CN109505381A - 一种连接扣件及应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板 - Google Patents

一种连接扣件及应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板 Download PDF

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王博浩
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Abstract

本发明提供一种连接扣件及应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，包括扣件本体、卡槽和导向部，扣件本体的侧壁面上沿其轴线方向开设卡槽，扣件本体的底壁上设置螺纹孔，卡槽的横截面设置为呈U型，导向部设置于卡槽的上方，导向部设置为包括导向斜面一、过渡面和导向斜面二，导向斜面一的一侧连接扣件本体的顶壁，导向斜面一的另一侧连接过渡面的上侧，过渡面的下侧连接导向斜面二的一侧，导向斜面二的另一侧连接卡槽的上侧壁。本发明采用该楼承板，简单实用，能够在保证钢筋桁架楼承板的良好承载力的同时，有效降低钢筋桁架的整体材料成本，提高其实际承载力，且进一步减轻人工劳动强度，使得连接扣件的适用性更强。

Description

一种连接扣件及应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板
技术领域
本发明涉及建筑用构件技术领域，尤其涉及一种连接扣件及应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板。
背景技术
自承式可拆卸钢筋桁架楼承板是一种将楼板中的受力钢筋在工厂内焊接成钢筋桁架，并将钢筋桁架与底模固定连接以形成自承式受力一体化的建筑制品。施工时，将自承式可拆卸钢筋桁架楼承板固定在承载梁之间，用混凝土直接浇筑，底模承受混凝土的重力，钢筋桁架为底模及混凝土提供无支撑跨度及刚度。与传统现浇楼板相比，自承式可拆卸钢筋桁架楼承板加快了施工速度，增强了支撑效果，并能实现浇筑完成后的底模回收利用，现有技术中出项了可将底模拆卸下来，便于回收利用。这种楼承板的钢筋桁架通过扣件与底模连接，同时将钢筋桁架与混凝土重力传递给底模。为避免横向力对底模产生的拉伸变形，专利公开号为CN204040268U的中国专利中记载了一种可拆卸底模式钢筋桁架楼承板，该楼承板虽然能通过连接扣件有效避免底模产生拉伸变形对支撑效果的影响，但是在承载力相同的情况下，其所需连接扣件的成本较高，另外，连接扣件的自身重量也降低了楼承板的实际承载力，且下弦钢筋的卡设过程仍使得人工劳动强度较大，连接扣件的布置结构适用性较低。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种简单实用，能够在保证钢筋桁架楼承板的良好承载力的同时，有效降低钢筋桁架的整体材料成本，提高其实际承载力，且进一步减轻人工劳动强度，使得连接扣件的适用性更强的连接扣件及应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种连接扣件，其中所述连接扣件包括扣件本体、卡槽和导向部，所述扣件本体的侧壁面上沿其轴线方向开设所述卡槽，且该扣件本体的底壁上设置螺纹孔，所述卡槽的横截面设置为呈U型，所述导向部设置于所述卡槽的上方，且该导向部设置为包括导向斜面一、过渡面和导向斜面二，所述导向斜面一的一侧连接所述扣件本体的顶壁，且该导向斜面一的另一侧连接所述过渡面的上侧，所述过渡面的下侧连接所述导向斜面二的一侧，所述导向斜面二的另一侧连接所述卡槽的上侧壁。
进一步地，所述导向斜面一的长度设置为大于所述导向斜面二的长度，且该导向斜面一的倾角设置为大于所述导向斜面二的倾角，所述过渡面设置为平行所述扣件本体的侧壁面。
