一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，包括套筒體，所述套筒體為管狀結(jié)構(gòu)，套筒體一頭的開口處設(shè)置有彈性橡膠密封圈，套筒體另一頭的開口處設(shè)置有螺紋連接件，并且在靠近套筒體端部位置的側(cè)壁上設(shè)有灌漿口和出漿口；沿套筒體的側(cè)壁設(shè)置有螺栓孔，所述螺栓孔內(nèi)安裝有抗剪螺栓。本發(fā)明具有材料來源廣泛，加工制作簡(jiǎn)單、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，大大改善了當(dāng)前鑄鐵、鑄鋼套筒制作繁雜，成本較高，機(jī)械銑削套筒加工費(fèi)時(shí)費(fèi)工等弊端，可廣泛應(yīng)用于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。
【專利說明】一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種用于預(yù)制混凝土構(gòu)件之間鋼筋連接的漿錨式套筒連接件。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為一種符合工業(yè)化生產(chǎn)方式的結(jié)構(gòu)形式，具有施工速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低、噪音污染與濕作業(yè)少和產(chǎn)品質(zhì)量易控制等優(yōu)勢(shì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用。采用預(yù)制裝配的建筑施工方法可以有效節(jié)約資源和能源，提高材料在實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能和結(jié)構(gòu)性能方面的利用率，克服施工場(chǎng)地和環(huán)境條件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)的限制，減少現(xiàn)場(chǎng)施工勞動(dòng)力數(shù)量，減少建筑垃圾和施工對(duì)環(huán)境的不良影響，提高建筑功能和結(jié)構(gòu)性能。推廣預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)有利于實(shí)現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！钡木G色發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)低能耗、低排放的建造過程，能夠促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)的健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的節(jié)能減排目標(biāo)，是我國(guó)未來建筑的發(fā)展方向。
[0003]眾所周知，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的核心和難點(diǎn)是鋼筋的連接問題。常見的鋼筋連接形式有機(jī)械連接、焊接連接、搭接連接等，但都存在連接后需在連接節(jié)點(diǎn)處澆筑后澆混凝土的問題，水泥灌漿套筒連接可以預(yù)先埋設(shè)在混凝土部件中，施工時(shí)將另一部件的伸出鋼筋插入本部件對(duì)應(yīng)的套筒中，然后把無收縮高強(qiáng)度水泥砂漿灌入連接套筒，填滿套筒與鋼筋之間的間隙，水泥砂漿硬化后，兩根鋼筋便牢固連接在一起，從而達(dá)到連接兩端鋼筋的目的，連接節(jié)點(diǎn)處無需澆筑后澆混凝土，節(jié)點(diǎn)的連接效率較高。
[0004]目前，我國(guó)各地出臺(tái)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程中鋼筋的連接推薦采用灌漿套筒連接。這主要是因?yàn)椋c其他的連接方式相比，灌漿套筒連接具有以下優(yōu)勢(shì):①技術(shù)成熟；②連接可靠。國(guó)外大量的工程實(shí)踐證明，這種連接方法簡(jiǎn)單易操作，接頭效果良好。灌漿套筒按結(jié)構(gòu)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采用灌漿的方式連接鋼筋；半灌漿套筒的接頭一端采用灌漿方式連接鋼筋，另一端采用非灌漿方式連接鋼筋，通常另一端采用的是螺紋連接的形式。
[0005]目前按套筒的制作工藝分類，可將套筒分為:鑄鐵(鋼)套筒和機(jī)加工套筒兩類。國(guó)外的鋼筋連接用灌漿套筒一般為球墨鑄鐵產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的灌漿套筒通常采用鑄鐵(鋼)澆注或者機(jī)械加工，機(jī)械加工主要是以鋼棒或者厚壁鋼管為材料，通過機(jī)械銑削方式將鋼棒掏空或者將厚壁鋼管的內(nèi)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(shù)要求較高；機(jī)加工套筒雖然比較結(jié)實(shí)，但仍然比較笨重，而且材料消耗大，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)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(jià)高等弊病。
