用于混凝土构件的连接结构制造技术

本发明专利技术涉及建筑桥梁施工领域，公开了一种用于混凝土构件的连接结构，包括，混凝土构件，混凝土构件中预制至少一个V型缓冲腔(3)；混凝土构件至少包括第一混凝土构件(1)和第二混凝土构件(2)；杆件(4)，对第一混凝土构件和第二混凝土构件进行连接，杆件贯穿至少一个V型缓冲腔；其中，杆件的连接端分别固定在第一和第二混凝土构件上，并可以沿杆件的轴线方向对连接的混凝土构件施加预应力；所公开的连接结构可用于包括多个相交主要承力结构件的连接和施加预应力；解决由于在较高外载工况下这类结构件相交节点处应力集中导致的连接杆件或预应力钢绞线在应力集中区域大变形造成结构整体超出行业规范规定的不可恢复畸变和连接杆件或预应力钢绞线可能被剪断的技术问题。件或预应力钢绞线可能被剪断的技术问题。件或预应力钢绞线可能被剪断的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
用于混凝土构件的连接结构


[0001]本专利技术涉及建筑桥梁施工领域，具体地涉及一种用于混凝土构件的连接结构。

技术介绍

[0002]混凝土作为经济实用的建筑材料，具有抗压缩能力强但缺乏抗拉强度的特点。因为土木工程结构中往往是拉伸和压缩应力并存，工程上常采用下列两类方法最大限度地减少结构件中混凝土承受的拉应力：(1)在混凝土中预埋钢筋网络，即钢筋混凝土；(2)“预应力”技术，即预安装体外或体内贯穿梁和柱等承受弯矩结构件或其它类承受拉应力结构件的钢筋或钢绞线，以下统称“钢绞线”；在结构投入使用前在钢绞线两端施加拉力以造成在构件中的压缩力，从而使构件中混凝土基质保持在压缩状态下，以抵消使用过程中弯矩所造成的拉应力，见图1。
[0003]显然，图1中的常规预应力技术仅对在一个方向上尺寸明显大于其他两个正交方向的结构件(例如，梁或柱)有效。在多个沿不同方向设置的类似结构件汇交时，如何有效施加预应力仍然是这一领域的一个难题，例如，避免结构图2(a)中桥梁柱梁连接或图2(b)中的建筑物三向交叉梁柱连接几何突变处的应力集中；这类应力集中会造成构件表面或内部裂纹类损伤，降低整体结构的承载能力。
[0004]对于钢筋混凝土构件的制造和施工，工程实践中也有两类方法：第一类方法是“现场浇铸”，即在结构件于整体结构中的位置预制模板框架，内部预先布置细钢筋网络；然后浇铸混凝土。为此用于浇筑的模板建造的约耗费额外的20％到60％施工预算。同时，所浇灌的混凝土一般需要28天时效固化才能完全达到设计强度。为了增加多个混凝土构件衔接处抗拉和抗剪切强度，需要在接头部位预埋较稠密的钢筋网络。在必需承受较高剪力的衔接部位，例如，高地震风险区桥梁结构中的墩与梁或墩与地基的连接处，许多工程事例中另预埋贯通衔接部的粗钢筋或大直径钢管以增强接头节点强度。
[0005]相比之下，如果主要承力结构件在工厂或预制场地制造并予以预应力处理，然后在建设现场组装这些结构件；这不但可以减少钢筋用量，也可缩短施工时间，并带来显著经济效益。但对这类模块化结构，预制结构件的连接方式和接头局部强度基本上决定整体结构的承载能力和坚固性。同样，对类似于图2所示多个构件交汇处，如何在保证接头处有不低于构件本身的强度，仍是装配式结构领域尚未完全解决的问题。
[0006]主要承力结构件连接部的强度，例如，梁与柱交叉连接部的强度，对于大型桥梁和房屋的结构完整性和安全性至关重要。一个这类连接部的失效将导致所连所有承力结构件的失效。由于交叉连接部的应力水平通常高于其它部位，此类位置的结构坚固性和强度基本上决定了整体结构的承载能力，尤其是在飓风，强地震，车桥或船桥相撞，以及爆炸等极端载荷条件下。图3 是桥梁墩与梁哈墩与基础连接部在强震后破坏的实例。为了加强这类连接部的强度，内置加强销杆是一些工程采用的方法。图4是加强销杆破坏的两种形式。如何避免这类破坏，是有关工程界仍在研究探讨的问题。
[0007]根据前述简单分析和综述，目前桥梁和房屋等混凝土结构存在下列尚待彻底解决
的技术难点：
[0008](i)如何在多个主要承力结构件相交节点处避免应力集中造成的强度降低；
[0009](ii)如何在这类结构节点沿所有必要方向实施预应力；
[0010]如何保证装配式结构有足够抗强地震和其它突发性灾害的能力；具体的讲，如何解决装配式结构中节点比整体浇灌结构节点弱的普遍问题。

