CN107366389A - 一种用于预制剪力墙、柱的钢管套筒及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于预制剪力墙、柱的钢管套筒，其包括钢管(1)和内置的倒刺，其中：在钢管(1)的两端，其内壁上环向各设有用于锚固钢筋的4个倒刺(2)；所述内置的倒刺，其沿钢管轴向方向均匀布置n组，n≥1组，其朝向沿钢管中面对称布置。本发明与现有技术相比，结构简单、安设方便，制作简单，造价低廉，同时也能满足建筑工程中对钢筋的连接要求。

Description

一种用于预制剪力墙、柱的钢管套筒及其制作方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种用于钢筋之间连接的钢管套筒及其制备方法。

背景技术

为满足装配式混凝土结构的抗震性能要求，预制混凝土构件现场施工拼接安装时，其预制构件之间主要受力钢筋的连接方法及连接可靠性成为决定新型预制装配混凝土结构工程成功应用的关键。

目前公知的预制混凝土构件主要受力钢筋浆锚对接连接方法有被连接的两根钢筋对插入圆筒状铸钢钢套筒，其间隙填充高强度无收缩水泥基灌浆料的全灌浆套筒连接方法；或浆锚钢筋的套筒采用冲压方法制成，或采用圆钢或多角型钢切削加工制成，将被连接的两根钢筋对插入圆筒状钢套筒，其间隙填充高强度无收缩水泥基灌浆料的全灌浆套筒连接方法；或浆锚钢筋的套筒做成酒瓶状铸钢套筒，一端被连接钢筋直接插入套筒内，另一端在瓶口部位车削加工连接钢筋的内螺纹，被连钢筋端部滚压直螺纹后旋入铸钢套筒的瓶口段，铸钢套筒内空隙填充高强度无收缩水泥基灌浆料，形成被连的两根钢筋一根为浆锚连接，另一根为直螺纹连接的半灌浆铸钢套筒连接方法。

上述公知的预制混凝土构件受力钢筋对接连接，对于辊轧或旋压加工的螺旋形连续圆弧状凹凸波纹肋全灌浆钢套筒，其套筒在轴向拉压力下的抗变形能力差；间隔环形切削加工的外凹内凸的全灌浆钢套筒，其切削加工量大，直接加大的制作成本；对于被连两根钢筋，一根为浆锚连接，一根为直螺纹连接的半灌浆铸钢套筒或切削加工的带底筒状半灌浆钢套筒，其圆钢加工成的钢套筒切削加工量过大，且其中一根被连接钢筋端部还需加工成直螺纹，这些均导致加工制作成本加大，经济性指标不好，也影响了工程大面积推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于预制剪力墙、柱的钢管套筒及其制作方法，以克服现有钢筋浆锚对接连接的灌浆套筒技术中存在的不足。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的用于预制剪力墙、柱的钢管套筒，包括钢管和内置的倒刺，其中：在钢管的两端，其内壁上环向各设有用于锚固钢筋的4个倒刺；所述内置的倒刺，其沿钢管轴向方向均匀布置n组，n≥1组，其朝向沿钢管中面对称布置。

