一种自开式单向螺栓锚固装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自开式单向螺栓锚固装置，包括圆柱形套筒、锚固弹片、销轴和扭转弹簧，所述销轴沿套筒的横截面直径方向贯穿设置在套筒上部，所述的锚固弹片中部通过销孔活动铰接在所述销轴上，所述套筒中部沿垂直所述销轴的方向贯穿设置有为锚固弹片绕销轴转动提供足够空间的镂空部，所述镂空部设置有限制锚固弹片旋转角度的限位部，所述扭转弹簧套在销轴中部且位于锚固弹片的销孔内，所述扭转弹簧的两个臂分别作用在锚固弹片和套筒上，本发明专利技术解决了在钢管混凝土中安装单向螺栓时，无法安装螺栓端头锚固装置的问题,结构简单、应用广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑钢结构领域，涉及一种可有效提高单向螺栓在钢管混凝土柱中锚固性能的自开式单向螺栓锚固装置。
技术介绍
钢管混凝土结构是在钢管内填充素混凝土,利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,内填混凝土有效地提高了钢管的局部稳定性和抗火能力,而钢管对内填混凝上的约束作用又使其强度提高、塑性和韧性性能大为改善,充分发挥了两种材料的优点和潜力,可使构件截面减小,承载能力提高,整体重量减轻。钢管混凝土结构能够大幅度节约钢材和基础费用,节省大量支模板的工作,缩短工期,环境污染小，增加使用面积增加5％-8％。钢管混凝土柱截面惯性矩对称稳定性能好，闭口截面抗扭性能优越，外观简洁优美，防火防腐性能好。目前，钢管柱和型钢梁连接节点主要有内隔板式节点，贯通隔板式节点，外隔板节点，外肋环板式节点等形式，安装麻烦，须现场焊接，连接质量难有保证，耗费大量人力物力，劳动效率低下。1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震的震害调查表明，钢框架梁柱焊接刚性节点破坏非常严重。上述现场焊接的节点都属于刚性节点，同时存在大量的焊接缺陷，在大震等自然灾害时会成为主体结构中极为脆弱的部位，降低了结构的延性，从而大幅度削弱使得整个结构的安全性能。从施工角度出发，传统的钢管柱和型钢梁连接节点需要钢管柱内型钢梁上下翼缘对应处设置各类型隔板来承受梁翼缘的拉、压力，通常需要在隔板上开洞以保证混凝土浇筑，但这样明显会影响钢管柱混凝土浇筑质量，会出现离析，不密实等问题。钢管柱和型钢梁连接节点采用螺栓连接可以解决诸多传统焊接节点的不利因素。震害调查同时表明螺栓连接节点破坏较为少见，而且螺栓连接节点不会在节点区域形成隔断，对钢管柱混凝土浇筑影响很小，等等。但钢管柱属于封闭截面，普通高强螺栓在闭口截面中无法使用，制约钢管与H形型钢梁连接节点连接方式的应用。单向螺栓，又名盲眼螺栓或单面锁紧螺栓，可以实现单侧安装、单侧拧紧功能，非常适用于钢管结构的连接，具有现场施工简单方便、焊接量极小的特点,连接质量有保证。同时，单向螺栓有高强的抗剪承载力、抗拉承载力和预紧力，在一定条件下其力学性能可以做到与传统高强度螺栓相媲美，非常适用于钢管结构的连接。使用单向螺栓可以解决封闭截面构件的螺栓连接问题，不仅应用在主体结构构件的连接，也可应用于建筑外墙、楼梯，阳台等需要单向紧固之处。在实际应用中，目前较为常见的单向螺栓主要包括Hollo-bolt(LindapterInternational,UK),Flowdrill(FlowdrillB.V.,TheNetherlands),andtheAjaxOneside(AjaxEngineeredFasteners,Australia)，HSSB(HuckInternational，America)、BOM(HuckInternational,America)和theUltra-Twist(HuckInternational,America)等。钢管壁平面外刚度小，尤其是方钢管管壁，在节点受拉力区时会产生较大平面外变形，导致节点过早发生破坏。研究发现，在单向螺栓安装锚固装置有效限制钢管壁平面外变形。良好的单向螺栓锚固装置可使螺栓埋深范围内内力重分布，限制混凝土剪切破坏，极限状态为螺杆被拉断，充分利用高强螺栓的强度。但目前的单向螺栓多数为空心截面构件设计，并为考虑填充混凝土的作用，螺栓末端紧贴钢管内壁，没有延伸到混凝土内部，无法充分利用混凝土的锚固性能。以往有学者在单向螺栓下端点焊螺纹钢筋，延长在混凝土中的螺栓杆和螺栓内侧端头拧螺帽等方法来增强单向螺栓锚固性能，这几种做法有操作麻烦，锚固性能较差等缺点。由于单面螺栓单侧安装、单侧拧紧的特点，缺少必要的操作空间，安装性能良好锚固装置有极大限制。因此，在当在钢管混凝土结构中应用单向螺栓时，十分有必要专利技术一种既能够有效提高盲单向螺栓的锚固作用，又安装方便，造价低廉的锚固装置。
