一种斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，连接对象为构件A和构件B，二者之间的连接界面由若干个斜平面相连而成，构件A和构件B内设置有穿过连接界面的连续纵向受力钢筋；根据受力需要，构件A和构件B内均可设置多圈平行于连接界面的封闭环状箍筋，以及在其中含有阴角的构件内设置有矩形封闭环状纵向拉结钢筋以防止阴角箍筋发生崩出破坏。本实用新型简化了连接端面的构造，提高了构件制作效率及装配施工的便利性，优化了端面剪力传递途径，改善了端面抗剪工作整体性，提高了端面抗剪性能。
【专利说明】
一种斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，属于建筑工程技术领域。
【背景技术】
[0002]21世纪以来，随着人们对居住条件和生活环境的要求不断提升，建筑业飞速发展。然而建筑业的发展造成严重的资源耗费和环境污染，迫使人们寻求建筑业的新出路。以预制装配式混凝土结构为特征的建筑工业化是实现住宅产业化和建筑节能减排的有效途径之一O
[0003]在预制装配式混凝土结构中，存在着大量装配构件之间的连接界面，该界面须要能够有效传递各种内力，如弯矩、剪力、轴力、扭矩等，其中剪力由于往往总体上平行于连接界面这一薄弱部位而成为连接界面是否有效的控制因素。
[0004]现有装配混凝土构件之间的抗剪连接方式主要有三种，即局部抗剪键连接、企口式搭接连接以及竖缝式预压摩擦连接。
[0005]局部抗剪键连接方式是在界面一侧预制构件端面设置单个或多个局部凸起，界面另一侧构件端面设置与之相互匹配的局部凹陷，工作时通过凸起与凹陷之间的直剪方式实现抗剪。这种方式存在的主要问题有:抗剪键(凸起与凹陷)部位的模板配置比较麻烦;抗剪键部位在施工时的对位较为困难;抗剪键以点式方式传递剪力，其有效传力面积削弱较多、传力能力及抗剪承载力较低;抗剪键本身存在局部受压和应力集中等不利的受力问题。
[0006]企口式搭接连接方式是在界面一侧预制构件端面下半高处伸出一个平台，界面另一侧预制构件端面上半高处伸出一个平台，后者伸出的平台匹配搭置到前者伸出的平台上，工作时两侧预制构件均通过各自伸出的平台部分所在的半截面进行抗剪。这种方式存在的主要问题是企口阴角处应力集中问题比较突出，容易形成撕角裂缝。
[0007]竖缝式预压摩擦连接方式，其预制构件连接界面为与界面剪力作用平面相平行的平面，然后采用与界面相垂直的预应力筋对界面形成预压作用而使界面依靠摩擦力进行抗剪。这种方式存在的主要问题是仅仅依赖摩擦力抗剪不易提供可靠的抗剪能力。
【实用新型内容】
[0008]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，解决现有装配混凝土构件抗剪连接方式存在的技术不足。
[0009]技术方案:为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0010]一种斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，该抗剪连接结构在纵轴线方向上连接的两个对象是构件A和构件B，纵轴线水平/竖直;构件A和构件B中至少有一个是预制构件，构件A的抗剪连接界面记为抗剪端面A，构件B的抗剪连接界面记为抗剪端面B，抗剪端面A和抗剪端面B的几何形状尺寸相匹配;选取水平/竖直参考面；
[0011]所述抗剪端面A/抗剪端面B为一个斜平面构成的斜坡结构或两个以上斜平面构成的锯齿面结构，所述斜平面的法线与水平/竖直参考面的夹角不垂直，斜平面的法线在水平/竖直参考面上的投影与纵轴线重叠或平行，若抗剪端面A/抗剪端面B为锯齿面结构，要求相邻两个斜平面的相交线水平/竖直；
