一種空中多點垂直鋼筋連接節點及其施工方法
2023-10-05 09:01:29
一種空中多點垂直鋼筋連接節點及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種空中多點垂直鋼筋連接節點，該鋼筋連接節點的原料為45號圓鋼，所述圓鋼的重量百分比化學成分為：C：0.38-0.43%，Cr：0.8-1.1%，Mn：0.75-1.0%，Mo：0.15-0.25%，Si：0.15-0.3%，S：<0.035%，P：<0.035%，N：<0.035%，餘量為Fe；本發明還公開了一種空中多點垂直鋼筋連接節點的施工方法；本發明所設計的一種空中多點垂直鋼筋連接節點及其施工方法簡單實用，施工簡單，且能夠大大提高鋼筋連接節點的強度、韌性與抗張力。
【專利說明】一種空中多點垂直鋼筋連接節點及其施工方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種空中多點垂直鋼筋連接節點及其施工方法。
【背景技術】
[0002]目前，國內外的房屋建造過程中，一種建築整體式裝配式構件正在廣泛應用，其依靠省時、省工、省成本的優勢得到了迅猛發展，在國內，一些大型的裝配式構件的廠方依靠引進了澳大利亞、美國及歐洲的節點及施工技術，成功地應用到裝配式房屋建造中來，如澳大利亞裝配式構件的節點採用預留孔洞一鋼筋預埋一焊接一高強度封閉砂漿技術來滿足房屋上層與下層的柱節點的抗震要求。
[0003]由於我國的國情及特殊的地質與地震帶條件的限制，引進的節點技術往往不能滿足我國混凝土結構規範的要求，表現在節點所用的高強度砂漿成本過高、施工焊接質量參差不齊，考慮到地震條件往往鋼筋的配筋量增大等等現象；如美國裝配式構件的節點採用預埋無粘接預應力鋼筋，最後張拉完成，由於預應力鋼筋的脆性斷裂造成柱子的突然傾倒產生重大的安全事故。
[0004]我國混凝土結構規範對無粘接預應力鋼筋的使用作出了限制使用的要求；如歐洲裝配式構件的節點採用預埋鋼筋一機械連接或焊接一封閉砂漿處理，但存在我國的鋼筋的伸直性能不能滿足預製構件的預埋的要求，往往在房屋整體裝配時出現上層鋼筋與下層鋼筋不能在同一點對接連接，無法做到房屋結構的安全與抗震性，也限制了該技術的大量的推廣應用。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種簡單實用，施工簡單，且能夠大大提高鋼筋連接節點的強度、韌性與抗張力的空中多點垂直鋼筋連接節點及其施工方法。
[0006]為了解決以上技術問題，本發明提供一種空中多點垂直鋼筋連接節點，該鋼筋連接節點的原料為45號圓鋼，圓鋼的重量百分比化學成分為:C:0.38-0.43%，Cr:0.8-1.1%，Mn:0.75-1.0%, Mo:0.15-0.25%, Si:0.15-0.3%, S:<0.035%, P:<0.035%, N:<0.035%，餘量為Fe ；
[0007]空中多點垂直鋼筋連接節點的製作工藝具體為:
[0008]步驟(I):將上述原料送入加熱爐加熱到1160-1180°C，並拉拔為所需尺寸的鋼棒;
[0009]步驟(2):將步驟(I)中加熱後的鋼棒經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到610-630°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到600-66(TC回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫；