进一步地，所述扣件本体设置为还包括矩形缺口，所述矩形缺口竖直开设于所述扣件本体靠近所述卡槽的侧壁面上，所述扣件本体上与所述矩形缺口所处面相对的侧壁面设置为相对应切除两楔形块结构。
进一步地，所述扣件本体的厚度设置为20mm。
进一步地，所述螺纹孔与远离所述卡槽的所述扣件本体的侧壁面的中心距为11.15mm。
一种应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，其中所述应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板包括底模、钢筋桁架和连接扣件，所述钢筋桁架通过两排所述连接扣件设置于所述底模上，所述连接扣件均通过法兰螺丝与其螺纹孔相配合设置于所述底模上；
所述底模设置为木模板，所述木模板的厚度为12～14.5mm；
两排所述连接扣件分别沿所述钢筋桁架的轴线方向均匀设置，且相邻所述连接扣件的间距设置为160～400mm。
进一步地，两排所述连接扣件相对应设置于所述底模上。
进一步地，两排所述连接扣件相错设置于所述底模上，且相错设置的两所述连接扣件之间的间距设置为200～400mm。
进一步地，所述钢筋桁架设置为包括上弦钢筋、腹杆钢筋和两下弦钢筋，所述上弦钢筋的下方两侧相对应设置所述下弦钢筋，且该上弦钢筋设置为通过所述腹杆钢筋连接所述下弦钢筋，两所述下弦钢筋分别卡设于所述连接扣件中。
进一步地，所述连接扣件设置为工业塑料连接扣件。
本发明具有的优点和积极效果是：
(1)通过导向斜面一的设置，能够在由外力挤压钢筋桁架的两下弦钢筋并使其距离变窄时，导向斜面一为两下弦钢筋提供横向挤压力同时其倾角辅助下弦钢筋下滑，从而降低人工进行两下弦钢筋卡设时的安装困难，而导向斜面二则可进一步辅助进入过渡面的下弦钢筋滑入卡槽中，有效减轻人工劳动强度。
(2)通过导向斜面一辅助两下弦钢筋之间的间距逐渐变窄，直至进入过渡面所处位置，再下压下弦钢筋，使得下弦钢筋在导向斜面二的辅助下滑入卡槽中，而导向斜面二和导向斜面一的长度和倾角的配合，则能简化钢筋桁架的装配过程。
(3)通过扣件本体的矩形缺口及侧壁上竖直切除两楔形块后形成的结构，能够在保证连接扣件对钢筋桁架固定卡设效果及受力不变的同时，减轻扣件自重，降低钢筋桁架的整体材料成本。
(4)通过连接扣件的结构，能够根据实际需要及受力分析选择最为合理的连接扣件布置方式，适用性更强，且该连接扣件可在保证钢筋桁架楼承板同等承载力的同时，有效节约生产成本。
附图说明
图1是本发明中连接扣件的主视结构示意图。
图2是图1的仰视结构示意图。
图3是图1的左视结构示意图。
图4是本发明中连接扣件和钢筋桁架之间的使用状态图。
图5是本发明中可拆卸式钢筋桁架楼承板的一实施例立体结构示意图。
图6是本发明中可拆卸式钢筋桁架楼承板的另一实施例立体结构示意图。
图中：10-扣件本体，101-螺纹孔，102-矩形缺口，20-卡槽，30-导向部，301-导向斜面一，302-过渡面，303-导向斜面二，40-底模，50-钢筋桁架，501-上弦钢筋，502-腹杆钢筋，503-下弦钢筋。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。
如图1-图6所示，一种连接扣件，包括扣件本体10、卡槽20和导向部30，扣件本体10的侧壁面上沿其轴线方向开设卡槽20，且该扣件本体10的底壁上设置螺纹孔101，卡槽20的横截面设置为呈U型，导向部30设置于卡槽20的上方，且该导向部30设置为包括导向斜面一301、过渡面302和导向斜面二303，导向斜面一301的一侧连接扣件本体10的顶壁，且该导向斜面一301的另一侧连接过渡面302的上侧，过渡面302的下侧连接导向斜面二303的一侧，导向斜面二303的另一侧连接卡槽20的上侧壁，通过导向斜面一301的设置，能够在由外力挤压钢筋桁架50的两下弦钢筋503并使其距离变窄时，导向斜面一301为两下弦钢筋503提供横向挤压力同时其倾角辅助下弦钢筋503下滑，从而降低人工进行两下弦钢筋503卡设时的安装困难，而导向斜面二303则可进一步辅助进入过渡面302的下弦钢筋503滑入卡槽20中，有效减轻人工劳动强度。
