CN111155718A - 分体式栓钉 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种分体式栓钉，涉及建筑技术领域。分体式栓钉，包括：基部和多个分体部，分体部包括第一部和第二部，第一部的一端和第二部连接，第一部的另外一端连接于基部，多个分体部的第一部和基部构成栓杆，多个分体部的第二部构成栓帽，相邻的分体部之间具有缝隙，缝隙中填充有弹性分隔材料。分体式栓钉通过基部增大直径来大幅度提高栓钉的抗剪强度，满足钢与高强或超高性能混凝土之间剪力的要求。通过上部分体部来满足“圆柱头焊钉连接件焊钉长度不应小于其杆径的4倍”的要求，并且保持良好的延性。具有避免群钉效应，施工便捷，减小栓钉个数和高度，在提高受剪承载力的同时不降低延性的优点。

Description

分体式栓钉

技术领域

本申请涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种分体式栓钉。

背景技术

目前，钢—混凝土组合结构已经被充分研究和大量应用，这种结构能够充分利用混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能，具有承载力高、变形性能好、受力合理、经济的优点，而这些优点的实现靠的是将钢与混凝土组合在一起共同工作的关键部位——抗剪连接件。栓钉作为柔性抗剪连接件的一种在房屋建筑和桥梁中得到了广泛的应用。例如在钢—混凝土组合梁中，栓钉能够传递钢梁与混凝土板接触面之间的剪力，阻止两者的相对滑移和掀起，从而保证两种材料有效协同工作。

随着高强与高性能材料的研究迅速发展，高强钢与超高性能混凝土组合结构成为研究的新方向，由此产生的问题是规范中常用直径为φ10～φ25栓钉的抗剪强度无法承担钢与高强混凝土界面之间增大了的剪应力，栓钉成为了组合构件中的薄弱部位，很可能由此处发生脆性破坏，不能充分发挥高强度与高性能材料的优势。

若使用常规直径栓钉需密布，这会导致群钉剪力分布不均匀，承载力存在一定程度的折减，而且实际布置困难、工作量大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种分体式栓钉，其能够改善现有的栓钉不适用于将高强钢与高性能混凝土组合在一起共同工作的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种分体式栓钉，包括：基部和多个分体部，所述分体部包括第一部和第二部，所述第一部的一端和所述第二部连接，所述第一部的另外一端连接于所述基部，多个所述分体部的第一部和所述基部构成栓杆，多个所述分体部的第二部构成栓帽，相邻的所述分体部之间具有缝隙，所述缝隙中填充有弹性分隔材料。

多个分体部能够使得分体式栓钉能够满足既有的钢结构设计标准，有良好的延性，各个分体部的刚度小，更容易弯曲变形，在连接高强钢与高强度混凝土后，能够使高强度混凝土内部发生内力重分布，以发挥高强钢与高性能混凝土组合结构的强度。

另外，根据本申请的实施例提供的分体式栓钉，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述缝隙沿轴向贯穿至所述栓钉的基部上端，沿径向贯穿所述栓钉。

这样的设计在满足使用要求的前提下，又便于加工，又方便填充弹性分隔材料。

在本申请的可选实施例中，所述分体式栓钉的整体长径比为2，所述分体部的高度与宽度的比值大于等于4。

这样能够减小整个分体式栓钉的高度，在高强混凝土板的厚度较薄时，能够满足使用需求。

在本申请的可选实施例中，所述栓杆的直径为30～50mm，所述栓帽的直径为45～75mm，所述栓帽的高度为12～15mm，所述分体式栓钉的整体高度为60～100mm。