[0010]步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼棒送入加熱爐內加熱到810-910°c，並將加熱好的鋼棒以每秒1_3°C的冷卻速度在惰性氣體中冷卻到室溫；[0011]步驟(4):按照所長度60-150mm平行剪切一段上述鋼棒，加熱該段鋼棒到850-950°C，在加熱的同時，採用帶有82-84度角的梯形螺紋齒形模具在大功率的衝壓機上將該段棒體將其一端面衝壓成垂直於該端面且帶有82-84度梯形內螺紋的凹槽結構，內螺紋圈的直徑為16-32mm，凹槽深度為1.2-3.0mm,凹槽的直徑為4.0-9.0mm ；
[0012]將該段鋼棒的另一端面採用鑽孔機和套絲機加工成帶有內螺紋機械連接絲扣且垂直於該端面的凹槽結構，該帶有內螺紋絲扣的凹槽直徑為16-32mm;深度25_50mm，內螺紋絲扣中相鄰兩齒的齒距為2.5-3.0mm，兩個端面上的凹槽均位於該段鋼棒兩個端面上的中心位置，且兩個凹槽通徑的中心線位於同一直線上，從而得到節點半成品；
[0013]步驟(5):對上述節點半成品依次對其進行水冷淬火與空冷淬火，並包裝入庫。
[0014]本發明進一步限定的技術方案是:
[0015]進一步的，前述的空中多點垂直鋼筋連接節點，45號圓鋼的重量百分比化學成分為 C:0.38%, Cr:1.1%，Mn:0.75%, Mo:0.25%, Si:0.21%, S:0.025%, P:0.03%, N:0.025%，餘
量為Fe。
[0016]前述的空中多點垂直鋼筋連接節點，45號圓鋼的重量百分比化學成分為C:
0.43%, Cr:0.9%, Mn:0.85%, Mo:0.2%, Si:0.3%, S:0.013%, P:0.015%，N:0.012%，餘量為 Fe。
[0017]前述的空中多點垂直鋼筋連接節點，步驟(5)中水冷的時間t按照經驗公式按t=H*D計算，其中，低合金鋼係數H為0.8-1.6s/mm，D為預應力鋼棒鍛坯的直徑，D的單位為mm, t為淬火水冷時間，t的單位為秒，空冷淬火的時間為水冷卻時間的1/2。
[0018]本發明還設計了一種空中多點垂直鋼筋連接節點的施工方法，具體處理如下:
[0019]在施工前，將預埋鋼筋的對接端外表面加工成螺紋機械連接絲扣結構，且螺紋機械連接絲扣與連接節點一端凹槽內的內螺紋機械連接絲扣相匹配，在裝配時:
[0020]首先，將預埋鋼筋的對接端與所述連接節點的該端凹槽對齊，通過螺紋機械連接絲扣機密配合，確保連接節點與預埋鋼筋角度平齊；
[0021]然後，選取所需長度的帶有82-84度角的梯形螺紋的精軋螺紋鋼沿著垂直於該連接節點另一端面凹槽的方向壓入該凹槽內，確保精軋螺紋鋼與預埋鋼筋的通徑中心線位於同一直線上；
[0022]在預埋鋼筋與連接節點相互配合的結合部位置套設加強套，並採用外環套塗方式塗滿工程膠從而實現加強套、預埋鋼筋和連接節點之間的固定，在精軋螺紋鋼與連接節點相互配合的結合部位置同樣套設加強套，並採用外環套塗方式塗滿工程膠從而實現加強套、精軋螺紋鋼和連接節點之間的固定。
[0023]本發明的有益效果是:
[0024]本發明以45號鋼為坯料，可提高鋼的韌性、彈性、耐磨性及抗擊性能，並使鋼質緊密，並且鋼中的釩非常穩定，不易被鹽酸、硫酸所分解，加入釩後的鋼淬透性好，可使連接節點整個截面獲得均勻一致的力學性能以及可選用鋼件淬火應力小的淬火劑，以減少變形和開裂；
[0025]本發明中加入了鎳元素，可以提高剛的強度和韌性，提高鋼的淬透性，可以改變鋼的一些物理性能，並且提高鋼的抗腐蝕能力，從而可以提高C和N元素的原子活性，使各原子形成的氣團能與位錯形成強烈的相互作用，釘扎位錯，產生屈服平臺，使得需要外界提供較大的應力才能開動位錯；[0026]本發明回火後採用水冷與空冷結合，依次為:水冷-空冷，這樣，通過回火後的冷卻控制，可以使碳化物進一步充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，保證了材料的鐵素體含量在30%左右，可以進一步使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，鞏固了前面冶煉後熱處理工藝產生的技術效果；
