一端套设于连接钢管装置外侧，并与下被连接钢管相对；
下被连接钢管的侧面带有注浆孔，注浆孔的位置高于内置卡环，灌浆料通过注浆孔设置于连接钢管装置与上被连接钢管、下被连接钢管之间的空隙，形成钢管注浆连接。
2.按照权利要求1所述的注浆连接钢管装置结构，其特征在于，锚固定位钢板的直径同上被连接钢管和下被连接钢管的内直径。
3.按照权利要求1所述的注浆连接钢管装置结构，其特征在于，内置卡环的外直径同下被连接钢管的内直径，内置卡环的上边缘距离下被连接钢管上口的距离，为上下两个锚固定位钢板之间距离的一半；内置卡环的下边缘，点焊于下被连接钢管的内表面。
4.按照权利要求1所述的注浆连接钢管装置结构，其特征在于，钢筋穿过孔的宽度大于带锚固弯钩高强钢筋的直径1-2mm，钢筋穿过孔的长度大于带锚固弯钩高强钢筋的弯钩长度垂直投影，保证带锚固弯钩高强钢筋穿过该钢筋穿过孔，钢筋穿过孔的数量同带锚固弯钩高强钢筋的数量。
5.按照权利要求1所述的注浆连接钢管装置结构，其特征在于，当上被连接钢管的上端密封时，上被连接钢管的侧面带有排气孔。
6.按照权利要求5所述的注浆连接钢管装置结构，其特征在于，注浆孔的一端插入注浆管，注浆孔的内直径大于注浆管的外直径1-2mm；注浆管为直角形，注浆管横向较短的一端与注浆孔连接，注浆管竖向较长的一端连接灌浆设备，注浆管竖向较长的一端长度大于灌浆孔与排气孔的距离。
7.一种权利要求1-6之一所述的注浆连接钢管装置结构的连接方法，其特征在于，具体组装过程如下：
(1)将带锚固弯钩高强钢筋依次放入锚固定位钢板的钢筋穿过孔，在锚固定位钢板的上表面施焊，保证焊缝填满钢筋穿过孔；取另一片锚固定位钢板，将其套入带锚固弯钩高强钢筋的另一端，并在钢筋的外侧点焊，完成连接钢管装置的制作；
(2)采用密封胶涂于内置卡环的上表面，将连接钢管装置放入下被连接钢管内，保证与内置卡环接触的锚固定位钢板的下表面，与内置卡环的上表面接触紧密；
(3)将上被连接钢管吊装于下被连接钢管上，采用胶带密封二者之间的连接接缝；
(4)将注浆管较短的一端插入注浆孔内，在二者接触部分涂抹密封胶，从注浆管较长的一端注入灌浆料。
8.按照权利要求7所述的注浆连接钢管装置结构的连接方法，其特征在于，注浆完成后，等待1-3小时左右，待灌浆料达到设计强度后，切除下被连接钢管外部的注浆管，完成采用注浆连接钢管装置的钢管注浆连接。
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