导向斜面一301的长度设置为大于导向斜面二303的长度，且该导向斜面一301的倾角设置为大于导向斜面二303的倾角，过渡面302设置为平行扣件本体10的侧壁面，通过导向斜面一301辅助两下弦钢筋503之间的间距逐渐变窄，直至进入过渡面302所处位置，再下压下弦钢筋503，使得下弦钢筋503在导向斜面二303的辅助下滑入卡槽20中，而导向斜面二303和导向斜面一301的长度和倾角的配合，则能简化钢筋桁架50的装配过程，优选地，过渡面302至远离卡槽20的扣件本体10的侧壁面的距离小于扣件本体10的下部分长度。
扣件本体10设置为还包括矩形缺口102，矩形缺口102竖直开设于扣件本体20靠近卡槽20的侧壁面上，矩形缺口102等间距设置为两组，扣件本体20上与矩形缺口102所处面相对的侧壁面设置为相对应切除两楔形块，通过扣件本体20的矩形缺口102及侧壁上竖直切除两楔形块后形成的结构，能够在保证连接扣件对钢筋桁架50固定卡设效果及受力不变的同时，减轻扣件自重，降低钢筋桁架50的整体材料成本。
扣件本体10的厚度设置为20mm。
螺纹孔101与远离卡槽20的扣件本体10的侧壁面的中心距为11.15mm，通过螺纹孔101在扣件本体10上的位置设置，保证连接扣件整体的承载力及连接强度。
一种应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，包括底模40、钢筋桁架50和连接扣件，钢筋桁架50通过两排连接扣件设置于底模40上，连接扣件均通过法兰螺丝60与其螺纹孔101相配合设置于底模40上。
底模40设置为木模板，木模板的厚度为12～14.5mm。
两排连接扣件分别沿钢筋桁架50的轴线方向均匀设置，且相邻连接扣件的间距设置为160～400mm，通过底模40设置为12～14.5mm的木模板及连接扣件在底模40上160～400mm范围的间距设置，使得钢筋桁架50良好固定于木模板上，且保证该可拆卸式钢筋桁架楼承板的承载强度满足要求。
如图5所示，两排连接扣件相对应设置于底模40上，钢筋桁架楼承板的板厚为100-150mm时，两相邻连接扣件之间的间距设置为400mm；钢筋桁架楼承板的板厚为160-200mm时，两相邻连接扣件之间的间距设置为300mm；钢筋桁架楼承板的板厚为210mm以上时，两相邻扣件之间的间距设置为200mm。
如图6所示，两排连接扣件相错设置于底模40上，且相错设置的两连接扣件之间的间距设置为200～400mm，通过连接扣件的结构，能够根据实际需要及受力分析选择最为合理的连接扣件布置方式，适用性更强，且该连接扣件可在保证钢筋桁架楼承板同等承载力的同时，有效节约生产成本，两排连接扣件相错设置于底模上时，其每个连接扣件的破坏值为200kg，连接扣件内的法兰螺丝60的破坏值为220kg，底模的破坏值为150kg，均大于设计要求的100kg的极限承载力。
钢筋桁架50设置为包括上弦钢筋501、腹杆钢筋502和两下弦钢筋503，上弦钢筋501的下方两侧相对应设置下弦钢筋503，且该上弦钢筋501设置为通过腹杆钢筋502连接下弦钢筋503，两下弦钢筋503分别卡设于连接扣件中，通过两下弦钢筋503分别卡设于连接扣件之中，使得在混凝土重力作用下，两下弦钢筋503形成的大小相同、方向相反的向外的两个推力分别作用于连接扣件上，则在两排连接扣件的布置配合下，实现推力的相互抵消，以避免推力对底模40产生的拉伸变形以及法兰螺丝60拆卸造成的困扰。
连接扣件设置为工业塑料连接扣件。
使用本发明提供的连接扣件及应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，简单实用，能够在保证钢筋桁架楼承板的良好承载力的同时，有效降低钢筋桁架的整体材料成本，提高其实际承载力，且进一步减轻人工劳动强度，使得连接扣件的适用性更强。