技术实现思路
本专利技术为了解决在钢管混凝土中安装单向螺栓时，无法安装具有较好锚固性能的螺栓端头锚固装置的问题，提出了一种自开式单向螺栓锚固装置，通过在单向螺栓端头安装该种锚固装置，可以增强螺栓在混凝土中的锚固作用，提高节点的连接性能，尤其节点刚度的提高十分明显。在提高螺栓锚固性能的同时，限制了钢管管壁，尤其是方钢管管壁的过早的平面外变形，改善节点性能。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：一种自开式单向螺栓锚固装置，包括圆柱形套筒、锚固弹片、销轴和扭转弹簧，所述销轴沿套筒的横截面直径方向贯穿设置在套筒上部，所述的锚固弹片中部通过销孔活动铰接在所述销轴上，所述套筒中部沿垂直所述销轴的方向贯穿设置有为锚固弹片绕销轴转动提供足够空间的镂空部，所述镂空部设置有限制锚固弹片旋转角度的限位部，所述扭转弹簧套在销轴中部且位于锚固弹片的销孔内，所述扭转弹簧的两个臂分别作用在锚固弹片和套筒上，自然状态下，在扭转弹簧及限位部的共同作用下，锚固弹片的长度方向与套筒的长度方向保持相互垂直的状态。进一步地，所述套筒下端通过螺纹连接、焊接与单向螺栓相连接，针对lindaper单向螺栓，在套筒下端通过内螺纹与单向螺栓螺杆连接，针对其他类型的单向螺栓，可以改变连接端头构造适配各种类型单向螺栓。进一步地，所述套筒与单向螺栓呈一体式结构，即套筒与单向螺栓为整体式结构。进一步地，所述的锚固弹片的侧面及套筒镂空部的内侧面均设置有刻壕，所述扭转弹簧的两臂分别放置于所述刻壕内，防止扭转弹簧错位。相比现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术施工安装简便，工艺简单，造价较低，不同于单纯延长螺栓杆利用摩擦力来提供锚固力，本专利技术中的锚固装置除了螺杆与混凝土接触提供摩擦锚固力，更重要的靠端部旋转式的锚固弹片进行机械锚固，极大地提升了单向螺栓在钢管混凝土柱的锚固作用，提高节点的连接性能，尤其节点刚度的提高十分明显。单向螺栓安装该种锚固装置在能够限制钢管管壁受拉区过早的平面外变形，尤其是方钢管管壁，避免节点过早破坏。安装有该种锚固装置的单向螺栓可以限制混凝土剪切破坏，使得螺杆最终被拉断，充分利用发挥高强螺栓的强度。附图说明图1是本专利技术实施例的主视示意图。图2是本专利技术实施例的左视示意图。图3是本专利技术实施例的右视示意图。图4是本专利技术实施例的剖视立体示意图。图5是本专利技术实施例的爆炸示意图。...

【技术保护点】
一种自开式单向螺栓锚固装置，其特征在于：包括圆柱形套筒(3)、锚固弹片(1)、销轴(2)和扭转弹簧(5)，所述销轴(2)沿套筒(3)的横截面直径方向贯穿设置在套筒(3)上部，所述的锚固弹片(1)中部通过销孔活动铰接在所述销轴(2)上，所述套筒(3)中部沿垂直所述销轴的方向贯穿设置有为锚固弹片(1)绕销轴(2)转动提供足够空间的镂空部(6)，所述镂空部(6)设置有限制锚固弹片(1)旋转角度的限位部(31)，所述扭转弹簧(5)套在销轴(2)中部且位于锚固弹片(1)的销孔内，所述扭转弹簧(5)的两个臂分别作用在锚固弹片(1)和套筒(3)上。

【技术特征摘要】
1.一种自开式单向螺栓锚固装置，其特征在于：包括圆柱形套
筒(3)、锚固弹片(1)、销轴(2)和扭转弹簧(5)，所述销轴(2)沿套筒(3)的
横截面直径方向贯穿设置在套筒(3)上部，所述的锚固弹片(1)中部通
过销孔活动铰接在所述销轴(2)上，所述套筒(3)中部沿垂直所述销轴
的方向贯穿设置有为锚固弹片(1)绕销轴(2)转动提供足够空间的镂空
部(6)，所述镂空部(6)设置有限制锚固弹片(1)旋转角度的限位部(31)，
所述扭转弹簧(5)套在销轴(2)中部且位于锚固弹片(1)的销孔内，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一焕，王湛，张黎飞，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44