一種剪力增強型半灌漿套筒的製作方法

2023-05-29 05:18:31

一種剪力增強型半灌漿套筒的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種剪力增強型半灌漿套筒，包括套筒體，所述套筒體為管狀結構，套筒體一頭的開口處設置有彈性橡膠密封圈，套筒體另一頭的開口處設置有螺紋連接件，並且在靠近套筒體端部位置的側壁上設有灌漿口和出漿口；沿套筒體的側壁設置有螺栓孔，所述螺栓孔內安裝有抗剪螺栓。本發明具有材料來源廣泛，加工製作簡單、性能可靠等優點，大大改善了當前鑄鐵、鑄鋼套筒製作繁雜，成本較高，機械銑削套筒加工費時費工等弊端，可廣泛應用於裝配式混凝土結構中，具有廣闊的工程應用前景。
【專利說明】一種剪力增強型半灌漿套筒
【技術領域】
[0001]本發明屬於建築工程【技術領域】，特別是一種用於預製混凝土構件之間鋼筋連接的漿錨式套筒連接件。
【背景技術】
[0002]預製裝配式混凝土結構作為一種符合工業化生產方式的結構形式，具有施工速度快、勞動強度低、噪音汙染與溼作業少和產品質量易控制等優勢，在發達國家得到了廣泛應用。採用預製裝配的建築施工方法可以有效節約資源和能源，提高材料在實現建築節能和結構性能方面的利用率，克服施工場地和環境條件對現場施工對的限制，減少現場施工勞動力數量，減少建築垃圾和施工對環境的不良影響，提高建築功能和結構性能。推廣預製裝配式混凝土結構有利於實現「四節一環保」的綠色發展要求，實現低能耗、低排放的建造過程，能夠促進我國建築業的健康發展，實現預定的節能減排目標，是我國未來建築的發展方向。
[0003]眾所周知，預製裝配式混凝土結構的核心和難點是鋼筋的連接問題。常見的鋼筋連接形式有機械連接、焊接連接、搭接連接等，但都存在連接後需在連接節點處澆筑後澆混凝土的問題，水泥灌漿套筒連接可以預先埋設在混凝土部件中，施工時將另一部件的伸出鋼筋插入本部件對應的套筒中，然後把無收縮高強度水泥砂漿灌入連接套筒，填滿套筒與鋼筋之間的間隙，水泥砂漿硬化後，兩根鋼筋便牢固連接在一起，從而達到連接兩端鋼筋的目的，連接節點處無需澆筑後澆混凝土，節點的連接效率較高。
[0004]目前，我國各地出臺的裝配式混凝土結構的相關規範、規程中鋼筋的連接推薦採用灌漿套筒連接。這主要是因為，與其他的連接方式相比，灌漿套筒連接具有以下優勢:①技術成熟；②連接可靠。國外大量的工程實踐證明，這種連接方法簡單易操作，接頭效果良好。灌漿套筒按結構形式分為全灌漿套筒和半灌漿套筒，全灌漿套筒的接頭兩端均採用灌漿的方式連接鋼筋；半灌漿套筒的接頭一端採用灌漿方式連接鋼筋，另一端採用非灌漿方式連接鋼筋，通常另一端採用的是螺紋連接的形式。
[0005]目前按套筒的製作工藝分類，可將套筒分為:鑄鐵(鋼)套筒和機加工套筒兩類。國外的鋼筋連接用灌漿套筒一般為球墨鑄鐵產品，國內的灌漿套筒通常採用鑄鐵(鋼)澆注或者機械加工，機械加工主要是以鋼棒或者厚壁鋼管為材料，通過機械銑削方式將鋼棒掏空或者將厚壁鋼管的內壁銑削成既定形式，從而形成灌漿套筒。以上兩種類型的套筒各有弊端，鑄鐵(鋼)套筒的外形笨重，且技術要求較高；機加工套筒雖然比較結實，但仍然比較笨重，而且材料消耗大，生產成本高，生產效率低。綜上可見，以上兩種套筒都存在加工困難、形式笨重、造價高等弊病。
[0006]中國專利文獻CN102116075A公開了一種新型水泥灌漿帶肋鋼筋連接接頭，其實質是一種新型半灌漿套筒。所述的連接套筒為軋制型鋼，外形為圓形或多角筒狀，連接套筒的孔為等徑圓孔，採用銑削加工方法製成，當套筒體內部灌注了水泥灌漿料後，連接套筒內壁的凸起環肋和套筒孔端凸環在鋼筋拉伸或壓縮時起到抗剪作用，抗剪效果明顯，但套筒加工仍然比較複雜，加工費時費力，對降低套筒造價不利。