所述钢管由两个钢管组成，分别是内侧钢管和外侧钢管，二者合为一个整体，形成钢管套筒。

所述外侧钢管设有出浆孔，用于检验套筒内的灌浆是否灌满；当灌浆灌满后，灌浆会从出浆孔流出。

所述的内侧钢管，其设置的倒刺为套筒内部的倒刺，该倒刺的形状为扇叶；同一截面上的倒刺为3-6瓣，每瓣之间是独立的，并不相连，只与钢管壁相连接。

所述套筒内部的倒刺，其结构上设有孔洞，灌浆时用来联通套筒内各个空间，使得灌浆能够充满整个套筒内部空间。

所述套筒内部的倒刺与钢管壁的夹角为30-60°。

优选的，所述的套筒内部的倒刺与钢管壁的夹角为45°。

本发明提供的用于预制剪力墙、柱的钢管套筒的制作方法，是采用以下的简易方法，其步骤包括：

1)由内侧钢管和外侧钢管构成所述的钢管套筒，内侧钢管和外侧钢管分别为用来形成套筒的“倒刺”结构的内套筒和用来形成套筒的外围结构的外套筒；

2)内套筒的外径略小于外套筒的内径，使内套筒容易插入外套筒里面，且内套筒的长度略小于外套筒的长度；

3)用切削工具将内套筒切割，切割的目的是用于制作套筒的“倒刺”结构；

(4)内套筒切削完成后，把切削出来的钢片向内套筒内侧弯折，弯折到所需要的角度45°；

(5)把处理好的内套筒放入外套筒中，由此合成一个钢管套筒；

(6)在内套筒和外套筒两端的焊接位置13处施加电焊，使内套筒和外套筒的两端焊在一起。

本发明与现有套筒技术相比，具有以下的主要有益效果：

1.结构简单、安设方便。

只要在预制剪力墙、柱时，将本钢管套筒绑扎在钢筋上即可。

2.能有效连接受拉钢筋。

普通钢管套筒只是内壁粗糙，受拉钢筋与该套筒之间主要通过灌浆料摩擦来传力，而本钢管套筒一方面通过灌浆料摩擦力连接，另一方面当钢筋受力达到一定程度时，也会受到“倒刺”结构的强大阻碍作用，通过“倒刺”结构直接传力，从而能有效连接受拉钢筋，提高了钢筋的锚固作用。

3.“倒刺”结构可以充当剪力键(阻碍灌浆料连同钢筋一起被拔出来)的作用，防止灌浆料发生抗剪或抗折破坏。

4.制作简单，造价低。

本套筒主要由套筒和内壁的“倒刺”结构组成，可以采用铸造方式制成，也可以采用本发明提供的方法制成，该方法工艺简单，容易施工。

5.本套筒用于建筑抗震设计中效果更好。

在地震中，钢筋受到地震力反复拉压作用，对于普通钢管套筒，受到反复拉压时，套筒里的灌浆料很容易发生破坏，而灌浆料破坏后，钢筋失去摩擦作用，就无法被锚固了。对于本新型套筒，即使是灌浆料发生一定程度的破坏，摩擦力不能提供对钢筋的锚固作用，套筒内的“倒刺”结构依然可以提供一定的锚固作用，不至于使得构件发生大的变形和破坏。

附图说明

图1是钢管套筒的整体结构示意图；

图2是“倒刺”结构示意图；

图3是钢管套筒的斜视图；

图4是钢管1和钢管2位置布置图；

图5为钢管1切削位置示意图；

图6为套筒的最终示意图。

图中：1.钢管，2.倒刺，3.套筒内部的倒刺，4.孔洞，5.钢筋，6.预留孔，7.灌浆孔，8.出浆孔，9.内侧钢管,10.钢片弯折后的位置，11.钢片弯折前的位置，12.外侧钢管,13.内套筒和外套筒两端的焊接位置。

具体实施方式

本发明提供一种预制装配混凝土结构预制构件间受力钢筋浆锚对接连接的灌浆钢管套筒，直接铸造制成或者采用本文简易方法制成，避免了连续旋转内外波纹肋全灌浆钢套筒承受轴向拉压能力差的缺点，也避免了一端为浆锚钢筋另一端为直螺纹连接钢筋的圆钢切削加工半灌浆套筒的加工量大及生产效率低的缺陷。使用时，在其间隙中填充高强度无收缩水泥基灌浆料，可实现能满足国家工程规范规定的钢筋机械连接性能要求的浆锚钢筋对接连接接头，能直接应用于施工现场预制混凝土构件受力钢筋浆锚对接连接的工程实践。

