一种钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件制造技术

本发明专利技术公开了一种钢管‑超高性能混凝土复合剪力连接件，其特征在于：钢管(1)外包超高性能混凝土(2)；超高性能混凝土(2)中掺入钢纤维或合成纤维；自攻螺钉(3)通过钢管(1)内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁内，螺帽端支撑在钢管(1)的顶端；外包超高性能混凝土(2)的一端为连接端(4)，外形为圆柱；另一端为锚固端(5)，外形尺寸大于连接端(4)。本发明专利技术具有抗剪切滑移刚度大、延性好、力学性能调节简单、施工方便等优势。

A steel ultra high performance concrete composite shear connector

The invention discloses a steel pipe ultra high performance concrete composite shear connector, which is characterized in that: the steel pipe (1) outsourcing of ultra high performance concrete (2); characterized by self tapping screws (3) through the pipe (1) within the pore, threaded end anchored on the bamboo beam, a screw cap end support in the top of the pipe (1). The present invention has the advantages of large shear resistance, high slip rigidity, good ductility, simple mechanical property adjustment and convenient construction.

【技术实现步骤摘要】
一种钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件
本专利技术涉及一种应用于竹木-混凝土组合梁(板)的剪力连接件，属于土木工程中的建筑结构领域。
技术介绍
竹木作为节能环保的生物质绿色材料，具有绿色、生态、环保、低碳的优良品质，在近年倡导节能减排的背景下，大力推进以现代木竹结构为代表的绿色建筑，以及发展装配式建筑，对于形成新的结构体系和降低结构能耗具有重要意义。竹木(含胶合竹、胶合木)材料有着突出的强度/重量比，因而制成的竹木构件具有结构自重小、变形性能好等优势，但由于竹木材料弹性模量低，使得纯竹木梁的抗弯刚度较低，承载力往往由变形控制，而非材料的强度控制，这极大的限制了竹木结构的跨度和降低了材料的利用效率。而将竹木与混凝土组合形成竹木-混凝土组合梁(板)，能充分发挥两种材料各自的优势。与单纯的竹木梁相比较，组合梁可以有效提高构件的刚度和承载力，增大构件的跨度，同时具有绿色环保、降低碳排放量的特点，符合建筑工业化发展的要求。竹木-混凝土组合梁包括由上部混凝土板和下部竹木梁，两者通过中间的剪力连接件组合在一起，实现共同工作。研究表明，组合梁的力学性能和组合效应在很大程度上由剪力连接件所决定。现有的连接件可以分为两类：第一类为销连接件，其基本形式为一根钢杆的两端分别锚固在混凝土板内和竹木梁内，钢杆本身抵抗水平剪力；第二类为凹槽连接件，其基本形式为在竹木梁顶部切割出一定数量的凹槽，浇筑上部混凝土板时，混凝土嵌入凹槽内，凹槽内的混凝土块硬化后抵抗水平剪力。但这两类连接件都存在性能上的不足：对于销连接件，其延性好但抗剪切滑移刚度较低，导致组合梁的抗弯刚度低，构件变形大，承载力得不到充分发挥；而对于凹槽连接件，其抗剪切滑移刚度较高但其延性差，主要原因是混凝土变形能力很差，凹槽内的混凝土块一旦开裂，构件的承载力迅速降低，构件表现为脆性破坏。因此，开发新型剪力连接件，成为有效提高竹木-混凝土组合梁力学性能的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型复合剪力连接件，这种连接件具有抗剪切滑移刚度大、延性好、力学性能调节简单、施工方便等优势。本专利技术的技术方案为：一种钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件，其特征在于：钢管外包超高性能混凝土；其特征在于：自攻螺钉通过钢管内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁内，螺帽端支撑在钢管的顶端。外包超高性能混凝土的一端为连接端，外形为圆柱；另一端为锚固端，外形尺寸大于连接端。超高性能混凝土中掺入钢纤维或合成纤维。与现有剪力连接件相比较，本专利技术的优点在于：(1)抗剪切滑移刚度大。钢管-超高性能混凝土复合连接件中，外包的超高性能混凝土具有较高的抗剪强度，能与钢管一起有效协同工作，共同承担组合梁的界面剪力。因此，相对于销连接件，复合连接件具有较高的抗剪切滑移刚度。(2)延性好。外包的超高性能混凝土掺入了纤维，超高性能混凝土的抗剪(拉)能力和极限应变都远远高于普通混凝土，即使组合界面处产生较大的剪切滑移，外包超高性能混凝土依然能够有效承担界面剪力，不会导致连接件的承载力出现明显波动。因此，相对于凹槽连接件，复合连接件具有较高的延性。(3)连接件力学性能调整方式简单。在复合连接件中，通过改变外包超高性能混凝土的厚度及纤维掺量，可以有效调整连接件的刚度、延性和承载力，简单有效。(4)施工方便。在实际使用中，复合连接件为预制标准件，适于工业化生产。施工时，将自攻螺钉插入钢管内的孔道中，然后将其拧入竹木梁内，将连接件与竹木梁竖向连接起来，施工简便，效率高。综合来看，本专利技术提出的复合连接件，将销连接件和凹槽连接件的优点结合了起来，同时克服了两者性能上的不足，且力学性能可控、施工方便，具有良好的应用前景。附图说明图1是钢管-超高性能混凝土复合连接件的纵向剖面；图2是钢管-超高性能混凝土复合连接件的横截面。图例说明1为钢管2为外包超高性能混凝土3为自攻螺钉具体实施方式本专利技术如附图所示，一种钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件，其特征在于：钢管(1)外包超高性能混凝土(2)；其特征在于：自攻螺钉(3)通过钢管(1)内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁内，螺帽端支撑在钢管(1)的顶端。外包超高性能混凝土(2)的一端为连接端，外形为圆柱；另一端为锚固端，外形尺寸大于连接端。超高性能混凝土(2)中掺入钢纤维或合成纤维。如图1和图2所示。实施时，首先，按照设计要求，钢管(1)放入专用模具中；然后，拌制超高性能混凝土(2)，材料配比中掺入一定量的钢纤维或合成纤维；接下来，将拌制好的超高性能混凝土(2)浇入专用模具。浇筑过程中，防止钢管(1)内孔道两端堵塞；待超高性能混凝土(2)的强度到达要求后拆模，取出钢管-超高性能混凝土复合连接件，并将其在90℃、相对湿度95％以上的环境中进行湿热养护48小时，加速超高性能混凝土(2)的强度发展，完成连接件的制作；施工时，将自攻螺钉(3)插入钢管(1)内的孔道内，然后将自攻螺钉(3)拧入竹木梁内，使自攻螺钉(3)的螺纹端锚固在竹木梁内，而螺帽紧密压在钢管(1)的顶部，完成复合连接件的安装。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管‑超高性能混凝土复合剪力连接件，其特征在于：钢管(1)外包超高性能混凝土(2)；其特征在于：自攻螺钉(3)通过钢管(1)内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁内，螺帽端支撑在钢管(1)的顶端。

【技术特征摘要】
1.一种钢管-超高性能混凝土复合剪力连接件，其特征在于：钢管(1)外包超高性能混凝土(2)；其特征在于：自攻螺钉(3)通过钢管(1)内的孔道，螺纹端锚固在竹木梁内，螺帽端支撑在钢管(1)的顶端。2.根据权利要求1所述的一种钢管-超高性能混...

【专利技术属性】
技术研发人员：单波，王震宇，肖岩，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43