[0007]中國專利文獻CN102587586A公開了一種新型水泥灌漿螺紋複合鋼筋連接接頭，其實質也是一種新型半灌漿套筒。與中國專利文獻CN102116075A中所提及的半灌漿套筒的區別主要在於，通過螺紋套將帶螺紋的鋼筋和套筒部分進行連接，使套筒部分可以採用無縫鋼管或鋼管進行直接加工，與銑削加工採用實心鋼棒相比，減少了材料消耗，提升了連接套筒的生產效率，降低了其生產成本，經濟技術指標較好。
[0008]中國專利文獻CN102587586A所公開的半灌漿套筒有上述優點，但仍存在以下問題:①所述的凹槽和/或凸肋採用鑄造或機械加工而成，加工費時費力的弊端未得到根本解決！②所述的凹槽和/或凸肋採用滾軋或旋壓方法製成，在套筒內部依靠多道凹槽來抗剪，這就要求一方面，為了能達到JGJ107標準的I級接頭的要求，製作套筒的壁厚較大，這樣才能保證軋(壓)後套筒壁最薄位置的抗拉力大於連接鋼筋的抗拉力，這將直接導致套筒外形笨重；另一方面，加工多道凹槽和/或凸肋仍存在費時費力的問題。加工成本雖比中國專利文獻CN102116075A公開的套筒有很大降低，但仍有可以改進的地方。
[0009]綜上，現有的半灌漿套筒存在加工困難、形式笨重、造價高等弊病，不利於當前我國住宅產業化和建築工業化的發展。

【發明內容】

[0010]要解決的技術問題:針對現有技術的不足，本發明提出一種剪力增強型半灌漿套筒，解決現有術中的套筒存在加工困難、造價高等弊病，在保證套筒連接質量的前提下，簡化了套筒形式，降低了套筒造價。
[0011]技術方案:為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案:
[0012]一種剪力增強型半灌漿套筒，包括套筒體，所述套筒體為管狀結構，套筒體一頭的開口處設置有彈性橡膠密封圈，套筒體另一頭的開口處設置有螺紋連接件，並且在靠近套筒體端部位置的側壁上分別設有灌漿口和出漿口 ；沿套筒體的側壁設置有螺栓孔，所述螺栓孔內安裝有抗剪螺栓。
[0013]利用本裝置連接兩根鋼筋時，一根鋼筋從彈性橡膠密封圈中插入至套筒體內部，彈性橡膠密封圈將其所在的開口處密封；另一根鋼筋上帶有螺紋，與螺紋連接件連接固定；從灌漿口中灌入水泥灌漿料充填滿套筒體中空心的部分，多餘的水泥灌漿料從出漿口處流出。通過在套筒體上設置抗剪螺栓，可以取代鑄鐵(鋼)套筒上的環肋，鋼筋在拉壓作用下，套筒體內部的水泥灌漿料處於三軸受力狀態，抗剪螺栓在其中起到剪力鍵的作用，將套筒體內部插入鋼筋的拉壓應力合理分散到整個套筒體上，有效避免了套筒體上的局部應力集中，使套筒體的抗拉能力大幅提高。同時使套筒體的形式得以簡化，重量得以減輕，造價得以降低。
[0014]進一步的，在本發明中，所述套筒體的靠近端部的側壁上設置有凹槽，所述凹槽內箍設有環向箍筋。凹槽的設置，使套筒體呈瓶口狀，鋼筋在拉壓作用下，套筒體內部的水泥灌漿料處於三軸受力狀態，內大外小瓶口狀的套筒形狀將水泥灌漿料約束得更牢靠，同時考慮到套筒體為普通低碳鋼無縫鋼管制成，當在其上壓制了凹槽後，鋼筋在受拉作用下，凹槽處易發生復位變形，故在凹槽上設置了環向箍筋，環向箍筋能牢靠地將套筒體的凹槽部位箍住，在鋼筋受拉時套筒體對水泥灌漿料的約束更牢靠。[0015]作為優選的，在本發明中，所述螺栓孔有3行且每行之間間隔120度均勻地分布於套筒體的側壁上。均勻分布的抗剪螺栓一方面可以增加套筒體整體的抗剪能力，另一方面可以提高混凝土與套筒體間的握裹力，使套筒牢固錨固在混凝土中。
[0016]作為優選的，在本發明中，所述抗剪螺栓為性能等級8.8級以上的高強度螺栓，保證抗剪螺栓的抗剪性能足夠。
[0017]作為優選的，在本發明中，套筒體為低碳鋼無縫鋼管加工而成。低碳鋼具有良好的抗拉壓性能，為套筒體的抗拉壓強度提供保障，且材料來源廣泛，造價低。
