一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件制造技术

本实用新型专利技术涉及结构设计技术领域，具体涉及一种钢‑混凝土组合结构中使用的剪力连接件，包括一钢板，其特征在于在钢板上设置开孔，所述开口孔壁边缘设置倒角，所述钢板与钢结构通过双面角焊缝相连,通过浇注混凝土使得所述钢板包裹在混凝土结构中，从而使得所述钢板的开孔内形成混凝土榫，将钢结构与混凝土结构紧密结合起来。本实用新型专利技术的优点是，克服了现有形式的开孔板连接件孔边混凝土应力集中的技术问题，对提高开孔板连接件的抗剪承载力及抗剪刚度、延迟开孔中混凝土榫开裂破坏有显著作用；开孔板孔边倒角加工简单易行，具有安全、经济的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件
本技术涉及一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件，尤其涉及一种开孔板剪力连接件。
技术介绍
钢-混凝土组合结构由于能充分发挥钢与混凝土两种材料各自的优势而越来越受到结构设计人员的青睐，剪力连接件是钢-混凝土组合结构中确保两种材料共同受力的关键受力部件。目前国内外通常采用的剪力连接件形式有焊钉连接件、开孔板连接件（PBL）、型钢连接件、钢筋连接件等。开孔板连接件做为一种抗剪承载力高、抗剪刚度大、抗疲劳性能优越的剪力连接件形式，被越来越多地应用于各种形式的钢-混凝土组合结构中。开孔板连接件在荷载作用下通过钢板孔壁承压将荷载传递给孔中混凝土榫及孔中贯通钢筋（若有）抗剪实现传力。传统开孔板连接件钢板开孔边缘未做机加工倒角处理，开孔边缘锋利；在荷载作用下，与钢板孔壁边缘接触的混凝土榫部位形成应力集中，最先出现损伤，进而影响连接件的抗剪承载力、抗剪刚度及耐久性。因此，本领域的技术人员致力于开发一种构造简单、传力平顺、抗剪承载力及刚度高的开孔板剪力连接件。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处而提供一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件，其具有制作简便、连接效率较高、耐久性更好的优点。本技术目的可以通过以下技术方案实现：一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件，包括一钢板，其特征在于在钢板上设置开孔，所述开口孔壁边缘设置倒角，所述钢板与钢结构通过双面角焊缝相连,通过浇注混凝土使得所述钢板包裹在混凝土结构中，从而使得所述钢板的开孔内形成混凝土榫，将钢结构与混凝土结构紧密结合起来。进一步地，所述钢板开孔内设置孔中贯穿钢筋。进一步地，所述的钢板开孔为单个开孔或多个开孔。进一步地，所述的钢板开孔为圆孔、椭圆孔、或长方形孔。进一步地，所述的钢板开孔为等间距或非等间距布置。进一步地，所述的钢板开孔形状及尺寸可以为单一规格或多种规格。进一步地，所述钢板全部或部分开孔的单侧或两侧边缘倒角。进一步地，所述的开孔的孔边倒角形式可以为倒斜角（等边或不等边斜角）或倒圆角。进一步地，所述开孔边倒角尺寸R或a范围为0~t/3，R为孔边倒圆角时的倒角半径，a为孔边倒斜角时板厚方向倒斜角尺寸，t为开孔钢板板厚。与现有技术相比，本技术克服了现有开孔板连接件孔边混凝土榫受力出现应力集中现象的缺点；在钢板开孔孔边倒角后增大了钢-混凝土交界面处的混凝土榫抗剪面积，从而提高连接件的抗剪承载力和抗剪刚度；在钢板开孔孔边倒角后避免混凝土榫由于应力集中引起的过早损伤开裂，提高了连接件的耐久性和受力延性；该技术不需要增加连接件的结构尺寸，开孔边缘倒角施工简便易行，具有安全、经济、耐久、施工便捷的优点。本技术的优点是，克服了现有形式的开孔板连接件孔边混凝土应力集中的技术问题，对提高开孔板连接件的抗剪承载力及抗剪刚度、延迟开孔中混凝土榫开裂破坏有显著作用；开孔板孔边倒角加工简单易行，具有安全、经济的优点。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的使用情况示意图。图3为本技术的钢板开孔倒斜角横断面示意图。