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步详细说明，但不限定本发明。

本发明提供的用于预制剪力墙、柱的钢管套筒，其结构如图1至图3所示，包括钢管1和内置的倒刺，其中：在钢管1的两端，其内壁上环向各设有4个倒刺2，用于锚固钢筋。所述内置的倒刺，其沿钢管轴向方向均匀布置n组(本例为套筒左右各3组)，其朝向沿钢管中面对称布置(如图1)。

所述钢管1由两个钢管组成，分别是内侧钢管9和外侧钢管12，二者合为一个整体，形成钢管套筒。

所述外侧钢管12设有出浆孔8，用于检验套筒内的灌浆是否灌满。当灌浆灌满后，灌浆会从出浆孔8流出。

所述内侧钢管9，其设置的倒刺为套筒内部的倒刺3，该倒刺的形状如“扇叶”；同一截面上的“倒刺”结构不一定是“4瓣”，有的是“3-6瓣”，具体根据实际工艺情况而定，每瓣之间是独立的，并不相连，只与钢管壁相连接。钢管两侧端口设置中间孔径等于被连接钢筋直径的能插入被连接钢筋的环形橡胶塞。

所述套筒内部的倒刺3结构上有孔洞4，灌浆时用来联通套筒内各个空间(若每片“倒刺”之间留有空隙，也可以不设圆孔)，使得灌浆能够充满整个套筒内部空间。

所述套筒内部的倒刺3与钢管壁的夹角为30-60°，优选为45°(45°时钢筋受力最优)。

与普通钢管套筒相比，普通钢管套筒只是内壁粗糙，钢筋与套筒之间主要通过灌浆料摩擦来传力，而本套筒既可以通过摩擦来传力，同时也可以通过“倒刺”结构直接传力。但是“倒刺”结构一开始并没有直接作用于钢筋上，只是当钢筋受拉，有了一定位移，“倒刺”结构才会接触到受拉钢筋，从而给受拉钢筋提供强大的阻碍作用。

因此，在钢筋受力的初始阶段，“倒刺”结构未与钢筋发生直接接触时，本“倒刺”结构可以充当剪力键(阻碍灌浆料连同钢筋一起被拔出来)的作用，防止灌浆料发生抗剪或抗折破坏。当钢筋受拉有了一定位移，“倒刺”结构才会接触到受拉钢筋，起到直接约束钢筋发生位移的作用。

在地震力反复拉压作用下，即使是套筒内灌浆料被压碎，“倒刺”结构也可以对钢筋提供一定的锚固作用，避免构件发生大的变形，甚至破坏。

本发明使用时，把需要连接的钢筋分别插入套筒中，然后灌浆。此钢管套筒的特点在于，在钢筋受拉过程中，普通钢管套筒只是通过筒内的灌浆对钢筋的摩擦力来固定住钢筋，而对于此套筒，在钢筋受拉达到一定程度时，套筒内的“倒刺”结构会卡住钢筋，从而起到固定钢筋的作用。套筒内的受拉钢筋不仅受到内部灌浆的摩擦力，同时也受到了“倒刺”结构的强大的阻碍作用。本发明结构简单、安设方便，与市场流行的套筒相比，制作简单，造价低廉，同时也能满足建筑工程中对钢筋的连接要求。

本发明提供的用于预制剪力墙、柱的钢管套筒，可以采用铸造的方式，也可以由以下的简易方法制成。

所述的简易方法，具体如下：

(1)钢管1由两个钢管(内侧钢管9和外侧钢管12)构成。

(2)内侧钢管9(内套筒)的外径约等于(略小于)外侧钢管12(外套筒)的内径，这样可以使内套筒容易插入外套筒里面。内套筒的长度略小于外套筒的长度。

(3)内套筒的作用主要是用来形成套筒的“倒刺”结构，外套筒的主要作用是形成套筒的外围结构(形成套筒，抗拉)。

(4)用切削工具将内套筒按照图5所示切割(图5是纵截面，横截面类似图2)，切割的目的是为了制作套筒的“倒刺”结构。

(5)内套筒切削完成后，把切削出来的钢片向内套筒内侧弯折，弯折到所需要的角度(这里可默认为45°)。钢片弯折前后的位置分布是图中所示钢片弯折前的位置(虚线部分)11、钢片弯折后的位置10。

