一种抗冲切斜向锚栓制造技术

本发明专利技术公开了一种抗冲切斜向锚栓，由顶锚板、斜向钢筋和底锚带焊接而成。顶锚板位于上端，中部钢筋斜向放置，与底锚带成45°角，下部由底锚带用于固定锚栓并使之成组排列。抗冲切斜向锚栓用于放置在钢筋混凝土板柱节点处以加强其抗冲切性能，相比于普通锚栓，斜向锚栓受力更加合理，用料更加经济，有效提高板的抗冲切强度与延性。

A Kind of Anti-punching and Cutting Oblique Anchor Bolt

【技术实现步骤摘要】
一种抗冲切斜向锚栓
本专利技术属于建筑
，涉及钢筋混凝土板柱节点，特别涉及一种抗冲切斜向锚栓。
技术介绍
板柱结构是由楼板和柱组成承重体系的房屋结构，作为一种主要结构体系，其具有室内楼板下没有梁、空间通畅简洁、平面布置灵活、能降低结构层高等优点，被广泛应用于大空间的多层厂房、仓库、公共建筑、办公楼及住宅建筑等，但板柱结构中板为无梁楼盖，属于典型的点支撑板结构，致使其节点成为结构最薄弱环节，容易发生脆性冲切破坏，延性较差。由多起地震灾害及工程事故可知，由于钢筋锚固不足，板柱节点发生冲切破坏后，板会从柱上整体脱落。因此，加强板柱节点的抗冲切性能具有重要的工程意义和社会价值。板柱节点的冲切破坏可近似看成三维的斜向剪切破坏，是一种围绕柱体附近在板面发生的破坏。在竖向荷载或集中力作用下，板截面存在正应力和剪应力，随着荷载的增加，逐渐在板柱节点四周出现较大的主拉应力。当拉应力超过混凝土抗拉强度时，板四周出现明显的径向裂缝，最终破坏形式表现为板截面出现斜裂缝并形成冲切锥体连同柱头冲出板体，锥体斜截面大体呈45°倾角，其破坏截面由于受拉应力达到极限形成一圈撕开状裂痕。所以，为加强板柱节点的抗冲切性能，抗冲切元件应充分抵御混凝土的斜向拉应力。常见的抗冲切元件有弯起钢筋、箍筋等，它们所能提高的抗冲切性能比较有限，且没有很好地改善脆性破坏的问题。基于此，国外学者尝试研发新型抗冲切元件。Tae-SungEom设计了三角空间钢桁架(Tae-SungEom,Jeong-WonSong,Jin-KyuSong,etal.Punching-shearBehaviorofSlabswithBarTrussShearReinforcementonRectangularColumns.EngineeringStructures,2017,134:390-399,)如图1，将依次排列的竖向弦杆101及斜向弦杆102焊接在3根纵向钢筋103上，竖向弦杆101和斜向弦杆102用以提供抗冲切作用。试验结果表明，这种空间桁架可以大幅提高板柱节点的抗冲切强度与延性，但竖向弦杆在空间桁架中的贡献极小，可忽略不计，这种构造形式造成了一定的钢材浪费，且构造复杂、制作周期较长。CarlErikBroms提出了倾斜箍筋架(CarlErikBroms，CagesofInclinedStirrupsasShearReinforcementforDuctilityofFlatSlabs.ACIstructuraljournal,2019,116(08):83-92,)的形式，如图2，将钢筋弯折成斜式箍筋，再将箍筋依次以TIG点焊201在纵向钢筋上，弯曲半径为材料利用充分但施工难度较大，钢筋之间焊接牢固程度很难保证。锚栓作为一种抗冲切元件，在提高板柱节点的强度和延性方面具有良好的性能。在发挥抗冲切性能时，其中栓杆的作用最大。根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中板受冲切承载力计算图(如图3和图4)可知，冲切破坏锥面与板成45°夹角。其中，301为冲切破坏锥体的斜截面；302为计算截面；303为计算截面的周长；304为冲切破坏锥体的底面线，F1为局部荷载设计值；板柱节点，取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值减去柱顶冲切破坏锥体范围内板所承受的荷载设计值。h0为截面有效高度，取两个方向配筋的截面有效高度平均值，N为集中反力设计值，q为均布荷载设计值。然而，传统的抗冲切锚栓中栓杆与底锚带成90°角，竖向放置并不能使钢筋充分受力，其斜向分力才能起到抗冲切作用，造成了一定资源浪费及经济损失。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，克服传统锚栓形式的受力不能充分发挥的不足，本专利技术的目的在于提供一种抗冲切斜向锚栓，以改善钢筋混凝土板柱节点的抗冲切性能。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种抗冲切斜向锚栓，包括用于固定锚栓并使栓杆成组排列的底锚带3，在底锚带3上沿其长度方向固定有若干平行等长的斜向钢筋2，在各斜向钢筋2的顶端分别固定有一个独立的顶锚板1，各顶锚板1的顶面位于同一水平面上。