栓杆的直径大于规范规定的常用栓钉的尺寸，其能够大幅度提高抗剪强度，并且由于设计有分体部，使得直径扩大后，分体式栓钉整体的延性能够保持。

在本申请的可选实施例中，所述缝隙的宽度为4～8mm。

在本申请的可选实施例中，所述基部的高度为8～16mm。

在本申请的可选实施例中，所述分体部为两个或者四个。

在本申请的可选实施例中，所述基部和所述分体部的材质为ML15、ML15AL、Q345、Q390、Q420或者Q460。

在本申请的可选实施例中，所述缝隙中填充有铝、锡、环氧树脂、填缝剂、密封胶、嵌缝膏或者建筑结构胶。

在本申请的可选实施例中，所述分体式栓钉还包括被焊物，所述基部焊接于所述被焊物，所述被焊物为钢板、工字型钢、H型钢或者钢管。

通过直接配置被焊物，可以直接在支模后将分体式栓钉与高强混凝土或者超高性能混凝土浇筑在一起，更方便施工。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请的实施例提供的一种分体式栓钉的示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1中的分体式栓钉与混凝土、钢梁组合后的示意图；

图4为本申请的实施例提供的第二种分体式栓钉的示意图；

图5为图4中的分体式栓钉与压型钢板组合后的示意图；

图6为本申请的实施例提供的第三种分体式栓钉的示意图。

图标：1-分体式栓钉；11-基部；12-分体部；121-第一部；122-第二部；2-弹性分隔材料；3-被焊物；4-混凝土。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本申请的实施例提供了一种分体式栓钉1，包括：基部11和多个分体部12，分体部12包括第一部121和第二部122，第一部121的一端和第二部122连接，第一部121的另外一端连接于基部11，多个分体部12的第一部121和基部11构成栓杆，多个分体部12的第二部122构成栓帽，相邻的分体部12之间具有缝隙，缝隙中填充有弹性分隔材料2。

多个分体部12能够使得分体式栓钉1通过上部满足既有的钢结构设计标准(GB50017-2017《钢结构设计标准》14.7.5条组合梁构造规定：圆柱头焊钉连接件焊钉长度不应小于其杆径的4倍的要求)，有良好的延性，各个分体部12的刚度小，更容易弯曲变形，在连接高强钢与高强度混凝土4后，能够使高强度混凝土4内部发生内力重分布，以发挥高强钢与高性能混凝土4组合结构的强度。而下方的基部11则是能够提升抗剪强度。

其中，基部11和分体部12的材质为ML15、ML15AL、Q345、Q390、Q420或者Q460。缝隙中填充有铝、锡、环氧树脂、填缝剂、密封胶、嵌缝膏或者建筑结构胶。

具体的，缝隙沿轴向贯穿至所述栓钉的基部上端，沿径向贯穿所述栓钉。这样的设计在满足使用要求的前提下，又便于加工，又方便填充弹性分隔材料2。

进一步的，分体式栓钉1可以选用大直径栓钉、大直径焊钉、大直径螺栓或者大直径钢筋，然后经过数控等离子切割机等方式来进行缝隙的切割，并且留下未切割部分作为基部11。

为了满足钢结构设计标准，本实施例的分体式栓钉1的整体长径比为2，分体部12的高度与宽度的比值大于等于4。本实施例这样的设计能够减小整个分体式栓钉1的高度，在高强混凝土4板的厚度较薄时，能够满足使用需求。

具体的，本申请的栓杆的直径为30～50mm，栓帽的直径为45～75mm，栓帽的高度为12～15mm，分体式栓钉1的整体高度为60～100mm。其中，缝隙的宽度为4～8mm。基部11的高度为8～16mm。

比如图1所示的一种分体式栓钉1，直径为40mm，栓帽直径为60mm，栓帽高度为15mm，整体高度为80mm。切割为4个分体部12，切割缝宽度为6mm，栓钉底部留有未切割区域(基部11)，高度为12mm，在缝隙内填充环氧树脂。比如图4所示的第二种分体式栓钉1，杆部直径为30mm，栓帽直径为45mm，栓帽高度为12mm，整体高度为60mm。切割为4个分体部12，切割缝宽度为5mm，栓钉底部留有未切割区域(基部11)，高度为10mm，在缝隙内填充环氧树脂。

由于基部11的直径较之普通栓钉的直径增大，其抗剪强度得到提升，又由于不是单纯增大整个分体式栓钉1的直径，在提升了抗剪强度的同时，又能够保持良好的延性，整体十分适用于将高强钢和高强混凝土4组合起来(比如形成图3所示的结构)。也即是说，栓杆的直径大于规范规定的常用栓钉的尺寸，其能够大幅度提高抗剪强度，并且由于设计有分体部12，使得直径扩大后，分体式栓钉1整体的延性能够保持。

