CN112593476A - 一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及结构工程技术领域，特指一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，包括钢梁、预制混凝土板与高强螺栓群连接件，本发明采用由钢梁、预制混凝土板与高强螺栓群连接件拼装组成，其构件均可在工厂定制生产，且易于加工；且各构件在现场施工阶段安装便捷，装配化程度高，且无须进行湿作业，有效减少了扬尘等污染排放；在保证钢梁与混凝土板可靠联结的同时，提高施工效率，且本发明包含的构件均可拆卸，便于结构构件的回收及重复利用，节约资源；此外，对于损坏的部位也可及时更换，可延长结构的整体使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，特指一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构。
背景技术
钢-混凝土组合梁是将钢梁与混凝土板通过抗剪连接件连接而成的组合结构，同时具备钢梁和混凝土两种材料的性质并充分发挥各自材料的优点，在建筑结构、桥梁工程中应用广泛。抗剪连接件是确保组合梁中钢梁与混凝土板能够协同工作的关键元件，目前对其研究和应用较多的是栓钉连接件，虽然栓钉拥有优异的力学性能，但其损伤破坏后不易拆卸更换。高强螺栓具有连接紧密、易拆卸、耐疲劳等优点，作为紧固件在钢结构中应用广泛，同时也能够替代传统栓钉应用到钢-混组合梁中以提高装配及施工效率。当螺栓连接件采用常规分散均匀布置时，对预制混凝土板上预留孔的加工精度要求较高，且分散孔洞布置的形式也不利于提高施工效率。本发明基于上述问题，提出了一种采用高强螺栓群连接的装配式钢-混组合梁结构，在保证钢梁与混凝土板可靠联结的同时，提高施工效率；对埋入混凝土板中的螺杆部分采用了橡胶包裹，可有效避免高强螺栓连接件之间的混凝土先于连接件破坏；采用扩大截面形式的钢制垫片相比常规垫片增大了螺帽与混凝土之间的接触面积，减小应力集中，能有效抑制混凝土板预留定位孔周围裂缝的开展。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，在保证钢梁与混凝土板可靠联结的同时，提高施工效率，并能防止高强螺栓连接件之间的混凝土先于连接件破坏，并可有效抑制预制混凝土板表面以及定位孔周围裂缝的开展。
为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：
一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，包括钢梁、预制混凝土板与高强螺栓群连接件，钢梁包括钢梁上翼缘、钢梁腹板与钢梁下翼缘，钢梁腹板一端固定于钢梁上翼缘中间，钢梁腹板另一端固定于钢梁下翼缘中间，钢梁上翼缘上设有多个钢梁预留定位孔，预制混凝土板包括混凝土板，混凝土板内通过预埋多根钢管或PVC管成型制成多个混凝土板预留定位孔，混凝土板内设有横向钢筋与纵向钢筋组成的钢筋网，高强螺栓群连接件包括多个高强螺栓连接件，高强螺栓连接件包括扩大截面形式的钢制垫片、高强螺杆、垫圈与螺母，扩大截面形式的钢制垫片上设有多个钢制垫片预留定位孔，高强螺杆依次穿过钢制垫片预留定位孔、混凝土板预留定位孔与钢梁预留定位孔，并通过垫圈以及螺母实现将预制混凝土板与工字型钢梁固定。
根据上述方案，所述钢梁采用工字型钢梁、H型钢梁或箱型钢梁，钢梁预留定位孔的孔径略大于高强螺杆直径1.5mm-3mm。
根据上述方案，所述高强螺杆的长度可根据混凝土板的厚度进行选择，高强螺杆的直径可根据工程所需抗剪强度进行选择，高强螺杆采用8.8级或以上强度规格。
根据上述方案，所述混凝土板预留定位孔大于橡胶圈包裹后的高强螺杆直径2mm-4mm。
根据上述方案，所述高强螺杆的上端设有与扩大截面形式的钢制垫片对应的螺帽。
根据上述方案，所述高强螺杆的下端设有与螺母对应的螺纹。
根据上述方案，所述高强螺杆的上部与下部均套有橡胶圈，橡胶圈的高度为混凝土板厚度的三分之一，橡胶圈的孔径与螺杆直径相同，橡胶圈的厚度为2mm-3mm，且上部的橡胶圈上表面与螺帽下表面相齐平，下部的橡胶圈下表面与钢梁上翼缘上表面相齐平。
根据上述方案，所述高强螺栓连接件的布置需满足孔距大于3d0，端距大于2d0。
根据上述方案，所述高强螺栓连接件施加预拉力时采用扭矩扳手。
根据上述方案，所述扩大截面形式的钢制垫片需满足孔距大于3d0，端距大于2d0，厚度为6mm-8mm。
本发明有益效果：
1)本发明提供的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混凝土组合梁结构工业化程度高，其构件均可在工厂定制生产，且易于加工；且各构件在现场施工阶段安装便捷，装配化程度高，且无须进行湿作业，有效减少了扬尘等污染排放；