[0027]本發明所設計的空中多點垂直鋼筋連接節點及其施工方法形式簡單實用，施工簡單，可解決空中多點對接問題，連接節點內的精軋螺紋鋼屬於高強鋼筋，其強度大於預埋鋼筋的強度，在抗震結構中發揮節點的抗拉與抗剪應力，滿足抗震結構的要求，帶有精軋螺紋齒外形的梯形螺紋模具衝壓在熱態條件下進行，可保持鋼棒體的韌性，加強叉口的強度和抗張力；
[0028]本發明中採用加強套套住連接節點兩端的開口處，可確保連接節點在受拉與受剪狀態下開口處的強度，確保節點套的可靠性，採用工程膠塗滿精軋螺紋鋼與加強套，防止精軋螺紋鋼和加強套滑出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明所設計的空中多點垂直鋼筋連接節點及其施工時的結構剖視示意圖；
[0030]圖2為本發明所設計的空中多點垂直鋼筋連接節點內螺紋絲扣端面的俯視圖。【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明；
[0032]實施例1
[0033]如圖1所示，本實施例提供的一種空中多點垂直鋼筋連接節點，該鋼筋連接節點的原料為45號圓鋼，圓鋼的重量百分比化學成分為C:0.38%，Cr:1.1%，Mn:0.75%，Mo:
0.25%, Si:0.21%, S:0.025%, P:0.03%, N:0.025%，餘量為 Fe ；
[0034]空中多點垂直鋼筋連接節點的製作工藝具體為:
[0035]步驟(I):將上述原料送入加熱爐加熱到1160°C，並拉拔為所需尺寸的鋼棒；
[0036]步驟(2):將步驟(I)中加熱後的鋼棒經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到610°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到600°C回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫；
[0037]步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼棒送入加熱爐內加熱到810°C，並將加熱好的鋼棒以每秒1_3°C的冷卻速度在惰性氣體中冷卻到室溫；
[0038]步驟(4):按照所長度60mm平行剪切一段上述鋼棒，加熱該段鋼棒到850°C，在加熱的同時，採用帶有82-84度角的梯形螺紋齒形模具在大功率的衝壓機上將該段棒體將其一端面衝壓成垂直於該端面且帶有82-84度梯形內螺紋的凹槽結構，內螺紋圈的直徑為16mm,凹槽深度為1.2mm,凹槽的直徑為4.0mm ；
[0039]如圖2所示，將該段鋼棒的另一端面採用鑽孔機和套絲機加工成帶有內螺紋機械連接絲扣且垂直於該端面的凹槽結構，該帶有內螺紋絲扣的凹槽直徑為16mm;深度25mm,內螺紋絲扣中相鄰兩齒的齒距為2.5mm，兩個端面上的凹槽均位於該段鋼棒兩個端面上的中心位置，且兩個凹槽通徑的中心線位於同一直線上，從而得到節點半成品；
[0040]步驟(5):對上述節點半成品依次對其進行水冷淬火與空冷淬火，水冷的時間t按照經驗公式按t=H*D計算，其中，低合金鋼係數H為0.8-1.6s/mm，D為預應力鋼棒鍛坯的直徑，D的單位為mm，t為淬火水冷時間，t的單位為秒，空冷淬火的時間為水冷卻時間的1/2，並包裝入庫。
[0041]實施例2
