CN110067313A - 承压-剪切型连接件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种承压‑剪切型连接件，该承压‑剪切型连接件用于连接钢梁和预制混凝土板，并使钢梁和预制混凝土板形成整体受力的钢‑预制混凝土组合梁；承压‑剪切型连接件由两块剪切板和两块承压板组成；钢梁上设置有多个承压‑剪切型连接件，多个承压‑剪切型连接件沿钢梁轴向按承载力需求布置；本发明的有益技术效果是：提出了一种承压‑剪切型连接件，该承压‑剪切型连接件可保证连接钢梁和预制混凝土板的有效连接，减小预制混凝土板预留孔尺寸，进而减轻对预制混凝土板的削弱，降低预制混凝土板的制作难度，减少施工现场作业量。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢构件和预制混凝土构件连接技术，尤其涉及一种承压-剪切型连接件。
背景技术
与采用现浇混凝土的钢混结构相比，采用预制混凝土的钢混结构具有施工速度快、现场作业量少以及质量稳定可控等优点；现有技术中，钢-预制混凝土组合梁就是一种典型的采用预制混凝土的钢混结构，其中，决定钢-预制混凝土组合梁力学性能的重要因素之一就是钢梁和预制混凝土板之间的连接有效性问题；为实现钢梁和预制混凝土板之间的有效连接，一种常见的连接方式是在钢梁上集束设置大量栓钉，同时在预制混凝土板上设置与栓钉一一对应的预留孔，施工时，将栓钉一一对应地插在预留孔内，然后在预留孔内浇筑混凝土来实现钢梁和预制混凝土板的连接，采用这种连接方式需要设置较大的预留孔，对混凝土结构削弱明显，因此需要使预制混凝土板内的钢筋在预留孔处保持连续，给预制混凝土板的制作带来极大的不便。而传统的型钢连接件虽然占用空间小于集束布置的栓钉连接件，但是其变形能力有限，最终破坏状态呈脆性，在工程中通常不被接受。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种承压-剪切型连接件，其创新在于：所述承压-剪切型连接件用于连接钢梁和预制混凝土板，并使钢梁和预制混凝土板形成整体受力的钢-预制混凝土组合梁；
所述钢梁的横截面为工字形或槽形；所述预制混凝土板为预制的钢筋混凝土结构体；
所述承压-剪切型连接件由两块剪切板和两块承压板组成；所述剪切板所在平面与水平面垂直，剪切板的下端与钢梁的上侧面焊接固定，剪切板所在平面与钢梁的轴向平行，两块剪切板沿钢梁的横向分布，两块剪切板之间留有间隙；所述承压板所在平面与水平面垂直，且承压板所在平面与剪切板所在平面垂直，两块承压板沿钢梁轴向分布，两块承压板分别位于剪切板的前后两侧，剪切板的边沿与承压板焊接固定；剪切板中部设置有通孔；
所述钢梁上设置有多个承压-剪切型连接件，多个承压-剪切型连接件沿钢梁轴向按承载力需求布置；
所述预制混凝土板上设置有与承压-剪切型连接件匹配的预留孔，预留孔与预制混凝土板的内部钢筋错位设置；所述钢梁的上侧面与预制混凝土板的下侧面接触，多个承压-剪切型连接件一一对应地插入多个预留孔中，之后在预留孔内浇筑混凝土或者高强砂浆；待现浇混凝土或者高强砂浆固化后，承压-剪切型连接件和预留孔连接为一体；
承压板和剪切板尺寸可调；所述承压板用于分散现浇混凝土和承压-剪切型连接件之间的相互作用力；所述剪切板用于承担钢梁与混凝土之间的剪力。
在本发明中，承压-剪切型连接件通过剪切机制承载，使得承压-剪切型连接件在弹性变形阶段具有较高的刚度，能满足工作荷载条件下的刚度需求，同时，承压-剪切型连接件在塑性变形阶段也具有较好的剪切变形能力，能避免承压-剪切型连接件脆性破坏，此外，承压-剪切型连接件的表面积较大，可以对荷载起到较好的分散效果，对预制孔内现浇混凝土的受力情况有改善作用，可以适用于低强度的或轻骨料的现浇混凝土，另外，剪切板中部的通孔有利于现浇混凝土的流动，同时也能提高结构的抗拔承载力。采用本发明方案后，由于单个承压-剪切型连接件的承载力较大，少量承压-剪切型连接件就能满足连接要求，能有效减少预留孔数量，降低预制混凝土板的制作难度，同时也就减小了对预制混凝土板的削弱作用。
优选地，所述剪切板下端设置有加强翼，加强翼能延长剪切板和钢梁之间的焊缝长度。
优选地，加强翼处设有用于减缓应力集中的弧形倒角。采用此优选方案后，可以减小应力集中，改善疲劳性能。
优选地，剪切板和连接钢梁的焊接强度大于剪切板自身的抗剪强度。采用此优选方案后，结构受力时，剪切板破坏能够先于焊缝破坏发生，从而避免连接件脆性破坏发生。
本发明的有益技术效果是：提出了一种承压-剪切型连接件，该承压-剪切型连接件可保证连接钢梁和预制混凝土板的有效连接，减小预制混凝土板预留孔尺寸，进而减轻对预制混凝土板的削弱，降低预制混凝土板的制作难度，减少施工现场作业量。
附图说明
图1、承压-剪切型连接件及钢梁立体结构示意图；
图2、承压-剪切型连接件及钢梁横断面结构示意图；