技术实现思路

[0011]本专利技术公开的连接结构可用于包括多个相交主要承力结构件的连接和施加预应力；解决由于在较高外载工况下这类结构件相交节点处应力集中导致的连接杆件或预应力钢绞线在应力集中区域大变形造成结构整体超出行业规范规定的不可恢复畸变和连接杆件或预应力钢绞线可能被剪断的技术问题，同时提供强地震等非常规工况下的减隔震功能。
[0012]在以下陈述中，“构件”是指在土木工程结构中承受主要力流的结构件，例如如桥梁或建筑物中的梁跨或柱，或这些构件的节段。本专利技术所公开的混凝土结构件连接结构，又称作“接头”，是两个以上构件的节点；其可以是一个连接汇聚在节点其它构件的单一构件；也可以是包括所连接构件在内的结构系统，例如，一根梁和一个墩的连接。本专利技术所公开的连接结构还包括在所连接构件中的一些设置，例如，钢绞线，预埋的钢筋，加强销杆，或内部填充混凝土的钢管，在以下陈述中统称“杆件”；以及相关的配件。杆件穿过至少两个构件。根据土木工程结构施工惯例，“湿接缝”是指现场浇灌混凝土制成的接头；而“干接缝”是指预制的结构接头，在施工过程中放入指定位置以连接其它构件。
[0013]本专利技术所提供用于混凝土构件的连接结构包括：混凝土构件，混凝土构件中预制至少一个V形缓冲腔；混凝土构件至少包括第一混凝土构件和第二混凝土构件；
[0014]杆件，对第一混凝土构件和第二混凝土构件进行连接，杆件贯穿至少一个缓冲腔；其中，
[0015]杆件的连接端分别固定在第一混凝土构件和第二混凝土构件上，并可以沿杆件的轴线方向对连接的混凝土构件施加预应力。
[0016]优选地，杆件的至少一个连接端与第一混凝土构件或第二混凝土构件栓接。
[0017]优选地，连接端通过设置在连接段端口的螺纹和螺母与第一混凝土构件或第二混凝土构件栓接。
[0018]优选地，连接端包括栓接在第一混凝土构件上的第一连接端和预埋在第二混凝土构件中的第二连接端；
[0019]第二连接端的端头为T形构件或L形构件。
[0020]优选地，第一混凝土构件和第二混凝土构件之间设置调整摩擦力的摩擦板。
[0021]优选地，连接结构包括设置在摩擦板与第一混凝土构件和/或第二混凝土构件之间的护板。
[0022]优选地，连接结构包括内置于缓冲腔并与缓冲腔内表面贴合的V型套筒。
[0023]优选地，杆件设置至少一个用于隔绝混凝土构件与杆件的局部或整体直接接触的防护套筒。
[0024]优选地，防护套筒和杆件之间的间隙注入预应力孔道压奖材料。
[0025]优选地，防护套筒外侧设置加强肋和/或环绕防护套筒的细钢筋或钢丝加强筋络。
[0026]优选地，杆件是由两根以上钢筋组成的钢绞线。
[0027]优选地，缓冲腔内填充环绕杆件的阻尼材料。
[0028]优选地，缓冲腔内置入环绕杆件的V型加强套。
[0029]优选地，杆件在缓冲腔内的部分截面积增大。
[0030]进一步优选的，所述连接结构还包括一个混凝土构件组，所述构件组包括至少一个与所述混凝土构件相连接的混凝土构件。
[0031]本专利技术连接结构通过在混凝土构件中预制至少一个V形缓冲腔，利用杆件第一混凝土构件和第二混凝土构件进行连接，且杆件贯穿至少一个缓冲腔，通过腔体的设置避免了杆件在第一混凝土和第二混凝土的接触面位置处的结构因外载产生如图3和图4所示应力集中造成的破坏，同时杆件4的连接端分别固定在第一混凝土构件和第二混凝土构件上，杆件沿轴线方向上对连接的混凝土构件施加应力，该结构的设置提高了混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于混凝土构件的连接结构，其特征在于，连接结构包括，混凝土构件，混凝土构件中预制至少一个V形缓冲腔(3)；混凝土构件至少包括第一混凝土构件(1)和第二混凝土构件(2)；杆件(4)，对第一混凝土构件(1)和第二混凝土构件(2)进行连接，杆件(4)贯穿至少一个缓冲腔(3)；其中，杆件(4)的连接端分别固定在第一混凝土构件(1)和第二混凝土构件(2)上，并可以沿杆件(4)的轴线方向对连接的混凝土构件施加预应力。2.根据权利要求1的连接结构，其特征在于，杆件(4)的至少一个连接端与第一混凝土构件(1)或第二混凝土构件(2)栓接。3.根据权利要求2的连接结构，其特征在于，连接端通过设置在连接段端口的螺纹和螺母(9)与第一混凝土构件(1)或第二混凝土构件(2)栓接。4.根据权利要求2的连接结构，其特征在于，连接端包括栓接在第一混凝土构件(1)上的第一连接端(401)和预埋在第二混凝土构件(2)中的第二连接端(402)；第二连接端(402)的端头为T形构件或L形构件。5.根据权利要求1的连接结构，其特征在于，第一混凝土构件(1)和第二混凝土构件(2)之间设置调整摩擦力的摩擦板(5)。6.据权利要求5的连接结构，其特征在于，连...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝苏，周应新，李万恒，张劲泉，
申请(专利权)人：郝苏，
类型：发明
国别省市：