CN115076200A - 一种高强螺栓剪力连接件 - Google Patents

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沈敏慧
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Abstract

本发明提供了一种高强螺栓剪力连接件，包括螺栓、垫块、第一扩孔螺母、第二扩孔螺母，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母设有螺纹孔，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母被配置为能够与所述螺栓啮合，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母沿螺纹的延伸方向分为粗段和细段，所述垫块设有开孔，所述第一扩孔螺母的细段的外壁面与所述垫块的开孔相匹配。本发明通过扩孔螺母和垫块相结合，保证了高强螺栓的抗剪强度；通过螺栓的可拆卸方式连接，方便拆卸，可重复使用。

Description

一种高强螺栓剪力连接件
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体地，涉及一种高强螺栓剪力连接件。
背景技术
装配式钢-混凝土组合梁是一种有效利用钢材和混凝土力学性能的构件，不仅自重小，延性好，还可以通过快速装配、减少湿作业来提高经济效益。剪力连接件作为钢-混凝土组合梁的关键部件，其作用在于抵抗混凝土和钢梁之间的滑移，同时起到防掀起作用，其受力性能直接影响组合梁的整体受力性能。
近年来，高强螺栓作为剪力连接件的重要类型之一，相比于普通螺栓剪力连接件，高强螺栓通常施加预紧力，且自身刚度大，延性也能满足规范要求。此外，高强螺栓还具有连接紧密、易安装、可拆卸等优点，是装配式组合梁优先选用的剪力连接件。
然而，由于受到钢梁翼缘厚度的限制，往往在高强螺栓发生螺杆剪切破坏前，会发生钢梁翼缘的孔壁承压破坏，导致高强螺栓不能充分发挥其抗剪强度，从而限制了高强螺栓的应用范围。
为此，本发明提供一种高强螺栓剪力连接件，采用扩孔螺母和圆形钢垫块，以提高钢梁孔壁承压能力，使高强螺栓抗剪强度得到充分提高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种采用扩孔螺母和垫块的高强螺栓剪力连接件。
本发明提供的高强螺栓剪力连接件，包括螺栓、垫块、第一扩孔螺母、第二扩孔螺母，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母设有螺纹孔，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母被配置为能够与所述螺栓啮合，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母沿螺纹的延伸方向分为粗段和细段，所述垫块设有开孔，所述第一扩孔螺母的细段的外壁面与所述垫块的开孔相匹配。
进一步地，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的粗段为六角头螺母，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的细段为圆管。
优选地，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的粗段和细段一体成型。
优选地，所述螺栓的强度等级为4.8级-12.9级。
优选地，所述螺栓的直径d满足14mm≤d≤30mm。
优选地，所述圆管的外径D1＝d+8mm。
优选地，所述垫块为圆柱形，所述垫块的开孔直径D2满足D1+1mm≤D2≤D1+2mm，所述垫块的外径D3满足2d≤D3≤3d。
优选地，所述连接件与板材连接时，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的粗段位于两端，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的细段位于中间，所述第一扩孔螺母的粗段压紧所述垫块，所述第一扩孔螺母的细段置于所述垫块的开孔内，所述第二扩孔螺母的粗段压紧所述板材，所述第二扩孔螺母的细段置于所述板材的开孔内。
优选地，所述第二扩孔螺母的细段长度等于所述板材的厚度。
优选地，所述第一扩孔螺母的细段长度等于所述垫块的厚度减去5mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的高强螺栓剪力连接件，通过扩孔螺母和垫块相结合，保证了高强螺栓的抗剪强度；通过螺栓的可拆卸方式连接，方便拆卸，可重复使用。
2、本发明提供的高强螺栓剪力连接件，通过增大开孔孔壁与圆管的接触面积，提高孔壁承压承载力，保证高强螺栓的强度，而非通过增大连接的板材的厚度，提高了连接件的适应性。
3、本发明提供的高强螺栓剪力连接件，圆形垫块相较于其他形状，能够更好传递各向剪力，保证各方向的受力均匀。
4、本发明提供的高强螺栓剪力连接件，在用于钢梁与预制混凝土板的连接时，波纹管起到模板的作用，无需在预留孔位置拆模，节约成本；波纹管的使用提高了后填料与周围混凝土的接触性能；波纹管与连接件的垫块配合使用，实现了预制混凝土板和连接件的准确定位，快速组装，提高了装配效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的高强螺栓剪力连接件的连接示意图；
图2为本发明实施例提供的高强螺栓剪力连接件的连接时的剖视图；
图3为本发明实施例提供的高强螺栓剪力连接件的组对示意图；
图4为本发明实施例提供的高强螺栓剪力连接件的波纹管示意图；
图5为本发明实施例提供的高强螺栓剪力连接件带波纹管时的剖视图；
图6为本发明实施例提供的高强螺栓剪力连接件的整体示意图；
图7为本发明实施例提供的高强螺栓剪力连接件的扩孔螺母示意图。
图中：
1-螺栓，21-第一扩孔螺母，22-第二扩孔螺母，3-垫块，4-板材，5-波纹管，6-预制混凝土板，7-钢梁。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种高强螺栓剪力连接件，通过扩孔螺母和垫块提高钢梁孔壁承压承载力，使高强螺栓抗剪强度获得充分发挥。