图3、承压-剪切型连接件及钢梁纵断面结构示意图；
图中各个标记所对应的名称分别为：剪切板1、承压板2、连接钢梁3、预制混凝土板4、预制孔5、纵向钢筋6、横向钢筋7。
具体实施方式
一种承压-剪切型连接件，其创新在于：所述承压-剪切型连接件用于连接钢梁和预制混凝土板，并使钢梁和预制混凝土板形成整体受力的钢-预制混凝土组合梁；
所述钢梁的横截面为工字形或槽形；所述预制混凝土板为预制的钢筋混凝土结构体；
所述承压-剪切型连接件由两块剪切板1和两块承压板2组成；所述剪切板1所在平面与水平面垂直，剪切板1的下端与钢梁的上侧面焊接固定，剪切板1所在平面与钢梁的轴向平行，两块剪切板1沿钢梁的横向分布，两块剪切板1之间留有间隙；所述承压板2所在平面与水平面垂直，且承压板2所在平面与剪切板1所在平面垂直，两块承压板2沿钢梁轴向分布，两块承压板2分别位于剪切板1的前后两侧，剪切板1的边沿与承压板2焊接固定；剪切板1中部设置有通孔；
所述钢梁上设置有多个承压-剪切型连接件，多个承压-剪切型连接件沿钢梁轴向按承载力需求布置；
所述预制混凝土板上设置有与承压-剪切型连接件匹配的预留孔，预留孔与预制混凝土板的内部钢筋错位设置；所述钢梁的上侧面与预制混凝土板的下侧面接触，多个承压-剪切型连接件一一对应地插入多个预留孔中，之后在预留孔内浇筑混凝土或者高强砂浆；待现浇混凝土或者高强砂浆固化后，承压-剪切型连接件和预留孔连接为一体；
承压板2和剪切板1尺寸可调；所述承压板2用于分散现浇混凝土和承压-剪切型连接件之间的相互作用力；所述剪切板1用于承担钢梁与混凝土之间的剪力。
进一步地，所述剪切板1下端设置有加强翼，加强翼能延长剪切板1和钢梁之间的焊缝长度。
进一步地，加强翼处设有用于减缓应力集中的弧形倒角。
进一步地，剪切板1和连接钢梁的焊接强度大于剪切板1自身的抗剪强度。
本发明具有如下优点：1）单个承压-剪切型连接件承载力大，占用空间小，可以减小预制混凝土板预留孔尺寸，减少对预制混凝土板的削弱，降低预制混凝土板的制作难度；2）承压-剪切型连接件在弹性阶段具有较高的刚度，可以保证组合结构在工作荷载下具备足够的刚度；3）承压-剪切型连接件在塑性阶段具有良好的剪切变形能力，可以避免承压-剪切型连接件脆性破坏；4）由于承压板对荷载的分散作用，混凝土所受到的局部压力荷载大幅降低，使得承压-剪切型连接件能够适用于低强度混凝土或轻骨料混凝土；5）剪切板底部设置的加强翼能够减缓应力集中，增强连接件抗疲劳性能；6）剪切板顶部开设的圆孔有利于后浇砂浆的自由流动，保证浇筑质量，同时还能够增加抗拔承载力；7）承压-剪切型连接件可设计性强，可根据使用环境灵活匹配剪切板和承压板的材料、尺寸和形状，以实现不同的静力和疲劳性能；8）取材方便、构造简单、施工快速、受力合理,具有良好的技术经济效益。
Claims (4)
1.一种承压-剪切型连接件，其特征在于：所述承压-剪切型连接件用于连接钢梁和预制混凝土板，并使钢梁和预制混凝土板形成整体受力的钢-预制混凝土组合梁；
所述钢梁的横截面为工字形或槽形；所述预制混凝土板为预制的钢筋混凝土结构体；
所述承压-剪切型连接件由两块剪切板（1）和两块承压板（2）组成；所述剪切板（1）所在平面与水平面垂直，剪切板（1）的下端与钢梁的上侧面焊接固定，剪切板（1）所在平面与钢梁的轴向平行，两块剪切板（1）沿钢梁的横向分布，两块剪切板（1）之间留有间隙；所述承压板（2）所在平面与水平面垂直，且承压板（2）所在平面与剪切板（1）所在平面垂直，两块承压板（2）沿钢梁轴向分布，两块承压板（2）分别位于剪切板（1）的前后两侧，剪切板（1）的边沿与承压板（2）焊接固定；剪切板（1）中部设置有通孔；
所述钢梁上设置有多个承压-剪切型连接件，多个承压-剪切型连接件沿钢梁轴向按承载力需求布置；
所述预制混凝土板上设置有与承压-剪切型连接件匹配的预留孔，预留孔与预制混凝土板的内部钢筋错位设置；所述钢梁的上侧面与预制混凝土板的下侧面接触，多个承压-剪切型连接件一一对应地插入多个预留孔中，之后在预留孔内浇筑混凝土或者高强砂浆；待现浇混凝土或者高强砂浆固化后，承压-剪切型连接件和预留孔连接为一体；
承压板（2）和剪切板（1）尺寸可调；所述承压板（2）用于分散现浇混凝土和承压-剪切型连接件之间的相互作用力；所述剪切板（1）用于承担钢梁与混凝土之间的剪力。
2.根据权利要求1所述的承压-剪切型连接件，其特征在于：所述剪切板（1）下端设置有加强翼，加强翼能延长剪切板（1）和钢梁之间的焊缝长度。
3.根据权利要求2所述的承压-剪切型连接件，其特征在于：加强翼处设有用于减缓应力集中的弧形倒角。
4.根据权利要求1、2或3所述的承压-剪切型连接件，其特征在于：剪切板（1）和连接钢梁的焊接强度大于剪切板（1）自身的抗剪强度。
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