[0012]所述构件A和构件B内设置有同时穿透抗剪端面A和抗剪端面B的纵向受力钢筋(优选预应力钢筋)，纵向受力钢筋水平/竖直。
[0013]根据施工或设计需要，在构件A和/或构件B的内部均可设置有平行于抗剪端面A/抗剪端面B的箍筋，所述箍筋为单圈或多圈(当构建截面较大时，可以选择多圈的结构，形成所谓的多肢箍，单圈箍筋称为双肢箍)封闭结构，箍筋将所有纵向受力钢筋包覆在内部。
[0014]优选的，若抗剪端面A/抗剪端面B为锯齿面结构，要求在含有阴角的构件内设置有平行于水平/竖直参考面的纵向拉结钢筋，纵向拉结钢筋的位置与形成对应阴角的箍筋弯折点一致;所述纵向拉结钢筋为矩形封闭结构，由抗剪连接界面向构件内部延伸，纵向拉结钢筋将由抗剪连接界面开始的最前面一组箍筋包覆在内。
[0015]根据防渗及施工需要，所述抗剪端面A和抗剪端面B直接固定相连，或通过胶结层(如高强砂浆或环氧树脂)固定相连。
[0016]为了降低连接端面几何复杂程度，根据连接界面承受剪力的方向及其变化情况，一般设计抗剪端面A/抗剪端面B为一个斜平面构成的斜坡结构或两个斜平面构成的锯齿面结构。
[0017]根据抗剪目的的需求和连接构件的具体结构，可以将构件A/构件B的连接界面设计为仅包含抗剪连接界面(即斜面连接界面)的单独结构，也可以根据需要设计为同时包含抗剪连接界面与普通连接界面(即竖直连接界面)沿直线交错布置的复合结构。
[0018]有益效果:本实用新型提供的斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，具有如下优点:1、采用全端面整体变形的几何形状，减少了端面局部变形的数量，减轻了端面模板的复杂程度，提高了构件制作效率，降低了构件制作成本;2、采用全端面整体变形的几何形状，增加了装配施工时的对位便利性。3、采用全端面整体变形的几何形状，优化了端面剪力传递途径，减小了应力集中效应;改善了端面抗剪工作整体性，提高了端面抗剪性能。综合而言，该技术的推广应用对提升建筑工业化水平、实现建筑结构低碳化、降低建筑结构全生命周期综合成本、实现社会经济可持续发展等具有推动作用。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型单斜缝连接构件主视图；
[0020]图2为本实用新型单斜缝连接构件剖视图；
[0021 ]图3为本实用新型单斜缝连接构件装配完成主视图；
[0022]图4为本实用新型双斜缝连接构件主视图；
[0023]图5为本实用新型双斜缝连接构件剖视图；
[0024]图6为本实用新型双斜缝连接构件装配完成主视图；
[0025]图7为本实用新型实施例一装配完成结构示意图；
[0026]图8为本实用新型实施例二装配完成结构示意图；
[0027]图9为本实用新型实施例三构件示意图；
[0028]图10为本实用新型实施例三装配完成结构示意图；
[0029]图中包括:1:构件A； 2:构件B ； 3-1:单斜缝连接界面;3-2:双斜缝连接界面;4_1:单斜缝抗剪端面A; 4-2:单斜缝抗剪端面B; 4-3:双斜缝抗剪端面A; 4-4:双斜缝抗剪端面B; 5:纵向受力钢筋;6-1:单斜缝抗剪端面A侧的箍筋;6-2:单斜缝抗剪端面B侧的箍筋;6-3:双斜缝抗剪端面A侧的箍筋;6-4:双斜缝抗剪端面B侧的箍筋;7:纵向拉结钢筋；1-1:后浇板;2-1:预制板;8:承板梁或墙；1-2:主梁;2-2:次梁；1_3:桥梁节段A ； 2-3:桥梁节段B ； 3-3:节段组合双斜缝连接界面;4-3-1:腹板双斜缝抗剪端面A; 4-4-1:腹板双斜缝抗剪端面B; 4-3-2:盖板局部双斜缝抗剪端面A; 4-4-2:盖板局部双斜缝抗剪端面B; 4-3-3:底板局部双斜缝抗剪端面A; 4-4-3:底板局部双斜缝抗剪端面B。