[0042]本實施例提供了一種空中多點垂直鋼筋連接節點，該鋼筋連接節點的原料為45號圓鋼，圓鋼的重量百分比化學成分為C:0.43%, Cr:0.9%, Mn:0.85%, Mo:0.2%, S1:0.3%,S:0.013%, P:0.015%, N:0.012%，餘量為 Fe ；
[0043]空中多點垂直鋼筋連接節點的製作工藝具體為:
[0044]步驟(I):將上述原料送入加熱爐加熱到1180°C，並拉拔為所需尺寸的鋼棒；
[0045]步驟(2):將步驟(I)中加熱後的鋼棒經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到630°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到660°C回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫；
[0046]步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼棒送入加熱爐內加熱到910°C，並將加熱好的鋼棒以每秒1_3°C的冷卻速度在惰性氣體中冷卻到室溫；
[0047]步驟(4):按照所長度150mm平行剪切一段上述鋼棒，加熱該段鋼棒到950°C，在加熱的同時，採用帶有82-84度角的梯形螺紋齒形模具在大功率的衝壓機上將該段棒體將其一端面衝壓成垂直於該端面且帶有82-84度梯形內螺紋的凹槽結構，內螺紋圈的直徑為32mm,凹槽深度為3.0mm,凹槽的直徑為9.0mm ；
[0048]將該段鋼棒的另一端面採用鑽孔機和套絲機加工成帶有內螺紋機械連接絲扣且垂直於該端面的凹槽結構，該帶有內螺紋絲扣的凹槽直徑為32mm;深度50mm，內螺紋絲扣中相鄰兩齒的齒距為3.0mm，兩個端面上的凹槽均位於該段鋼棒兩個端面上的中心位置，且兩個凹槽通徑的中心線位於同一直線上，從而得到節點半成品；
[0049]步驟(5):對上述節點半成品依次對其進行水冷淬火與空冷淬火，水冷的時間t按照經驗公式按t=H*D計算，其中，低合金鋼係數H為0.8-1.6s/mm，D為預應力鋼棒鍛坯的直徑，D的單位為mm，t為淬火水冷時間，t的單位為秒，空冷淬火的時間為水冷卻時間的1/2，並包裝入庫。
[0050]實施例3
[0051]本實施例提供了一種空中多點垂直鋼筋連接節點的施工方法，具體處理如下:
[0052]在施工前，將預埋鋼筋的對接端外表面加工成螺紋機械連接絲扣結構，且螺紋機械連接絲扣與連接節點一端凹槽內的內螺紋機械連接絲扣相匹配，在裝配時:
[0053]首先，將預埋鋼筋的對接端與所述連接節點的該端凹槽對齊，通過螺紋機械連接絲扣機密配合，確保連接節點與預埋鋼筋角度平齊；
[0054]然後，選取所需長度的帶有82-84度角的梯形螺紋的精軋螺紋鋼沿著垂直於該連接節點另一端面凹槽的方向壓入該凹槽內，確保精軋螺紋鋼與預埋鋼筋的通徑中心線位於同一直線上；
[0055]在預埋鋼筋與連接節點相互配合的結合部位置套設加強套，並採用外環套塗方式塗滿工程膠從而實現加強套、預埋鋼筋和連接節點之間的固定，在精軋螺紋鋼與連接節點相互配合的結合部位置同樣套設加強套，並採用外環套塗方式塗滿工程膠從而實現加強套、精軋螺紋鋼和連接節點之間的固定。
[0056]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種空中多點垂直鋼筋連接節點，其特徵在於，該鋼筋連接節點的原料為45號圓鋼，所述圓鋼的重量百分比化學成分為:c:0.38-0.43%，Cr:0.8-1.1%，Mn:0.75-1.0%，Mo:0.15-0.25%, Si:0.15-0.3%, S:<0.035%, P:<0.035%, N:<0.035%，餘量為 Fe ； 所述空中多點垂直鋼筋連接節點的製作工藝具體為: 