2)本发明采用橡胶圈对高强螺杆进行包裹，使组合梁在工作阶段螺杆承受纵向剪力时，橡胶圈可以产生一定的变形，可吸收一部分能量，提高了结构的耗能性能；同时也可避免高强螺栓连接件之间的混凝土先于连接件发生破坏；
3)本发明采用扩大截面形式的钢制垫片，增大了高强螺杆的螺帽与预制混凝土板之间的接触面积，减小应力集中，可有效抑制混凝土板表面以及混凝土板预留定位孔周围裂缝的开展；
4)本发明包含的构件均可拆卸，便于结构构件的回收及重复利用，节约资源；此外，对于损坏的部位也可及时更换，可延长结构的整体使用寿命。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明钢梁、预制混凝土板与高强螺栓群连接件装配示意图；
图3是本发明钢梁与高强螺栓群连接件截面示意图；
图4是本发明高强螺栓群连接件结构示意图。
1.钢梁；11.钢梁上翼缘；12.钢梁腹板；13.钢梁下翼缘；14.钢梁预留定位孔；2.预制混凝土板；21.混凝土板；22.混凝土板预留定位孔；3.高强螺栓群连接件；31.扩大截面形式的钢制垫片；32.螺帽；33.螺杆；34.橡胶圈；35.螺纹；36.垫圈；37.螺母；
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1至图4所示，本发明所述一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，包括钢梁1、预制混凝土板2与高强螺栓群连接件3，钢梁1包括钢梁上翼缘11、钢梁腹板12与钢梁下翼缘13，钢梁腹板12一端固定于钢梁上翼缘11中间，钢梁腹板12另一端固定于钢梁下翼缘13中间，钢梁上翼缘11上设有多个钢梁预留定位孔14，预制混凝土板2包括混凝土板21，混凝土板21内通过预埋多根钢管或PVC管成型制成多个混凝土板预留定位孔22，混凝土板2内设有横向钢筋与纵向钢筋组成的钢筋网，高强螺栓群连接件3包括多个高强螺栓连接件，且每个高强螺栓连接件均包括扩大截面形式的钢制垫片31、高强螺杆33、垫圈36与螺母37，扩大截面形式的钢制垫片31上设有多个钢制垫片预留定位孔，高强螺杆33依次穿过钢制垫片预留定位孔、混凝土板预留定位孔22与钢梁预留定位孔14，并通过垫圈36以及螺母37实现将预制混凝土板2与工字型钢梁1固定。以上所述构成本发明基本结构。
本发明采用由钢梁1、预制混凝土板2与高强螺栓群连接件3拼装组成，其构件均可在工厂定制生产，且易于加工；且各构件在现场施工阶段安装便捷，装配化程度高，且无须进行湿作业，有效减少了扬尘等污染排放；在保证钢梁1与混凝土板21可靠联结的同时，提高施工效率，且本发明包含的构件均可拆卸，便于结构构件的回收及重复利用，节约资源；此外，对于损坏的部位也可及时更换，可延长结构的整体使用寿命。
需要说明的是，采用高强螺栓群连接件3作为固定连接件，其连接方便，且牢度更高。
在本实施例中，所述钢梁1采用工字型钢梁、H型钢梁或箱型钢梁，钢梁预留定位孔的孔径略大于高强螺杆33直径1.5mm-3mm。便于螺杆33穿过。
在本实施例中，所述高强螺杆33的长度可根据混凝土板21的厚度进行选择，高强螺杆33的直径可根据工程所需抗剪强度进行选择，高强螺杆33采用8.8级或以上强度规格。强度更佳，使用寿命更长。
在本实施例中，所述高强螺杆33的上端设有与扩大截面形式的钢制垫片31对应的螺帽32。便于螺帽32将扩大截面形式的钢制垫片31锁紧于混凝土板21上表面，增大了高强螺杆33的螺帽32与预制混凝土板2之间的接触面积，减小应力集中。
在本实施例中，所述高强螺杆33的下端设有与螺母37对应的螺纹35。便于与螺母37配合锁紧。
在本实施例中，所述高强螺杆33的上部与下部均套有橡胶圈34，橡胶圈34的高度为混凝土板21厚度的三分之一，橡胶圈34的孔径与高强螺杆33直径相同，橡胶圈34的厚度为2mm-3mm，且上部的橡胶圈34上表面与螺帽32下表面相齐平，下部的橡胶圈34下表面与钢梁上翼缘11上表面相齐平。采用橡胶圈34对高强螺杆进行包裹，使组合梁在工作阶段高强螺杆33承受纵向剪力时，橡胶圈34可以产生一定的变形，可吸收一部分能量，提高了结构的耗能性能；同时也可避免高强螺栓连接件之间的混凝土板21先于连接件发生破坏。
在本实施例中，所述混凝土板预留定位孔22大于橡胶圈34包裹后的高强螺杆33直径2mm-4mm。进而可使橡胶圈34在组合梁在工作阶段螺杆承受纵向剪力时，产生变形。
在本实施例中，所述高强螺栓连接件的布置需满足孔距大于3d0，端距大于2d0。
在本实施例中，所述高强螺栓连接件施加预拉力时采用扭矩扳手。操作方便。
在本实施例中，所述扩大截面形式的钢制垫片31需满足孔距大于3d0，端距大于2d0，厚度为6mm-8mm。采用扩大截面形式的钢制垫片31，增大了高强高强螺栓33的螺帽32与预制混凝土板2之间的接触面积，减小应力集中，可有效抑制混凝土板2表面以及混凝土板预留定位孔22周围裂缝的开展。