应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板的制作和使用过程如下：
1、将上弦钢筋、腹杆钢筋和两下弦钢筋进行焊接，形成钢筋桁架；
2、根据底模的规格，确定其上表面所需设置钢筋桁架的条数和间距，在底模上进行相应数量和间距的钻孔；
3、在钻孔位置分别通过法兰螺丝与螺纹孔的旋配设置固定连接扣件；
4、对钢筋桁架施加外力，使得两下弦钢筋之间的距离变窄，两下弦钢筋在连接扣件的导向斜面一和导向斜面二的辅助下，进入连接扣件的卡槽内，则钢筋桁架的两下弦钢筋借助自身回弹力卡设于卡槽内，重复前述过程，依次完成对每条钢筋桁架在底模上的固定，从而实现可拆卸式钢筋桁楼承板的制作；
5、将完工可拆卸式钢筋桁架楼承板吊装至施工区域进行混凝土浇筑，浇筑完成并当混凝土凝固至设计强度后，取出法兰螺丝并拆除底模，法兰螺丝和底模可用于后期同等规格可拆卸式钢筋桁架楼承板的使用。
其中，对于型号为TD7-90(即钢筋规格代号为“7”，钢筋桁架高度为90m的钢筋桁架楼承板)的钢筋桁架楼承板，采用上述连接扣件及其在底模上的布置进行受力分析核算，具体过程如下：
表一：TD7-90钢筋桁架楼承板的基本数据参数及不同活载下的主要弯矩值
表一中部分参数的计算公式如下：
由，恒载标准值：g＝γ·h·b，活载标准值：q＝P·b及表一中相应参数可得：
跨中最大弯矩标准值：Mk＝0.094(g+q)l0 2
跨中最大弯矩设计值：M＝0.094γ(1.2g+1.4q)l0 2
支座最大弯矩标准值：MB＝0.117(g+q)l0 2
支座最大弯矩设计值：MB＝0.117γ(1.2g+1.4q)l0 2
最大剪力设计值：V1＝0.617γ(1.2g+1.4q)l0
上述计算公式中，γ-结构重要性系数；
h-混凝土楼板厚度；
b-底模计算宽度；
P-施工阶段活载；
l0-底模计算跨度。
由表一可以看出，工况一为钢筋桁架在施工阶段活载为均布活载时的情况，工况二为钢筋桁架在施工阶段活载为集中活载时的情况，由表一可知，工况一的跨中最大弯矩设计值大于工况二的跨中最大弯矩设计值，故对工况一情况下的钢筋桁架楼承板进行强度等验算，其结果如下表二所示：
表二：TD7-90钢筋桁架楼承板中各部分的强度及稳定性数值
表二中各参数的计算公式如下：
1、上、下弦钢筋强度验算
由，上、下弦钢筋面积：A＝πD2/4，以及上、下弦钢筋中心距离：ht0＝ht-0.5D可得：
(1)跨中弦杆承受应力值：由及计算上、下弦钢筋跨中处承受应力值是否满足强度要求。
(2)支座弦杆承受应力值：由及计算上、下弦钢筋支座处承受应力值是否满足强度要求。
式中，D-上、下弦钢筋直径；
ht-桁架高度；
N-上、下弦钢筋承受轴力；
M-跨中最大弯矩设计值；
σ-上、下弦钢筋承受应力。
2、上弦钢筋、下弦钢筋和腹杆钢筋的稳定性验算
(1)上弦钢筋和下弦钢筋的稳定性验算过程
由上、下弦钢筋计算长度：lox＝loy＝0.9ls
上、下弦钢筋惯性矩：
上、下弦钢筋回转半径：
上、下弦钢筋长细比：
且通过λ查得a类截面轴心受压构件稳定系数故上、下弦钢筋稳定性为：通过该值与fy’进行对比，从而判断上、下弦钢筋的稳定性是否满足要求。
式中，ls-上、下弦钢筋节点间距；
D-上、下弦钢筋直径；
A-上、下弦钢筋面积；
fy’-钢筋抗压强度设计值。
(2)腹杆钢筋的稳定性验算过程
由腹杆钢筋截面面积：
腹杆钢筋计算长度：lox＝loy＝0.7lc
腹杆钢筋回转半径：
腹杆钢筋长细比：
且通过λ查得a类截面轴心受压构件稳定系数
故上、下弦钢筋稳定性为：通过该值与fy’进行对比，从而判断上、下弦钢筋的稳定性是否满足要求。
式中，Dc-腹杆钢筋直径；
lc-腹杆钢筋节点间距；
fy’-钢筋抗压强度设计值。
3、施工阶段桁架挠度验算
工况一：
工况二：
施工结束后底模的挠度：
挠度限值为和20mm中的较小者，故极限挠度值为20mm，实际挠度值小于极限挠度值，挠度满足要求。