[0006]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102116075A公開了一種新型水泥灌漿帶肋鋼筋連接接頭，其實(shí)質(zhì)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，采用銑削加工方法制成，當(dāng)套筒體內(nèi)部灌注了水泥灌漿料后，連接套筒內(nèi)壁的凸起環(huán)肋和套筒孔端凸環(huán)在鋼筋拉伸或壓縮時(shí)起到抗剪作用，抗剪效果明顯，但套筒加工仍然比較復(fù)雜，加工費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)降低套筒造價(jià)不利。
[0007]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102587586A公開了一種新型水泥灌漿螺紋復(fù)合鋼筋連接接頭，其實(shí)質(zhì)也是一種新型半灌漿套筒。與中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102116075A中所提及的半灌漿套筒的區(qū)別主要在于，通過螺紋套將帶螺紋的鋼筋和套筒部分進(jìn)行連接，使套筒部分可以采用無縫鋼管或鋼管進(jìn)行直接加工，與銑削加工采用實(shí)心鋼棒相比，減少了材料消耗，提升了連接套筒的生產(chǎn)效率，降低了其生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較好。
[0008]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102587586A所公開的半灌漿套筒有上述優(yōu)點(diǎn)，但仍存在以下問題:①所述的凹槽和/或凸肋采用鑄造或機(jī)械加工而成，加工費(fèi)時(shí)費(fèi)力的弊端未得到根本解決?、谒龅陌疾酆?或凸肋采用滾軋或旋壓方法制成，在套筒內(nèi)部依靠多道凹槽來抗剪，這就要求一方面，為了能達(dá)到JGJ107標(biāo)準(zhǔn)的I級(jí)接頭的要求，制作套筒的壁厚較大，這樣才能保證軋(壓)后套筒壁最薄位置的抗拉力大于連接鋼筋的抗拉力，這將直接導(dǎo)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(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題。加工成本雖比中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102116075A公開的套筒有很大降低，但仍有可以改進(jìn)的地方。
[0009]綜上，現(xiàn)有的半灌漿套筒存在加工困難、形式笨重、造價(jià)高等弊病，不利于當(dāng)前我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化和建筑工業(yè)化的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]要解決的技術(shù)問題:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，解決現(xiàn)有術(shù)中的套筒存在加工困難、造價(jià)高等弊病，在保證套筒連接質(zhì)量的前提下，簡(jiǎn)化了套筒形式，降低了套筒造價(jià)。
[0011]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0012]一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，包括套筒體，所述套筒體為管狀結(jié)構(gòu)，套筒體一頭的開口處設(shè)置有彈性橡膠密封圈，套筒體另一頭的開口處設(shè)置有螺紋連接件，并且在靠近套筒體端部位置的側(cè)壁上分別設(shè)有灌漿口和出漿口 ；沿套筒體的側(cè)壁設(shè)置有螺栓孔，所述螺栓孔內(nèi)安裝有抗剪螺栓。
[0013]利用本裝置連接兩根鋼筋時(shí)，一根鋼筋從彈性橡膠密封圈中插入至套筒體內(nèi)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，多余的水泥灌漿料從出漿口處流出。通過在套筒體上設(shè)置抗剪螺栓，可以取代鑄鐵(鋼)套筒上的環(huán)肋，鋼筋在拉壓作用下，套筒體內(nèi)部的水泥灌漿料處于三軸受力狀態(tài)，抗剪螺栓在其中起到剪力鍵的作用，將套筒體內(nèi)部插入鋼筋的拉壓應(yīng)力合理分散到整個(gè)套筒體上，有效避免了套筒體上的局部應(yīng)力集中，使套筒體的抗拉能力大幅提高。同時(shí)使套筒體的形式得以簡(jiǎn)化，重量得以減輕，造價(jià)得以降低。