以上对本发明实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：
包括钢梁(1)、预制混凝土板(2)与高强螺栓群连接件(3)，所述钢梁(1)包括钢梁上翼缘(11)、钢梁腹板(12)与钢梁下翼缘(13)，所述钢梁腹板(12)一端固定于钢梁上翼缘(11)中间，所述钢梁腹板(12)另一端固定于钢梁下翼缘(13)中间，所述钢梁上翼缘(11)上设有多个钢梁预留定位孔(14)，所述预制混凝土板(2)包括混凝土板(21)，所述混凝土板(21)内通过预埋多根钢管或PVC管成型制成多个混凝土板预留定位孔(22)，所述混凝土板(2)内设有横向钢筋与纵向钢筋组成的钢筋网，所述高强螺栓群连接件(3)包括多个高强螺栓连接件，所述高强螺栓连接件包括扩大截面形式的钢制垫片(31)、高强螺杆(33)、垫圈(36)与螺母(37)，所述扩大截面形式的钢制垫片(31)上设有多个钢制垫片预留定位孔，所述螺杆(33)依次穿过钢制垫片预留定位孔、混凝土板预留定位孔(22)与钢梁预留定位孔(14)，并通过垫圈(36)以及螺母(37)实现将预制混凝土板(2)与工字型钢梁(1)固定。
2.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述钢梁(1)采用工字型钢梁、H型钢梁或箱型钢梁，所述钢梁预留定位孔的孔径略大于高强螺杆(33)直径1.5mm-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述高强螺杆(33)的长度可根据混凝土板(21)的厚度进行选择，所述高强螺杆(33)的直径可根据工程所需抗剪强度进行选择，所述高强螺杆(33)采用8.8级或以上强度规格。
4.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述混凝土板预留定位孔(22)大于橡胶圈(34)包裹后的高强螺杆(33)直径2mm-4mm。
5.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述高强螺杆(33)的上端设有与扩大截面形式的钢制垫片(31)对应的螺帽(32)。
6.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述高强螺杆(33)的下端设有与螺母(37)对应的螺纹(35)。
7.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述高强螺杆(33)的上部与下部均套有橡胶圈(34)，所述橡胶圈(34)的高度为混凝土板(21)厚度的三分之一，所述橡胶圈(34)的孔径与高强螺杆(33)直径相同，所述橡胶圈(34)的厚度为2mm-3mm，且上部的橡胶圈(34)上表面与螺帽(32)下表面相齐平，下部的橡胶圈(34)下表面与钢梁上翼缘(11)上表面相齐平。
8.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述高强螺栓连接件的布置需满足孔距大于3d0，端距大于2d0。
9.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述高强螺栓连接件施加预拉力时采用扭矩扳手。
10.根据权利要求1所述的一种采用高强螺栓群连接的装配式钢混组合梁结构，其特征在于：所述扩大截面形式的钢制垫片(31)需满足孔距大于3d0，端距大于2d0，厚度为6mm-8mm。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114411964A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-04-29 | 西安建筑科技大学 | 一种采用铰制孔螺栓连接的预制装配式钢-混凝土组合梁及其施工方法 |
| CN114922326A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-08-19 | 燕山大学 | 适应于梁端自复位节点的可移动自复位楼盖结构体系 |
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2020
- 2020-12-30 CN CN202011611896.9A patent/CN112593476A/zh active Pending
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| CN114922326A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-08-19 | 燕山大学 | 适应于梁端自复位节点的可移动自复位楼盖结构体系 |
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