优选地，所述底锚带3、斜向钢筋2和顶锚板1相互焊接为一体结构。优选地，所述顶锚板1为圆形或方形，面积至少为斜向钢筋2截面积的10倍。优选地，所述斜向钢筋2的底端通过抛口焊的方式焊接于底锚带3上，顶端通过抛口焊的方式焊接于顶锚板1的底面。优选地，所述斜向钢筋2与顶锚板1和底锚带3都呈45°角。优选地，所述各斜向钢筋2在底锚带3上等间距设置。优选地，相邻斜向钢筋2的间距大于顶锚板1中心至边缘的最小距离。优选地，所述顶锚板1与底锚带3采用相同厚度的钢板，钢板厚度≥0.5D，底锚带3的带宽≥2.5D，其中D为斜向钢筋2的直径。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在抗冲切斜向锚栓中，用斜向钢筋代替竖向栓杆，使其与冲切破坏锥面成垂直状，斜向钢筋充分受力，用于抵抗混凝土中的拉应力，可使锚栓在钢筋混凝土板柱节点中更高效地发挥其抗冲切性能。本专利技术改变了传统抗冲切锚栓的受力形式，兼顾原形式的易安装控制、对主筋的放置无干扰、同时有效的控制板顶和板底剪切裂缝的宽度的优势，且具有安装方便、构造简单、锚固可靠、用途广泛、节约材料、可提前预制缩短工期的优点，有效提高板柱节点的抗冲切性能。此种锚栓形式在板厚≥150mm的钢筋混凝土板柱节点中得以推广应用。附图说明图1为现有三角空间钢桁架结构示意图。图2为现有倾斜箍筋架结构示意图。图3为GB50010-2010(2015年版)中板受冲切承载力计算示意图(局部荷载作用下)。图4为GB50010-2010(2015年版)中板受冲切承载力计算示意图(集中反力作用下)。图5为抗冲切斜向锚栓的示意图。图6为抗冲切斜向锚栓在板柱节点中的构造示意图。图7为抗冲切斜向锚栓布置图(十字形单个布置)。图8为抗冲切斜向锚栓布置图(十字形双个布置)。图9为抗冲切斜向锚栓布置图(米字形布置)。图10为45°锚栓布置示意图。图11为90°锚栓布置示意图。图12为不同锚栓布置方式下板柱节点的荷载-挠度曲线。具体实施方式下面结合具体实例及附图对本专利技术做进一步说明。需要说明的是，下述实例仅限于对本专利技术的解释，但不限制本专利技术的实施范围。凡是在本方案基础上作出的结构的增加或以同样内容的替换，均应属本专利技术的保护范围。如图5所示，该抗冲切斜向锚栓，由顶锚板1、斜向钢筋2和底锚带3焊接而成。顶锚板1位于上端，中部钢筋2斜向放置，与底锚带3成45°角，下部由底锚带3用于固定锚栓并使之成组排列。本专利技术的抗冲切斜向锚栓设计为一体结构，即其将各部焊接为图5所示结构。斜向钢筋2两头分别与顶锚板和底锚带焊接。顶锚板1可采用圆形或方形，面积至少为10倍的斜向钢筋截面积。当顶锚板1与底锚带3采用相同厚度的钢板时，钢板厚度≥0.5D，底锚带3带宽≥2.5D，D为斜向钢筋直径。该抗冲切斜向锚栓的应用范围是置于钢筋混凝土板中的靠近柱节点部分，在浇筑混凝土前，可在工厂提前预制好构件，在下层纵筋绑扎完毕后，将其放置在纵筋上即可，具体位置关系如图6所示，图中A即为本专利技术为抗冲切斜向锚栓，2为混凝土板，3为混凝土柱。之后再浇筑混凝土，其余施工过程与普通钢筋混凝土板柱节点施工过程一致。可根据板的冲切承载力在各方向设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗冲切斜向锚栓，其特征在于，包括用于固定锚栓并使栓杆成组排列的底锚带(3)，在底锚带(3)上沿其长度方向固定有若干平行等长的斜向钢筋(2)，在各斜向钢筋(2)的顶端分别固定有一个独立的顶锚板(1)，各顶锚板(1)的顶面位于同一水平面上。

【技术特征摘要】
1.一种抗冲切斜向锚栓，其特征在于，包括用于固定锚栓并使栓杆成组排列的底锚带(3)，在底锚带(3)上沿其长度方向固定有若干平行等长的斜向钢筋(2)，在各斜向钢筋(2)的顶端分别固定有一个独立的顶锚板(1)，各顶锚板(1)的顶面位于同一水平面上。2.根据权利要求1所述抗冲切斜向锚栓，其特征在于，所述底锚带(3)、斜向钢筋(2)和顶锚板(1)相互焊接为一体结构。3.根据权利要求1所述抗冲切斜向锚栓，其特征在于，所述顶锚板(1)为圆形或方形，面积至少为斜向钢筋(2)截面积的10倍。4.根据权利要求1所述抗冲切斜向锚栓，其特征在于，所述斜向钢筋(2)的底端通过抛口焊的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：史庆轩，蒋明月，王朋，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61