[0018]進一步的，在本發明中，所述的套筒體在裝有彈性橡膠密封圈的一側的外壁上設有灌漿口，在與連接件連接的一側的外壁上設有出漿口。
[0019]進一步的，在本發明中，所述灌漿口和出漿口均設置在靠近安裝彈性橡膠密封圈一頭的套筒體的側壁上。
[0020]作為優選的，在本發明中，所述凹槽為擠壓或滾壓成型。加工簡單快捷。
[0021]作為優選的，在本發明中，所述凹槽先採用滾壓成型後，再對凹槽外側的套筒體進行擠壓，將環向箍筋套入凹槽內，然後將凹槽外側的套筒體進行擴口復位。
[0022]作為優選的，在本發明中，所述環向箍筋的材料為碳素結構鋼，若條件許可，可採用優質碳素結構鋼並經熱處理後使用。
[0023]有益效果:
[0024]本發明的一種剪力增強型半灌漿套筒，以普通低碳鋼無縫鋼管作為套筒體材料，採用滾軋或衝壓等方式加工而成。一方面材料來源廣泛，另一方面相對現有技術中銑削方法加工比較容易，能使套筒生產成本大大降低；
[0025]通過在套筒體上設置抗剪螺栓和環形箍筋，大大提高了套筒的抗剪性能，成本增加不多，用抗剪螺栓代替凹槽或凸肋，減少了費時費力的機械加工，套筒性能與鑄鋼、鑄鐵套筒或機加工套筒持平，甚至更好，而且套筒體的形式簡化；
[0026]故本發明的一種剪力增強型半灌漿套筒具有材料來源廣泛，加工製作簡單、性能可靠等優點，大大改善了當前鑄鐵、鑄鋼套筒製作繁雜，成本較高，機械銑削套筒加工費時費工等弊端，可廣泛應用於裝配式混凝土結構中，具有廣闊的工程應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發明的結構示意圖；
[0028]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0029]圖3是本發明連接柱A和柱B的結構示意圖。
[0030]圖中:鋼筋Al ;螺紋絲頭2 ;連接件3 ;套筒體4 ;內螺紋孔5 ;灌漿口 6 ;出漿口 7 ;水泥灌漿料8 ;凹槽9 ;環向箍筋10 ;抗剪螺栓11 ;彈性橡膠密封圈12 ;鋼筋B13 ;柱八15 ;柱B16 ;柱A上伸出鋼筋17 ;柱B上伸出鋼筋18 ;連接件內螺紋31 ;連接件外螺紋32。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0032]如圖1和圖2所示，一種剪力增強型全灌漿套筒，包括套筒體4，所述套筒體4為管狀結構，利用低碳鋼無縫鋼管加工而成。套筒體4 一頭的開口處設置有彈性橡膠密封圈12，套筒體4另一頭的開口處為內螺紋孔5，所述內螺紋孔5內設有螺紋連接件3，所述螺紋連接件3上分別設有連接件內螺紋31和連接件外螺紋32，設置有彈性橡膠密封圈12的一頭可直接插入鋼筋B13，設置有螺紋連接件3的一頭通過螺紋連接件3與設有螺紋絲頭2的鋼筋Al相連。所述的套筒體4在裝有彈性橡膠密封圈12的一側的外壁上設有灌漿口 6，在與連接件3連接的一側的外壁上設有出漿口 7 ;沿套筒體4的側壁設置有螺栓孔，所述螺栓孔有3行且每行之間間隔120度地均勻分布於套筒體4的側壁上，每個螺栓孔內均安裝有抗剪螺栓11，抗剪螺栓11的總個數、直徑需要依照連接鋼筋的種類以及鋼筋直徑計算確定，且抗剪螺栓11伸入套筒體4的長度以不少於1/4且不超過1/3套筒體4的內徑為宜，並且抗剪螺栓11為性能等級在8.8級以上的高強螺栓。所述套筒體4的兩端的側壁上還設置有環繞套筒體4 一圈的凹槽9，所述凹槽9的深度以不少於1/4且不超過1/3套筒體4的內徑為宜，可優先採用滾壓的方式進行加工，或者採用配合底模，上部強力擠壓的方式進行加工。凹槽9加工完成後，對凹槽9外側的套筒體4進行擠壓，將環向箍筋10牢固套入凹槽9中，然後對凹槽9外側擠壓變形的套筒體4的側壁進行擴口，使套筒體4變形部分復原。