[0014]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述套筒體的靠近端部的側(cè)壁上設(shè)置有凹槽，所述凹槽內(nèi)箍設(shè)有環(huán)向箍筋。凹槽的設(shè)置，使套筒體呈瓶口狀，鋼筋在拉壓作用下，套筒體內(nèi)部的水泥灌漿料處于三軸受力狀態(tài)，內(nèi)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(shí)考慮到套筒體為普通低碳鋼無縫鋼管制成，當(dāng)在其上壓制了凹槽后，鋼筋在受拉作用下，凹槽處易發(fā)生復(fù)位變形，故在凹槽上設(shè)置了環(huán)向箍筋，環(huán)向箍筋能牢靠地將套筒體的凹槽部位箍住，在鋼筋受拉時(shí)套筒體對(duì)水泥灌漿料的約束更牢靠。[0015]作為優(yōu)選的，在本發(fā)明中，所述螺栓孔有3行且每行之間間隔120度均勻地分布于套筒體的側(cè)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(yōu)選的，在本發(fā)明中，所述抗剪螺栓為性能等級(jí)8.8級(jí)以上的高強(qiáng)度螺栓，保證抗剪螺栓的抗剪性能足夠。
[0017]作為優(yōu)選的，在本發(fā)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(qiáng)度提供保障，且材料來源廣泛，造價(jià)低。
[0018]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述的套筒體在裝有彈性橡膠密封圈的一側(cè)的外壁上設(shè)有灌漿口，在與連接件連接的一側(cè)的外壁上設(shè)有出漿口。
[0019]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述灌漿口和出漿口均設(shè)置在靠近安裝彈性橡膠密封圈一頭的套筒體的側(cè)壁上。
[0020]作為優(yōu)選的，在本發(fā)明中，所述凹槽為擠壓或滾壓成型。加工簡(jiǎn)單快捷。
[0021]作為優(yōu)選的，在本發(fā)明中，所述凹槽先采用滾壓成型后，再對(duì)凹槽外側(cè)的套筒體進(jìn)行擠壓，將環(huán)向箍筋套入凹槽內(nèi)，然后將凹槽外側(cè)的套筒體進(jìn)行擴(kuò)口復(fù)位。
[0022]作為優(yōu)選的，在本發(fā)明中，所述環(huán)向箍筋的材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，若條件許可，可采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼并經(jīng)熱處理后使用。
[0023]有益效果:
[0024]本發(fā)明的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，以普通低碳鋼無縫鋼管作為套筒體材料，采用滾軋或沖壓等方式加工而成。一方面材料來源廣泛，另一方面相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中銑削方法加工比較容易，能使套筒生產(chǎn)成本大大降低；
[0025]通過在套筒體上設(shè)置抗剪螺栓和環(huán)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(fèi)時(shí)費(fèi)力的機(jī)械加工，套筒性能與鑄鋼、鑄鐵套筒或機(jī)加工套筒持平，甚至更好，而且套筒體的形式簡(jiǎn)化；
[0026]故本發(fā)明的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒具有材料來源廣泛，加工制作簡(jiǎn)單、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，大大改善了當(dāng)前鑄鐵、鑄鋼套筒制作繁雜，成本較高，機(jī)械銑削套筒加工費(fèi)時(shí)費(fèi)工等弊端，可廣泛應(yīng)用于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0029]圖3是本發(fā)明連接柱A和柱B的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中:鋼筋A(yù)l ;螺紋絲頭2 ;連接件3 ;套筒體4 ;內(nèi)螺紋孔5 ;灌漿口 6 ;出漿口 7 ;水泥灌漿料8 ;凹槽9 ;環(huán)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(nèi)螺紋31 ;連接件外螺紋32。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0032]如圖1和圖2所示，一種剪力增強(qiáng)型全灌漿套筒，包括套筒體4，所述套筒體4為管狀結(jié)構(gòu)，利用低碳鋼無縫鋼管加工而成。套筒體4 一頭的開口處設(shè)置有彈性橡膠密封圈12，套筒體4另一頭的開口處為內(nèi)螺紋孔5，所述內(nèi)螺紋孔5內(nèi)設(shè)有螺紋連接件3，所述螺紋連接件3上分別設(shè)有連接件內(nèi)螺紋31和連接件外螺紋32，設(shè)置有彈性橡膠密封圈12的一頭可直接插入鋼筋B13，設(shè)置有螺紋連接件3的一頭通過螺紋連接件3與設(shè)有螺紋絲頭2的鋼筋A(yù)l相連。所述的套筒體4在裝有彈性橡膠密封圈12的一側(cè)的外壁上設(shè)有灌漿口 6，在與連接件3連接的一側(cè)的外壁上設(shè)有出漿口 7 ;沿套筒體4的側(cè)壁設(shè)置有螺栓孔，所述螺栓孔有3行且每行之間間隔120度地均勻分布于套筒體4的側(cè)壁上，每個(gè)螺栓孔內(nèi)均安裝有抗剪螺栓11，抗剪螺栓11的總個(gè)數(shù)、直徑需要依照連接鋼筋的種類以及鋼筋直徑計(jì)算確定，且抗剪螺栓11伸入套筒體4的長(zhǎng)度以不少于1/4且不超過1/3套筒體4的內(nèi)徑為宜，并且抗剪螺栓11為性能等級(jí)在8.8級(jí)以上的高強(qiáng)螺栓。