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0031 ]如图1、图2和图3所示为一种单斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，由构件A和构件B通过单斜缝连接界面3-1相连而成，构件A和构件B中至少有一个是预制构件。所述单斜缝连接界面3-1两侧为两个构件各自的抗剪连接界面，每个抗剪连接界面由一个斜平面构成。单斜缝连接界面3-1两侧的两个抗剪连接界面的几何形状尺寸相匹配。所述单斜缝连接界面3-1，根据防渗及施工需要，既可以由两个抗剪连接界面直接相接而成，也可以由两个抗剪连接界面通过一层胶结层(如高强砂浆或环氧树脂)相接而成。所述构件A和构件B内设置有同时穿透两个抗剪连接界面的连续纵向受力钢筋5(—般选用预应力钢筋)。根据受力需要，从抗剪连接界面向构件内均可设置多圈平行于各自抗剪连接界面的箍筋，箍筋呈封闭环状。
[0032]如图4、图5和图6所示为一种双斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，由构件A和构件B通过双斜缝连接界面3-2相连而成，构件A和构件B中至少有一个是预制构件。所述双斜缝连接界面3-2两侧为两个构件各自的抗剪连接界面，每个抗剪连接界面由两个斜平面构成，两个斜平面之间亦呈一定夹角。双斜缝连接界面3-2两侧的两个抗剪连接界面的几何形状尺寸相匹配。所述双斜缝连接界面3-2，根据防渗及施工需要，既可以由两个抗剪连接界面直接相接而成，也可以由两个抗剪连接界面通过一层胶结层(如高强砂浆或环氧树脂)相接而成。所述构件A和构件B内设置有同时穿透两个抗剪连接界面的连续纵向受力钢筋5(一般选用预应力钢筋)。根据受力需要，从抗剪连接界面向构件内均可设置多圈平行于各自抗剪连接界面的箍筋，箍筋呈封闭环状。在含有阴角的构件A内设置有平行于水平面的纵向拉结钢筋7，纵向拉结钢筋7的位置与形成对应阴角的箍筋弯折点一致;所述纵向拉结钢筋7为矩形封闭结构，由抗剪连接界面向构件A内部延伸，纵向拉结钢筋7将由抗剪连接界面开始的最前面一组箍筋包覆在内；纵向拉结钢筋7靠近抗剪连接界面的两个内角正好包住最最前面一个箍筋的弯折点。
[0033]下面结合实施例对本实用新型的具体应用作进一步的说明。
[0034]实施例一(预制板与墙或梁的抗剪连接结构)
[0035]如图7所示为一种预制板与墙或梁的单斜缝式抗剪连接结构，预制板2-1与承板梁或墙8之间通过后浇板1-1相连，后浇板1-1直接支承在承板梁或墙8上，后浇板1-1与预制板2-1通过单斜缝连接界面3-1相连。同时，与图3相似，后浇板1-1与预制板2-1内设置有穿过单斜缝连接界面3-1的纵向受力钢筋5。
[0036]工作时，楼盖垂直向下荷载作用到预制板2-1的板顶面，导致预制板2-1通过单斜缝连接界面3-1向下冲剪后浇板1-1，继而由后浇板1-1将此作用通过正面挤压传递给承板梁或墙8。显然，图示方向的单斜缝连接界面3-1能够比常规竖缝连接更有效地传递剪力，同时比常规粗糙面或抗剪键的施工过程更为简便。
[0037]实施例二(预制次梁与主梁的抗剪连接结构)
[0038]如图8所示为一种次梁与主梁的双斜缝式抗剪连接结构，次梁2-2与主梁1-2之间通过双斜缝连接界面3-2相连。同时，与图6相似，次梁2-2与主梁1-2内设置有穿过双斜缝连接界面3-2的纵向受力钢筋5，优选纵向受力钢筋(5)为预应力钢筋;次梁2-2内设置有多圈平行于双斜缝连接界面3-2的双斜缝抗剪端面A侧的箍筋6-3及纵向拉结钢筋7;主梁1-2内按照构件特征根据常规结构要求配置各种钢筋。