步驟(1):將上述原料送入加熱爐加熱到1160-1180°C，並拉拔為所需尺寸的鋼棒；步驟(2):將步驟(1)中加熱後的鋼棒經在線第一冷卻工序將鋼筋快速度冷卻到610-630°C,然後在淬火裝置內用水或淬火液進行為時11-13秒鐘淬火,然後經過回火加熱爐加熱到600-66(TC回火，並進行校直處理後，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫； 步驟(3):將步驟(2)中的冷卻至室溫的鋼棒送入加熱爐內加熱到810-910°C，並將加熱好的鋼棒以每秒1_3°C的冷卻速度在惰性氣體中冷卻到室溫； 步驟(4):按照所長度60-150mm平行剪切一段上述鋼棒，加熱該段鋼棒到850-950°C，在加熱的同時，採用帶有82-84度角的梯形螺紋齒形模具在大功率的衝壓機上將該段棒體將其一端面衝壓成垂直於該端面且帶有82-84度梯形內螺紋的凹槽結構，所述內螺紋圈的直徑為16_32mm,凹槽深度為1.2-3.0mm,凹槽的直徑為4.0-9.0mm ； 將該段鋼棒的另一端面採用鑽孔機和套絲機加工成帶有內螺紋機械連接絲扣且垂直於該端面的凹槽結構，該帶有內螺紋絲扣的凹槽直徑為16-32mm;深度25-50mm;內螺紋絲扣中相鄰兩齒的齒距為2.5-3.0mm，所述兩個端面上的凹槽均位於該段鋼棒兩個端面上的中心位置，且兩個凹槽通徑的中心線位於同一直線上，從而得到節點半成品； 步驟(5):對上述節點半成品依次對其進行水冷淬火與空冷淬火，並包裝入庫。
2.根據權利要求1所述`的空中多點垂直鋼筋連接節點，其特徵在於，所述45號圓鋼的重量百分比化學成分為 C:0.38%, Cr:1.1%，Mn:0.75%, Mo:0.25%, Si:0.21%, S:0.025%, P:0.03%, N:0.025%，餘量為 Fe。
3.根據權利要求1所述的空中多點垂直鋼筋連接節點，其特徵在於，所述45號圓鋼的重量百分比化學成分為 C:0.43%, Cr:0.9%, Mn:0.85%, Mo:0.2%, S1:0.3%, S:0.013%, P:0.015%, N:0.012%，餘量為 Fe。
4.根據權利要求1所述的空中多點垂直鋼筋連接節點，其特徵在於，步驟(5)中水冷的時間t按照經驗公式按t=H*D計算，其中，低合金鋼係數H為0.8-1.6s/mm，D為預應力鋼棒鍛還的直徑，D的單位為mm, t為淬火水冷時間，t的單位為秒,空冷淬火的時間為水冷卻時間的1/2。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的空中多點垂直鋼筋連接節點的施工方法，其特徵在於，具體處理如下: 在施工前，將預埋鋼筋的對接端外表面加工成螺紋機械連接絲扣結構，且所述螺紋機械連接絲扣與連接節點一端凹槽內的內螺紋機械連接絲扣相匹配，在裝配時: 首先，將預埋鋼筋的對接端與所述連接節點的該端凹槽對齊，通過螺紋機械連接絲扣機密配合，確保連接節點與預埋鋼筋角度平齊； 然後，選取所需長度的帶有82-84度角的梯形螺紋的精軋螺紋鋼沿著垂直於該連接節點另一端面凹槽的方向壓入該凹槽內，確保精軋螺紋鋼與預埋鋼筋的通徑中心線位於同一直線上； 在預埋鋼筋與連接節點相互配合的結合部位置套設加強套，並採用外環套塗方式塗滿工程膠從而實現加強套、預埋鋼筋和連接節點之間的固定，在精軋螺紋鋼與連接節點相互配合的結合部位置同樣套 設加強套，並採用外環套塗方式塗滿工程膠從而實現加強套、精軋螺紋鋼和連接節點之間的固定。
【文檔編號】F16B37/00GK103671440SQ201310594094
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】姚聖法, 吳海洋 申請人:江蘇天舜金屬材料集團有限公司