一种柔性展开式抗剪连接件的制作方法

本实用新型涉及建筑技术领域，特别是一种柔性展开式抗剪连接件。

背景技术：

目前，随着装配式结构和型钢混凝土结构应用的日益广泛，新旧混凝土以及型钢与混凝土的连接问题日益增多。新旧混凝土的粘接效果或型钢与混凝土的连接效果直接关系整个结构的受力性能。现阶段的新旧混凝土连接面通常采用弯筋抵抗剪力，型钢混凝土结构在型钢表面焊接栓钉抵抗剪力。

现有的弯筋、栓钉抗剪连接件存在以下几个方面的问题：

1)弯筋是利用钢筋的抗拉强度抵抗剪力，其只能抵抗特定方向的剪力，其它方向的剪力不能发挥钢筋的抗拉强度，抵抗剪力效果较差，而结构一般是多向受力，尤其是在地震作用下，结构构件受力方向多重叠加且无法判断，新旧混凝土结合面是构件的薄弱部位，抗剪能力显得尤为重要。

2)弯筋抵抗剪力时仅利用钢筋周边的混凝土的锚固作用，容易发生拔出破坏或者混凝土锥形破坏。

3)栓钉在荷载作用下，栓钉承受弯矩、剪力、拉力作用，栓钉类似于悬臂结构，栓钉顶部产生较大的弯曲变形，继而使栓钉根部受力更大，经常发生栓钉根部与型钢焊接部位被剪坏或者拉裂破坏。

4)栓钉抵抗弯曲变形，需要有一定的刚度。在荷载作用下，栓钉如同刀片一样作用于混凝土，混凝土局压荷载很大，形成对混凝土的劈裂作用。

5)栓钉是利用栓钉的刚度抵抗弯矩，抗剪强度抵抗剪力，未充分利用钢材抗拉强度高的优点。

为此我们研发了一种柔性展开式抗剪连接件，用以解决以上缺点。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种柔性展开式抗剪连接件，具有提高抗剪方向多样性，提高受力合理性，增大受力面积等优点。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种柔性展开式抗剪连接件，包括一抗剪螺杆、一旋转式限位器与多根抗拉钢丝，所述抗剪螺杆的中部位置处垂直设有一限位环，所述抗拉钢丝的一端处穿过所述限位环设置，所述旋转式限位器穿设在所述抗剪螺杆上，并且设置在所述限位环的下侧，旋紧所述旋转式限位器，所述旋转式限位器将辐射状的所述抗拉钢丝压接在所述限位环的底端处。

优选的，所述抗剪螺杆的两端处设有左旋外螺纹，所述抗剪螺杆的中部位置处还设有光杆，所述光杆设置在所述限位环的下侧，所述限位环和所述限位环下侧的所述左旋外螺纹的最短距离小于所述旋转式限位器的厚度。便于旋转式限位器的旋转固定。

优选的，为了使各方向的剪切力受力均匀，所述限位环设有圆周均布的插孔，所述插孔为上大下小的开口结构，所述插孔的底端处设有一第一锥面，所述第一锥面远离所述抗剪螺杆设置。

优选的，为了便于抗拉钢丝的一端固定，所述旋转式限位器为中空的圆柱形结构，所述旋转式限位器的内部自上而下依次设有一第二锥面与一左旋内螺纹，所述第二锥面与所述抗剪螺杆之间围设成一倒锥形区域。

优选的，为了便于抗拉钢丝的倒钩固定，所述抗拉钢丝的一端处设有一倒钩，所述抗拉钢丝穿设在所述插孔内，所述倒钩与所述限位环的底端处抵接，并且朝向所述抗剪螺杆设置。

优选的，为了与倒钩抵接，所述第二锥面与所述第一锥面之间压接有所述倒钩。

优选的，为了分散剪切力的受力方向，使受力合理，增大受力面积，所述抗剪螺杆的轴线垂直面与所述抗拉钢丝的夹角为α，0°<α<90°。

优选的，螺旋走向与受力方向同向，便于抗拉钢丝展开，所述左旋内螺纹与所述左旋外螺纹螺纹连接。所述左旋内螺纹与所述左旋外螺纹螺纹连接，所述左旋外螺纹的螺距p大于所述左旋外螺纹的牙根宽度b。便于提高抗剪螺杆的抗剪切性。

优选的，一种柔性展开式抗剪连接件的施工方法包括以下步骤：

1)先将所述旋转式限位器下侧的所述抗剪螺杆预埋入混凝土中，或者焊接在型钢上，或者使用植筋胶种植于混凝土中，转动所述旋转式限位器，所述旋转式限位器挤压所述倒钩，所述抗拉钢丝展开并形成360°的圆锥形结构；

2)再将连接件浇筑混凝土，所述抗拉钢丝、所述抗剪螺杆与混凝土凝固并形成整体。

优选的，所述抗拉钢丝与所述抗剪螺杆依次抵抗新旧混凝土之间的剪力和滑移。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1)在新旧混凝土结合面，抗拉钢丝展开后形成360°的圆锥，无论剪力方向如何变化，总有部分抗拉钢丝与剪力方向形成小于90°的夹角α，充分利用抗拉钢丝抗拉强度高的优势，避免了弯筋抗剪方向单一的缺点；