[0039]工作时，次梁2-2通过双斜缝连接界面3-2将其承受的向下或向上(主要是向下)的荷载传递给主梁1-2。显然，该双斜缝连接界面3-2能够比常规竖缝连接更有效地传递剪力，同时比常规粗糙面或抗剪键的施工过程更为简便。
[0040]实施例三(预制箱型节段桥节段之间的抗剪连接结构)
[0041]如图9和图10所示为一种预制箱型节段桥两相邻节段间的双斜缝式抗剪连接结构，桥梁节段A与桥梁节段B之间通过节段组合双斜缝连接界面3-3相连。每个节段的连接端面由腹板双斜缝抗剪端面A或B、盖板局部双斜缝抗剪端面A或B以及底板局部双斜缝抗剪端面A或B构成。另外，与图6相似，节段腹板内设置有多圈平行于腹板双斜缝抗剪端面A或B的双斜缝抗剪端面A侧的箍筋6-3及纵向拉结钢筋7;其他钢筋按照节段桥梁常规结构要求配置。
[0042]工作时，腹板双斜缝抗剪连接主要用于节段间整体竖向双向抗剪，盖板和底板局部双斜缝抗剪连接分别用于盖板和底板各自局部竖向双向抗剪、节段整体横向抗剪以及节段整体抗扭。显然，该节段组合双斜缝连接界面3-3能够比常规抗剪键连接更有效地传递剪力，同时也使施工过程更为简便。
[0043]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，该抗剪连接结构在纵轴线方向上连接的两个对象是构件A(I)和构件B(2)，纵轴线水平/竖直;其特征在于:构件A(I)和构件B(2)中至少有一个是预制构件，构件A(1)的抗剪连接界面记为抗剪端面A，构件B( 2)的抗剪连接界面记为抗剪端面B，抗剪端面A和抗剪端面B的几何形状尺寸相匹配;选取水平/竖直参考面； 所述抗剪端面A/抗剪端面B为一个斜平面构成的斜坡结构或两个以上斜平面构成的锯齿面结构，所述斜平面的法线与水平/竖直参考面的夹角不垂直，斜平面的法线在水平/竖直参考面上的投影与纵轴线重叠或平行，若抗剪端面A/抗剪端面B为锯齿面结构，要求相邻两个斜平面的相交线水平/竖直； 所述构件A(I)和构件B(2)内设置有同时穿透抗剪端面A和抗剪端面B的纵向受力钢筋(5)，纵向受力钢筋(5)水平/竖直。2.根据权利要求1所述的斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，其特征在于:在构件A(I)和/或构件B(2)的内部均设置有平行于抗剪端面A/抗剪端面B的箍筋，所述箍筋为单圈或多圈封闭结构，箍筋将所有纵向受力钢筋(5)包覆在内部。3.根据权利要求2所述的斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，其特征在于:若抗剪端面A/抗剪端面B为锯齿面结构，要求在含有阴角的构件内设置有平行于水平/竖直参考面的纵向拉结钢筋(7)，纵向拉结钢筋(7)的位置与形成对应阴角的箍筋弯折点一致;所述纵向拉结钢筋(7)为矩形封闭结构，由抗剪连接界面向构件内部延伸，纵向拉结钢筋(7)将由抗剪连接界面开始的最前面一组箍筋包覆在内。4.根据权利要求1所述的斜缝式装配混凝土构件抗剪连接结构，其特征在于:所述抗剪端面A和抗剪端面B直接固定相连，或通过胶结层固定相连。
【文档编号】E04B1/04GK205688575SQ201620486396
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月25日 公开号201620486396.X, CN 201620486396, CN 205688575 U, CN 205688575U, CN-U-205688575, CN201620486396, CN201620486396.X, CN205688575 U, CN205688575U
【发明人】李富民, 黄朗, 杨泰
【申请人】中国矿业大学