CN112797065A - 一种分体式螺栓及其制作和应用 - Google Patents

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张树琛
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Abstract

一种分体式螺栓，包括栓帽和螺杆，栓帽由多个栓帽分体部组成，螺杆由螺杆基部和多个螺杆分体部组成，其中，相邻的栓帽分体部之间有间隙，以填充材料填充，相邻的螺杆分体部之间有间隙且不填充。本发明还提供了分体式螺栓的制作方法，将高强螺栓经机床从栓帽向螺杆切不完全贯通缝，并在栓帽上形成的贯通缝中设置填充材料。本发明还提供了分体式螺栓的应用，将螺杆基部穿入开孔钢板或者钢/混凝土梁，并用垫片和螺母与紧固，提高抗剪承载力的同时也增加了延性。本发明通过增大螺杆直径大幅度提高螺栓的抗剪强度，通过各个分体部的弯曲变形保持良好的延性。本发明受力性能良好，施工简捷，便于拆卸，更好地满足高强钢或超高性能混凝土连接的需求。

Description

一种分体式螺栓及其制作和应用
技术领域
本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种分体式螺栓及其制作和应用。
背景技术
钢-混凝土组合结构以其良好的受力性能、便捷的施工方法和较好的综合效益在工程中得到广泛应用。剪力连接件作为其中的关键部件，其抗剪性能直接影响组合结构的整体性能。高强螺栓作为剪力连接件的重要类型之一，具有强度高、刚度大、连接紧密、易安装、可拆卸等优点，是优先选用的连接件。
螺栓连接作为工程结构连接的主要形式，在装配式钢结构和组合结构现场安装中大量使用。但建筑结构高强化和装配化趋势对连接及节点性能提出了更高的要求，随着高强钢和超高性能混凝土在建筑工程中越来越多的应用，目前的剪力连接件可能无法承担其随之增长的剪应力，很有可能发生脆性破坏。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种分体式螺栓及其制作和应用，该螺栓具有承载力高且延性好的特点，能更好地满足高强钢或超高性能混凝土连接的需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种分体式螺栓，包括栓帽11和螺杆12，所述栓帽11由多个栓帽分体部111组成，所述螺杆12由螺杆基部122和多个螺杆分体部121组成，其中，相邻的栓帽分体部111之间有间隙，以填充材料2填充，相邻的螺杆分体部121之间有间隙且不填充。
另外，本发明还可以具有如下附加的技术特征：
所述间隙沿轴向贯穿至螺栓的螺杆基部122上端，且在轴向贯穿部位，间隙沿径向完全贯穿。
所述间隙的宽度为1～6mm，所述螺杆基部122的高度为30～80mm。
所述螺杆12为部分无螺纹杆部和有螺纹杆部，或均为有螺纹杆部。
所述栓帽分体部111和螺杆分体部121的数量相等且对应设置，即相邻栓帽分体部111的间隙平面与相邻螺杆分体部121的间隙平面一一对应处于同一平面。
所述栓帽分体部111和螺杆分体部121均为两个或四个。
所述填充材料2为钢片、垫片或者建筑结构胶。
所述的分体式螺栓为高强度大六角头螺栓，规格为M20～M48。
本发明还提供了所述分体式螺栓的制作方法，将高强螺栓经机床从栓帽11向螺杆12切不完全贯通缝，并在栓帽11上形成的贯通缝中设置填充材料2。
本发明还提供了所述分体式螺栓的应用，将螺杆基部122穿入开孔钢板5或者钢/混凝土梁6，并用垫片3和螺母4与紧固。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、多个分体部能够使分体式螺栓有良好的延性，各个分体部的刚度小，更容易弯曲变形，实现承载力高延性好的效果，能更好地发挥结构的性能。
2、螺栓的直径大于规范规定的常用螺栓的规格，通过增大螺杆直径来大幅度提高螺栓连接件的抗剪承载力，同时采用高强度大六角头螺栓，能满足高强钢或超高性能混凝土之间剪力的要求，进而满足抗剪连接件的强度要求。
3、本发明分体式螺栓可用垫片和螺母与开孔钢板紧固，提高抗剪承载力的同时也增加了延性。
综上，本发明受力性能良好，施工简捷，便于拆卸，更好地满足高强钢或超高性能混凝土连接的需求。
附图说明
图1为本申请的实施例提供的一种分体式螺栓的示意图。
图2为图1的主视图。
图3为图1中的分体式螺栓与钢-混凝土组合梁的示意图。
图4为图1中的分体式螺栓在钢节点连接中的示意图。
图5为本申请的实施例提供的第二种分体式螺栓的示意图。
图6为图5的主视图。
图标：1-分体式螺栓；11-栓帽；111-栓帽分体部；12-螺杆；121-螺杆分体部；122-螺杆基部；2-填充材料；3-垫片；4-螺母；5-开孔钢板；6-钢或混凝土梁。
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。
实施例
请参照图1，本申请的实施例提供了一种分体式螺栓1，包括：栓帽11和螺杆12，栓帽11由多个栓帽分体部111组成，螺杆12由螺杆基部122和多个螺杆分体部121组成，相邻的栓帽分体部111和相邻的螺杆分体部121之间均有间隙，栓帽分体部111之间的间隙用填充材料2填充，螺杆分体部121之间的间隙不填充，本实施例中，填充材料2为钢片。
在应用时，分体式螺栓1用垫片3和螺母4与开孔钢板5连接。
多个分体部能够使分体式螺栓1有良好的延性，各个分体部的刚度小，更容易弯曲变形，实现承载力高延性好的效果，能更好地发挥结构的性能。通过增大螺杆12直径来大幅度提高螺栓连接件的抗剪承载力，满足高强钢或超高性能混凝土之间剪力的要求。
在本实施例中，分体式螺栓1选用高强度大六角头螺栓，螺栓的规格为M20～M48，能够满足抗剪连接件的强度要求。其中，栓帽11和螺杆12的材质为20MnTiB、ML20MnTiB或者35VB。垫片3和螺母4的材质为45、35或者ML35。开孔钢板5的材质为Q235、Q345、Q420、Q460或者Q690。
在本实施例中，分体式螺栓1为高强螺栓经机床从栓帽11向螺杆12切不完全贯通缝制作而成。
在本实施例中，通过数控等离子切割机等方式对栓帽11和螺杆12进行缝隙切割，切割成多个栓帽分体部111和多个螺杆分体部121，并且留下未切割部分作为螺杆基部122。其中，缝隙的宽度为1～6mm，基部的高度为30～80mm。
具体地，缝隙沿轴向贯穿至螺杆基部12上端，并在管穿处沿径向贯穿螺栓。这样的设计在满足使用要求的前提下，方便在栓帽分体部111间隙填充材料。在本实施例中，栓帽分体部111的间隙中可以填充钢片、垫片或者建筑结构胶。
比如图1所示的一种分体式螺栓1，螺栓规格为M22，切割为4个分体部，切割缝宽度为2mm，螺杆底部留有未切割区域(螺杆基部122)，在缝隙内填充钢片。
比如图4所示的第二种分体式螺栓1，螺栓规格为M24，切割为2个分体部，切割缝宽度为2mm，螺杆底部留有未切割区域(螺杆基部122)，在缝隙内填充钢片。
由于螺杆12的直径较之普通螺杆的直径增大，其抗剪强度得到提升，又由于各个分体部的弯曲变形，在提升了抗剪承载力的同时，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的组合结构(比如形成图3所示的结构)或者钢节点(比如形成图4所示的结构)。即，分体式螺栓1的直径大于规范规定的常用螺栓的规格，能够大幅度提高其抗剪强度，并且由于设计有分体部，使得直径扩大后，分体式螺栓1整体的延性能够保持。
同时还可以选择分体部的数量为两个(比如图5和图6所示的第二种分体式螺栓)或者四个(比如图1所示的一种分体式螺栓)，分体部能够使得分体式螺栓1保持延性即可。
分体式螺栓1的螺杆12既可为部分无螺纹杆部和有螺纹杆部，也可均为有螺纹杆部。
加工完成后，分体式螺栓1用垫片3和螺母4与开孔钢板5紧固。其中，开孔钢板的孔径采用标准圆孔，并符合JGJ82-2001《钢结构高强度螺栓连接技术规程》6.2.1条高强度螺栓连接构件制孔允许偏差的规定。螺栓连接时采用扭矩扳手，先调节扭矩，再紧固螺栓。螺栓连接操作简单，省时省力，方便施工。
本实施例的分体式螺栓1既可用于钢结构的节点连接，也可用作钢-混凝土组合结构的连接件，抗剪承载力高且延性好，还可以减少螺栓数量，操作简捷，方便拆卸，施工灵活。
综上，本申请的分体式螺栓1，各个分体部的刚度小，更容易弯曲变形，保持良好的延性。分体式螺栓1用垫片3和螺母4与开孔钢板5紧固，提高抗剪承载力的同时也增加了延性，能更好地发挥结构的性能，更好地满足高强钢或超高性能混凝土连接的需求。
以上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)