式中，g-恒载标准值；
l0-底模计算跨度；
q-活载标准值；
Es-钢筋弹性模量；
I0-底模截面惯性矩。
由表二可知，工况一情况下的上弦钢筋和下弦钢筋在跨中处及支座处承受的应力值均小于0.9倍的钢筋抗压(拉)强度设计值，故上弦钢筋和下弦钢筋在工况一时的强度满足要求，同时，上弦钢筋、下弦钢筋和腹杆钢筋的稳定性值均小于钢筋抗压强度设计值，故上弦钢筋、下弦钢筋和腹杆钢筋在工况一时的稳定性均满足要求。
另外，工况一情况下的钢筋桁架的最大挠度值为19.49mm，工况二情况下的钢筋桁架的最大挠度值为16.85mm，而底模的最大挠度值为11.26mm，相对于挠度限值(即底模计算跨度/180的值为22.22mm)以及20mm中的较小者作为挠度极限值，则挠度极限值为20mm，从而可知工况一与工况二两种情况下的钢筋桁架挠度值均小于挠度极限值，故挠度满足要求。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种连接扣件，其特征在于：所述连接扣件包括扣件本体、卡槽和导向部，所述扣件本体的侧壁面上沿其轴线方向开设所述卡槽，且该扣件本体的底壁上设置螺纹孔，所述卡槽的横截面设置为呈U型，所述导向部设置于所述卡槽的上方，且该导向部设置为包括导向斜面一、过渡面和导向斜面二，所述导向斜面一的一侧连接所述扣件本体的顶壁，且该导向斜面一的另一侧连接所述过渡面的上侧，所述过渡面的下侧连接所述导向斜面二的一侧，所述导向斜面二的另一侧连接所述卡槽的上侧壁。
2.根据权利要求1所述的连接扣件，其特征在于：所述导向斜面一的长度设置为大于所述导向斜面二的长度，且该导向斜面一的倾角设置为大于所述导向斜面二的倾角，所述过渡面设置为平行所述扣件本体的侧壁面。
3.根据权利要求1所述的连接扣件，其特征在于：所述扣件本体设置为还包括矩形缺口，所述矩形缺口竖直开设于所述扣件本体靠近所述卡槽的侧壁面上。
4.根据权利要求1所述的连接扣件，其特征在于：所述扣件本体的厚度设置为20mm。
5.根据权利要求1所述的连接扣件，其特征在于：所述螺纹孔与远离所述卡槽的所述扣件本体的侧壁面的中心距为11.15mm。
6.一种应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，其特征在于：所述应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板包括底模、钢筋桁架和连接扣件，所述钢筋桁架通过两排所述连接扣件设置于所述底模上，所述连接扣件均通过法兰螺丝与其螺纹孔相配合设置于所述底模上；
所述底模设置为木模板，所述木模板的厚度为12～14.5mm；
两排所述连接扣件分别沿所述钢筋桁架的轴线方向均匀设置，且相邻所述连接扣件的间距设置为160～400mm。
7.根据权利要求6所述的应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，其特征在于：两排所述连接扣件相对应设置于所述底模上。
8.根据权利要求6所述的应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，其特征在于：两排所述连接扣件相错设置于所述底模上，且相错设置的两所述连接扣件之间的间距设置为200～400mm。
9.根据权利要求6所述的应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，其特征在于：所述钢筋桁架设置为包括上弦钢筋、腹杆钢筋和两下弦钢筋，所述上弦钢筋的下方两侧相对应设置所述下弦钢筋，且该上弦钢筋设置为通过所述腹杆钢筋连接所述下弦钢筋，两所述下弦钢筋分别卡设于所述连接扣件中。
10.根据权利要求6所述的应用该扣件的可拆卸式钢筋桁架楼承板，其特征在于：所述连接扣件设置为工业塑料连接扣件。
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