图4为本技术的钢板开孔倒圆角横断面示意图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本技术的特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1~4，图中标记分别为：剪力连接件1、钢结构2、混凝土结构3、孔中贯穿钢筋4、钢板开孔11、孔边倒角12。R为孔边倒圆角时的倒角半径，a为孔边倒斜角时板厚方向倒斜角尺寸，b为孔边倒斜角时板平面内倒斜角尺寸，t为开孔钢板板厚。实施例：一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件,其结构如图1所示,该剪力连接件1由一块钢板设置单个或多个钢板开孔11构成,其特征在于在钢板开孔11的孔壁边缘设置孔边倒角12。开孔11的形状可以为圆孔、椭圆孔或长方形孔；钢板上的开孔11可以为等间距排列或非等间距排列。孔边倒角12可以为倒斜角或倒圆角，倒角尺寸（R或a）范围为0~t/3。另外,钢板开孔11中可以设置贯穿钢筋,也可以不设置贯穿钢筋。本技术的使用情况如图2所示。剪力连接件1与钢结构2通过双面角焊缝相连,根据受力及构造需要决定是否设置孔中贯穿钢筋4，然后通过浇注混凝土使得孔边倒角的开孔板连接件1包裹在混凝土结构3中,等混凝土硬化后在孔边倒角的开孔板连接件1的钢板开孔11中形成混凝土榫，将钢结构与混凝土结构紧密结合起来。本技术孔边倒角的开孔板连接件应用于钢-混凝土组合结构中,可以有效地将钢结构与混凝土结构连接起来,其工作原理如下：首先,孔边倒角的开孔板连接件1与钢结构通过双面角焊缝连接,该焊缝能够传递钢结构沿开孔钢板长度方向平行于焊缝方向的剪力,同时能承担垂直于焊缝方向的水平力,通过焊缝保证了钢结构2与孔边倒角的开孔板连接件1的有效连接。其次,孔边倒角的开孔板连接件1与混凝土结构3的连接主要三个方面实现：第一，浇注的混凝土通过钢板开孔11硬化后形成混凝土榫，可以承担开孔钢板平面内的钢结构与混凝土结构间的剪力；第二，混凝土与开孔钢板接触承压可以传递垂直于开孔钢板方向的水平力；第三，设置孔中贯穿钢筋4后，贯穿钢筋4可以承担开孔钢板1平面内的剪力并对钢板开孔11两侧的混凝土形成约束，增强了连接。钢板开孔11的边缘设置了孔边倒角12后，增大了钢-混凝土交界面处的混凝土榫抗剪面积，从而提高连接件的抗剪承载力和抗剪刚度；在钢板开孔孔边倒角后避免混凝土榫由于应力集中引起的过早损伤开裂，提高了连接件的耐久性和受力延性。需要注意的是，孔边倒角尺寸（R或a）不宜超过开孔钢板板厚的三分之一（t/3），否则开孔边缘倒角间的孔壁平面宽度过窄，在开孔钢板平面内的剪力作用下容易形成新的应力集中区域，对混凝土榫形成劈裂作用，对连接件的抗剪承载力及耐久性不利。因此,本技术的剪力连接件应用于钢-混凝土组合结构时,其连接效率比传统的开孔板连接件更高,在开孔尺寸相同的情况下孔边倒角的开孔板连接件具有更高的抗剪强度和抗剪刚度,避免了孔中混凝土榫由于孔边应力集中引起的过早损伤开裂，提高了连接件的耐久性和受力延性，具有安全、经济、耐久、施工便捷的优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢‑混凝土组合结构中使用的剪力连接件，包括一钢板，其特征在于在钢板上设置开孔，所述开孔的孔壁边缘设置倒角，所述钢板与钢结构通过双面角焊缝相连, 通过浇注混凝土使得所述钢板包裹在混凝土结构中，从而使得所述钢板的开孔内形成混凝土榫，将钢结构与混凝土结构紧密结合起来。

【技术特征摘要】
1.一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件，包括一钢板，其特征在于在钢板上设置开孔，所述开孔的孔壁边缘设置倒角，所述钢板与钢结构通过双面角焊缝相连,通过浇注混凝土使得所述钢板包裹在混凝土结构中，从而使得所述钢板的开孔内形成混凝土榫，将钢结构与混凝土结构紧密结合起来。2.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件，其特征在于所述的钢板开孔为单个开孔或多个开孔。3.根据权利要求2所述的一种钢-混凝土组合结构中使用的剪力连接件，其特征在于所述钢板全部或部分开孔的单侧或两侧边缘倒角。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王巍，马骉，任烈柯，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31