2)抗拉钢丝首先发挥作用，而后抗剪螺杆才发挥作用，先柔后刚，作用机理相较于栓钉发生改变，受力更加合理，减少了栓钉对混凝土的劈裂作用；

3)抗拉钢丝辐射状发散，符合力的扩散途径，且可使参与受力的混凝土面积的增加，协同工作性好。

附图说明

附图1为本实用新型所述柔性展开式抗剪连接件在抗拉钢丝展开前的结构示意图；

附图2为本实用新型所述柔性展开式抗剪连接件在抗拉钢丝展开后的的结构示意图；

附图3为本实用新型所述柔性展开式抗剪连接件的结构示意图；

附图4为本实用新型所述抗剪螺杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

附图1至附图4中，一种柔性展开式抗剪连接件，包括一抗剪螺杆10、一旋转式限位器20与多根抗拉钢丝30。

抗剪螺杆10的中部位置处垂直设有一限位环12，抗拉钢丝30的一端处穿过限位环12设置，旋转式限位器20穿设在抗剪螺杆10上，并且设置在限位环12的下侧，旋紧旋转式限位器20，旋转式限位器20将辐射状的抗拉钢丝30压接在限位环12的底端处。限位环12与旋转式限位器20的配合使用，将抗拉钢丝30的一端压紧。

为了使抗拉钢丝30呈均布的辐射状，受力均布，抗剪螺杆10的两端处设有左旋外螺纹11，抗剪螺杆10的中部位置处还设有光杆13，光杆13设置在限位环12的下侧。限位环12设有圆周均布的插孔121，插孔121为上大下小的开口结构，插孔121的底端处设有一第一锥面122，第一锥面122远离抗剪螺杆10设置。

旋转式限位器20为中空的圆柱形结构，旋转式限位器20的内部自上而下依次设有一第二锥面21与一左旋内螺纹22，第二锥面21与抗剪螺杆10之间围设成一倒锥形区域25。第二锥面21与第一锥面122之间压接有倒钩31。

抗拉钢丝30的一端处设有一倒钩31，抗拉钢丝30穿设在插孔121内，倒钩31与限位环12的底端处抵接，并且朝向抗剪螺杆10设置。便于倒钩31与插孔121卡合。

抗剪螺杆10的轴线垂直面与抗拉钢丝30的夹角为α，0°<α<90°，优选α为49°，69°和87°等，α为49°时混凝土的抗剪切受力面积大于α为87°时的抗剪切受力面积，使混凝土结合面的抗剪切力先由抗拉钢丝30承载，再由抗剪螺栓10承载，采用先软后硬的抗剪切力方式，受力分布更加合理。

左旋内螺纹22与左旋外螺纹11螺纹连接。左旋外螺纹11的螺距p大于左旋外螺纹11的牙根宽度b。提高抗剪螺杆10的抗剪性。

限位环12和限位环12下侧的左旋外螺纹11的最短距离小于旋转式限位器20的厚度。减少旋转式限位器的固定时间。

一种柔性展开式抗剪连接件的施工方法包括以下步骤：

1)先将旋转式限位器下侧的抗剪螺杆预埋入混凝土中，或者焊接在型钢上，或者使用植筋胶种植于混凝土中，转动旋转式限位器，旋转式限位器挤压倒钩，抗拉钢丝展开并形成360°的圆锥形结构。

2)再将连接件浇筑混凝土，抗拉钢丝、抗剪螺杆与混凝土凝固并形成整体。抗拉钢丝与抗剪螺杆依次抵抗新旧混凝土之间的剪力和滑移。

工作过程：将旋转式限位器20下部抗剪螺杆10预埋入混凝土(可采用植筋胶种植于混凝土，或者对于钢结构使用焊接方式焊接于型钢表面)，转动旋转式限位器20，旋转式限位器20顺着抗剪螺杆10前进，挤压抗拉钢丝30锥形头，抗拉钢丝30展开，浇筑混凝土并进行养护后，本抗剪连接件与混凝土形成整体。在新旧混凝土结合面，抗拉钢丝30展开后形成360°的圆锥，无论剪力方向如何变化，总有部分抗拉钢丝30与剪力方向形成小于90°的夹角α。通过旋转旋转式限位器20，将抗拉钢丝30由合并状态展开为辐射状态，犹如“蒲公英状”，浇筑混凝土后，抗拉钢丝30与混凝土锚固成为整体。当新旧混凝土之间的剪力较小时，抗拉钢丝30变形大于抗剪螺杆10，抗拉钢丝30首先承受荷载，可充分利用抗拉钢丝30抗拉强度高的优点，抵抗新旧混凝土之间的剪力和滑移。当剪力增大到一定的程度后，抗拉钢丝30进入塑性变形，抗剪螺杆10开始发挥作用，抵抗剪力。

本实用新型具有下列优点：

1)在新旧混凝土结合面，抗拉钢丝展开后形成360°的圆锥，无论剪力方向如何变化，总有部分抗拉钢丝与剪力方向形成小于90°的夹角α，充分利用抗拉钢丝抗拉强度高的优势，避免了弯筋抗剪方向单一的缺点。

2)抗拉钢丝首先发挥作用，而后抗剪螺杆才发挥作用，先柔后刚，作用机理相较于栓钉发生改变，受力更加合理，减少了栓钉对混凝土的劈裂作用。

3)抗拉钢丝辐射状发散，符合力的扩散途径，且可使参与受力的混凝土面积的增加，协同工作性好。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

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