可以选择的是，分体部12为两个(如图6所示的第三种分体式栓钉1)或者四个(如图1和图4所示的两种分体式栓钉1)。只要缝隙填充了弹性分隔材料2后位置，分体部12能够满足长径比且能够使得分体式栓钉1保持延性即可。可以理解的是，具体选用图1所示的圆柱形栓帽还是选用图4所示的六棱柱形栓帽，可以依据已有的材料进行确定，然后用已有的材料进行相应的切割加工并填充弹性分隔材料2，生产制造时的灵活性高。

由于抗剪强度高，在连接同样的高强钢和高强混凝土4时，使用本实施例的分体式栓钉1较之使用普通的栓钉而言，数量大大减少，这也就降低了将栓钉焊接到高强钢的次数，施工更为便捷。同时施工空间增大，也在一定程度上保证了工人的施工安全。

而且由于分体式栓钉1的用量更少，可以避免群钉效应，防止由于分体式栓钉1相互间剪力分布不均匀而折减整体的承载力。

考虑到进一步方便施工，本实施例的分体式栓钉1还包括被焊物3，基部11焊接于被焊物3，被焊物3为钢板、工字型钢、H型钢或者钢管。通过直接配置被焊物3，可以直接在支模后将分体式栓钉1与高强混凝土4或者超高性能混凝土4浇筑在一起，更方便施工。焊接时，可以采用电弧螺柱焊或者手工电弧焊。

比如图3中，基部11是与钢梁焊接在一起。又比如图5中，基部11是与压型钢板焊接在一起。使用者根据具体要连接的焊接物以及高强混凝土4，进行选用即可。

综上所述，本申请的分体式栓钉1，通过基部11增大直径来大幅度提高栓钉的抗剪强度，满足钢与高强或超高性能混凝土4之间剪力的要求。通过上部分体部12来满足“圆柱头焊钉连接件焊钉长度不应小于其杆径的4倍”的要求，并且保持良好的延性。具有避免群钉效应，施工便捷，减小栓钉个数和高度，在提高受剪承载力的同时不降低延性的优点。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分体式栓钉，其特征在于，包括：基部和多个分体部，所述分体部包括第一部和第二部，所述第一部的一端和所述第二部连接，所述第一部的另外一端连接于所述基部，多个所述分体部的第一部和所述基部构成栓杆，多个所述分体部的第二部构成栓帽，相邻的所述分体部之间具有缝隙，所述缝隙中填充有弹性分隔材料。

2.根据权利要求1所述的分体式栓钉，其特征在于，所述缝隙沿缝隙沿轴向贯穿至所述栓钉的基部上端，沿径向贯穿所述栓钉。

3.根据权利要求1所述的分体式栓钉，其特征在于，所述分体式栓钉的整体长径比为2，所述分体部的高度与宽度的比值大于等于4。

4.根据权利要求3所述的分体式栓钉，其特征在于，所述栓杆的直径为30～50mm，所述栓帽的直径为45～75mm，所述栓帽的高度为12～15mm，所述分体式栓钉的整体高度为60～100mm。

5.根据权利要求4所述的分体式栓钉，其特征在于，所述缝隙的宽度为4～8mm。

6.根据权利要求4所述的分体式栓钉，其特征在于，所述基部的高度为8～16mm。

7.根据权利要求1所述的分体式栓钉，其特征在于，所述分体部为两个或者四个。

8.根据权利要求1所述的分体式栓钉，其特征在于，所述基部和所述分体部的材质为ML15、ML15AL、Q345、Q390、Q420或者Q460。

9.根据权利要求1所述的分体式栓钉，其特征在于，所述缝隙中填充有铝、锡、环氧树脂、填缝剂、密封胶、嵌缝膏或者建筑结构胶。

10.根据权利要求1所述的分体式栓钉，其特征在于，所述分体式栓钉还包括被焊物，所述基部焊接于所述被焊物，所述被焊物为钢板、工字型钢、H型钢或者钢管。

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