1.一种分体式螺栓，包括栓帽(11)和螺杆(12)，其特征在于，所述栓帽(11)由多个栓帽分体部(111)组成，所述螺杆(12)由螺杆基部(122)和多个螺杆分体部(121)组成，其中，相邻的栓帽分体部(111)之间有间隙，以填充材料(2)填充，相邻的螺杆分体部(121)之间有间隙且不填充。
2.根据权利要求1所述分体式螺栓，其特征在于，所述间隙沿轴向贯穿至螺栓的螺杆基部(122)上端，且在轴向贯穿部位，间隙沿径向完全贯穿。
3.根据权利要求1所述分体式螺栓，其特征在于，所述间隙的宽度为1～6mm，所述螺杆基部(122)的高度为30～80mm。
4.根据权利要求1所述分体式螺栓，其特征在于，所述螺杆(12)为部分无螺纹杆部和有螺纹杆部，或均为有螺纹杆部。
5.根据权利要求1所述分体式螺栓，其特征在于，所述栓帽分体部(111)和螺杆分体部(121)的数量相等且对应设置，即相邻栓帽分体部(111)的间隙平面与相邻螺杆分体部(121)的间隙平面一一对应处于同一平面。
6.根据权利要求1或5所述分体式螺栓，其特征在于，所述栓帽分体部(111)和螺杆分体部(121)均为两个或四个。
7.根据权利要求1所述分体式螺栓，其特征在于，所述填充材料(2)为钢片、垫片或者建筑结构胶。
8.根据权利要求1所述分体式螺栓，其特征在于，其为高强度大六角头螺栓，规格为M20～M48。
9.权利要求1所述分体式螺栓的制作方法，其特征在于，将高强螺栓经机床从栓帽(11)向螺杆(12)切不完全贯通缝，并在栓帽(11)上形成的贯通缝中设置填充材料(2)。
10.权利要求1所述分体式螺栓的应用，其特征在于，将螺杆基部(122)穿入开孔钢板(5)或者钢/混凝土梁(6)，并用垫片(3)和螺母(4)与紧固。
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