如图1、图2和图6所示，本发明实施例的连接件包括螺栓1、第一扩孔螺母21、第二扩孔螺母22和垫块3。
螺栓1为高强螺栓，具体可以选择六角头螺栓。螺栓1的强度等级为4.8级至12.9级，螺栓1的直径d为14-30mm。
如图7所示，第一扩孔螺母21和第二扩孔螺母22除长度不同之外，具有相同的结构。第一扩孔螺母21、第二扩孔螺母22开有螺纹孔，能够与螺栓1相啮合，在组装时，第一扩孔螺母21、第二扩孔螺母22与螺栓1连接。
第一扩孔螺母21和第二扩孔螺母22为两段式结构，包括粗段和细段，粗段和细段带有相同的内螺纹。本实施例中，第一扩孔螺母21、第二扩孔螺母22的粗段为六角头螺母，第一扩孔螺母21、第二扩孔螺母22的细段为圆管。本实施例中，粗段与细段一体成型后再加工内螺纹。
第一扩孔螺母21、第二扩孔螺母22的细段的外径D1＝d+8mm。
如图1和图2所示，垫块3上带有开孔，开孔的大小与第一扩孔螺母21或第二开孔螺母22的细段的外径相匹配，使第一扩孔螺母21或第二扩孔螺母22的细段能够伸入垫块3的开孔内。垫块3的开孔直径D2满足D1+1mm≤D2≤D1+2mm。本实施例中，垫块3为圆柱形钢垫块，垫块3的外径D3满足2d≤D3≤3d。
如图1和图2所示，本实施例的连接件用于板材4的连接时，在板材4上也开有孔，且开孔的大小与垫块3的开孔大小一致。垫块3与板材4相贴，螺栓1从垫块3、板材4的开孔中穿过，第一扩孔螺母21、第二扩孔螺母22分别从两端压紧垫块3和板材4。具体地，第一扩孔螺母21的细段伸入垫块3的开孔中，第二扩孔螺母22的细段伸入板材4的开孔中，通过在螺栓1上转动第一扩孔螺母21、第二扩孔螺母22，能够将垫块3和板材4压紧。
本实施例中，第二扩孔螺母22的细段的长度等于板材4的厚度，第一扩孔螺母21的细段的长度为垫块3的厚度减去5mm，这样可以避免第一扩孔螺母21和第二扩孔螺母22相抵触，并能尽量提高螺栓1的抗剪强度。
如图3所示，本实施例的连接件可以用于工字型钢梁7的连接，此时板材4即为钢梁7的翼缘，在翼缘上位于腹板的两侧均可以连接一套连接件。
如图4和图5所示，在土木工程的一项具体施工工艺中，钢梁7的翼缘上安装有预制混凝土板6，预制混凝土板6内通过波纹管5预留有安装孔，连接件即在安装孔内与钢梁7连接。波纹管5的内径等于垫块3的外径D3，并与垫块3对中嵌套，当连接件在波纹管5内组装连接之后，在波纹管5内浇注高性能后填料。
本实施例中，波纹管5可以为PVC管。
如图4和图5所示，本实施例的连接件用于土木工程工艺的具体施工方法为：将钢梁7、垫块3预制完成，并加工开孔；将波纹管5与混凝土一起浇注形成预制混凝土板6，形成预留孔；从下至上依次将第二扩孔螺母22、钢梁7、垫块3、第一扩孔螺母21通过螺栓1连接；将预制混凝土板6的预留孔位置与垫块3对齐，通过波纹管5套在垫块3上完成组装；组装完成后在波纹管5内浇注高性能后填料。以上即实现了钢梁7与预制混凝土板6的连接。
当需要将钢梁7与预制混凝土板6拆除时，只需要将第二扩孔螺母22拧下，即可实现钢梁7与预制混凝土梁6的分离，做到快速拆装，保证各方向受力均匀的同时提高了钢梁7的孔壁承压能力。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种高强螺栓剪力连接件，其特征在于，包括螺栓、垫块、第一扩孔螺母、第二扩孔螺母，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母设有螺纹孔，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母被配置为能够与所述螺栓啮合，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母沿螺纹的延伸方向分为粗段和细段，所述垫块设有开孔，所述第一扩孔螺母的细段的外壁面与所述垫块的开孔相匹配。
2.根据权利要求1所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的粗段为六角头螺母，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的细段为圆管。
3.根据权利要求2所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的粗段和细段一体成型。
4.根据权利要求2所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述螺栓的强度等级为4.8级-12.9级。
5.根据权利要求4所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述螺栓的直径d满足14mm≤d≤30mm。
6.根据权利要求5所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述圆管的外径D1＝d+8mm。
7.根据权利要求6所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述垫块为圆柱形，所述垫块的开孔直径D2满足D1+1mm≤D2≤D1+2mm，所述垫块的外径D3满足2d≤D3≤3d。
8.根据权利要求7所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述连接件与板材连接时，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的粗段位于两端，所述第一扩孔螺母、所述第二扩孔螺母的细段位于中间，所述第一扩孔螺母的粗段压紧所述垫块，所述第一扩孔螺母的细段置于所述垫块的开孔内，所述第二扩孔螺母的粗段压紧所述板材，所述第二扩孔螺母的细段置于所述板材的开孔内。
9.根据权利要求8所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述第二扩孔螺母的细段长度等于所述板材的厚度。
10.根据权利要求9所述的高强螺栓剪力连接件，其特征在于，所述第一扩孔螺母的细段长度等于所述垫块的厚度减去5mm。
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