(6)步骤(5)完成后，内套筒的形状如图5所示。

(7)把处理好的内套筒放入外套筒中，由此合成一个钢管套筒。

(8)为了保证内套筒和外套筒能作为一个整体同时受力，在内套筒和外套筒两端的焊接位置13处施加电焊，使内套筒和外套筒的两端焊在一起。

至此，便完成了本发明钢管套筒的简易制作，其最终形式如图6所示。

本发明钢管套筒使用时，把需要连接的钢筋分别从钢管两端预留孔6处插进去，固定好后，开始从灌浆孔7处灌浆。灌浆完成后，待灌浆凝固，即完成连接。

本发明钢管套筒的优势在于：在钢筋受拉达到一定程度时，套筒内的“倒刺”结构会卡住钢筋，从而起到锚固钢筋的作用；此时，套筒内的受拉钢筋不仅受到内部灌浆的摩擦力，也受到了“倒刺”结构的强大的阻碍作用。而普通钢管套筒只是通过筒内的灌浆对钢筋的摩擦力来固定住钢筋。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明专利所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于预制剪力墙、柱的钢管套筒，其特征是包括钢管(1)和内置的倒刺，其中：在钢管(1)的两端，其内壁上环向各设有用于锚固钢筋的4个倒刺(2)；所述内置的倒刺，其沿钢管轴向方向均匀布置n组，n≥1组，其朝向沿钢管中面对称布置。

2.根据权利要求1所述的钢管套筒，其特征是钢管1由两个钢管组成，分别是内侧钢管(9)和外侧钢管(12)，二者合为一个整体，形成钢管套筒。

3.根据权利要求2所述的钢管套筒，其特征是所述外侧钢管(12)设有出浆孔(8)，用于检验套筒内的灌浆是否灌满；当灌浆灌满后，灌浆会从出浆孔(8)流出。

4.根据权利要求2所述的钢管套筒，其特征是所述的内侧钢管(9)，其设置的倒刺为套筒内部的倒刺(3)，该倒刺的形状为扇叶；同一截面上的倒刺为3-6瓣，每瓣之间是独立的，并不相连，只与钢管壁相连接。

5.根据权利要求4所述的钢管套筒，其特征是所述套筒内部的倒刺(3)，其结构上设有孔洞(4)，灌浆时用来联通套筒内各个空间，使得灌浆能够充满整个套筒内部空间。

6.根据权利要求4所述的钢管套筒，其特征是套筒内部的倒刺(3)与钢管壁的夹角为30-60°。

7.根据权利要求6所述的钢管套筒，其特征是套筒内部的倒刺(3)与钢管壁的夹角为45°。

8.根据权利要求1所述的钢管套筒，其特征是钢管(1)两侧端口设置中间孔径等于被连接钢筋直径的能插入被连接钢筋的环形橡胶塞。

9.一种用于预制剪力墙、柱的钢管套筒的制作方法，其特征是采用以下的简易方法，其步骤包括：

1)由内侧钢管(9)和外侧钢管(12)构成所述的钢管套筒，内侧钢管(9)和外侧钢管(12)分别为用来形成套筒的“倒刺”结构的内套筒和用来形成套筒的外围结构的外套筒；

2)内套筒的外径略小于外套筒的内径，使内套筒容易插入外套筒里面，且内套筒的长度略小于外套筒的长度；

3)用切削工具将内套筒切割，切割的目的是用于制作套筒的“倒刺”结构；

4)内套筒切削完成后，把切削出来的钢片向内套筒内侧弯折，弯折到所需要的角度45°；

5)把处理好的内套筒放入外套筒中，由此合成一个钢管套筒；

6)在内套筒和外套筒两端的焊接位置(13)处施加电焊，使内套筒和外套筒的两端焊在一起。