所述套筒體4的兩端的側(cè)壁上還設(shè)置有環(huán)繞套筒體4 一圈的凹槽9，所述凹槽9的深度以不少于1/4且不超過1/3套筒體4的內(nèi)徑為宜，可優(yōu)先采用滾壓的方式進(jìn)行加工，或者采用配合底模，上部強(qiáng)力擠壓的方式進(jìn)行加工。凹槽9加工完成后，對(duì)凹槽9外側(cè)的套筒體4進(jìn)行擠壓，將環(huán)向箍筋10牢固套入凹槽9中，然后對(duì)凹槽9外側(cè)擠壓變形的套筒體4的側(cè)壁進(jìn)行擴(kuò)口，使套筒體4變形部分復(fù)原。
[0033]對(duì)某處節(jié)點(diǎn)處存在預(yù)制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(jìn)行連接。先將本發(fā)明的剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒連接件3 —側(cè)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(nèi)有內(nèi)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后，綁扎柱上箍筋，澆筑柱子混凝土。接下來對(duì)接柱子，將柱A15吊裝至預(yù)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(duì)準(zhǔn)后，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。插入完成后，對(duì)柱A15進(jìn)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后停止灌漿，并對(duì)套筒體4的灌漿口 6和出漿口 7進(jìn)行封堵。同法完成節(jié)點(diǎn)部位其余鋼筋的連接，待套筒體4中水泥灌漿料8的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即完成該節(jié)點(diǎn)的施工。
[0034]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:包括套筒體(4)，所述套筒體(4)為管狀結(jié)構(gòu)，套筒體(4) 一頭的開口處設(shè)置有彈性橡膠密封圈(12)，套筒體(4)另一頭的開口處設(shè)置有螺紋連接件(3)，并且在靠近套筒體(4)端部位置的側(cè)壁上設(shè)有灌漿口(6)和出漿口(7);沿套筒體(4)的側(cè)壁設(shè)置有螺栓孔，所述螺栓孔內(nèi)安裝有抗剪螺栓(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:所述套筒體(4)的靠近端部的側(cè)壁上設(shè)置有凹槽(9)，所述凹槽(9)內(nèi)箍設(shè)有環(huán)向箍筋(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:所述螺栓孔有3行且每行之間間隔120度均勻地分布于套筒體(4)的側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:所述抗剪螺栓(11)為性能等級(jí)8.8級(jí)以上的高強(qiáng)度螺栓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:套筒體(4)為低碳鋼無縫鋼管加工而成。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:所述的套筒體(4)在裝有彈性橡膠密封圈(12)的一側(cè)的外壁上設(shè)有灌漿口(6)，在與連接件(3)連接的一側(cè)的外壁上設(shè)有出漿口(7)。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:所述灌漿口(6)和出漿口(7)均設(shè)置在靠近安裝彈性橡膠密封圈(12) —頭的套筒體(4)的側(cè)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:所述凹槽(9)為擠壓或滾壓成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:所述凹槽(9)先采用滾壓成型后，再對(duì)凹槽(9)外側(cè)的套筒體(4)進(jìn)行擠壓，將環(huán)向箍筋(10)套入凹槽(9)內(nèi)，然后將凹槽(9)外側(cè)的套筒體(4)進(jìn)行擴(kuò)口復(fù)位。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種剪力增強(qiáng)型半灌漿套筒，其特征在于:所述環(huán)向箍筋(10)的材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼。
【文檔編號(hào)】E04B1/41GK103758291SQ201410034814
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】潘金龍, 馬軍衛(wèi), 尹萬云 申請(qǐng)人:東南大學(xué)