[0033]對某處節點處存在預製裝配式柱子分別為柱A15和柱B16，如圖3所示，欲將柱A上伸出鋼筋17與柱B上伸出鋼筋18進行連接。先將本發明的剪力增強型半灌漿套筒連接件3 —側穿裝在柱A上縱向鋼筋17端部的螺紋絲頭2上，連接件3內有內螺紋，與柱A上縱向鋼筋17上的外螺紋嚙合，給柱A15上所有欲連接鋼筋穿裝完成後，綁紮柱上箍筋，澆築柱子混凝土。接下來對接柱子，將柱A15吊裝至預安裝部位，即柱B上伸出鋼筋18的上方，將柱A15與柱B16上的鋼筋一一對準後，將套筒體4安裝有彈性橡膠密封圈12的一端慢慢插入至柱B上伸出鋼筋18上。插入完成後，對柱A15進行支撐，從套筒體4的灌漿口 6灌入水泥灌漿料8，待其流出出漿口 7後停止灌漿，並對套筒體4的灌漿口 6和出漿口 7進行封堵。同法完成節點部位其餘鋼筋的連接，待套筒體4中水泥灌漿料8的強度達到設計強度後，即完成該節點的施工。
[0034]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:包括套筒體(4)，所述套筒體(4)為管狀結構，套筒體(4) 一頭的開口處設置有彈性橡膠密封圈(12)，套筒體(4)另一頭的開口處設置有螺紋連接件(3)，並且在靠近套筒體(4)端部位置的側壁上設有灌漿口(6)和出漿口(7);沿套筒體(4)的側壁設置有螺栓孔，所述螺栓孔內安裝有抗剪螺栓(11)。
2.根據權利要求1所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:所述套筒體(4)的靠近端部的側壁上設置有凹槽(9)，所述凹槽(9)內箍設有環向箍筋(10)。
3.根據權利要求1所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:所述螺栓孔有3行且每行之間間隔120度均勻地分布於套筒體(4)的側壁上。
4.根據權利要求1所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:所述抗剪螺栓(11)為性能等級8.8級以上的高強度螺栓。
5.根據權利要求1所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:套筒體(4)為低碳鋼無縫鋼管加工而成。
6.據權利要求1所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:所述的套筒體(4)在裝有彈性橡膠密封圈(12)的一側的外壁上設有灌漿口(6)，在與連接件(3)連接的一側的外壁上設有出漿口(7)。
7.據權利要求1所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:所述灌漿口(6)和出漿口(7)均設置在靠近安裝彈性橡膠密封圈(12) —頭的套筒體(4)的側壁上。
8.根據權利要求2所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:所述凹槽(9)為擠壓或滾壓成型。
9.根據權利要求2所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:所述凹槽(9)先採用滾壓成型後，再對凹槽(9)外側的套筒體(4)進行擠壓，將環向箍筋(10)套入凹槽(9)內，然後將凹槽(9)外側的套筒體(4)進行擴口復位。
10.根據權利要求2所述的一種剪力增強型半灌漿套筒，其特徵在於:所述環向箍筋(10)的材料為碳素結構鋼。
【文檔編號】E04B1/41GK103758291SQ201410034814
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】潘金龍, 馬軍衛, 尹萬雲 申請人:東南大學