[发明专利]摩擦型栓钉剪力连接件及其施工方法

权利要求书

1.一种摩擦型栓钉剪力连接件，包括栓钉剪力连接件主体，其特征在于，所述栓钉剪力连接件主体包括具有预定长度螺纹部的螺杆段，与所述螺杆段上螺纹部螺接的第一螺母和第二螺母，套设在螺杆段上且位于第一螺母与第二螺母之间的半导体弹簧，套接在半导体弹簧外周的套筒，设置在第一螺母或第二螺母一侧并可与欧姆表连接的正负极金属片，以及电连接正负极金属片与半导体弹簧两端的导线；

第一螺母或第二螺母的一侧设置有用于和半导体弹簧末端卡接的卡槽或与用于和套筒一端连接的嵌槽，第一螺母和第二螺母的相对距离改变时，半导体弹簧被拉伸或压缩。

2.如权利要求1所述的摩擦型栓钉剪力连接件，其特征在于，所述套筒和/或半导体弹簧的外侧套接有橡胶环。

3.如权利要求1所述的摩擦型栓钉剪力连接件，其特征在于，所述螺杆段沿其纵向分为多个区域，不同区域的颜色不同。

4.一种摩擦型栓钉剪力连接件，其特征在于：包括栓钉剪力连接件主体、安装螺母、套筒、固定螺母和半导体弹簧；

所述栓钉剪力连接件主体由下往上依次包括螺纹段、无螺纹挤压段和抗拔墩头，固定螺母、套筒和半导体弹簧依次从螺纹段套入栓钉剪力连接件主体，固定螺母的上端面处于螺纹段的顶端并固定，套筒的上端与固定螺母的下端面固定，半导体弹簧的上端与套筒的下端连接成一体，主梁上按所需的抗剪要求每隔预定距离安装剪力连接件。

5.根据权利要求4所述的一种摩擦型栓钉剪力连接件，其特征在于：所述安装螺母的顶面内螺纹孔的边缘一侧设有卡槽，所述螺纹段设有不同的预拉力分区标识，以安装螺母旋进的一端开始依次设有螺纹区域0、螺纹区域1、螺纹区域2、螺纹区域3和螺纹区域4；以安装螺母的上端面作为指示面，当半导体弹簧嵌于卡槽中，此时半导体弹簧处于自然状态；当安装螺母上端面处于螺纹区域0与螺纹区域1的交界面或者螺纹区域0时，此时剪力连接件和梁或板间未夹紧，螺栓的预拉力为0kN；当安装螺母的上端面分别处于螺纹区域1至螺纹区域4时，对应的螺栓预拉力范围分别为0-5kN，5-10kN，10-15kN和15-20kN，旋转安装螺母改变安装螺母上端面在螺纹段的分区，以改变预拉力和界面摩擦力，实现抗剪承载力和刚度的初步控制。

6.根据权利要求5所述的一种摩擦型栓钉剪力连接件，其特征在于：所述安装螺母的底面设有第一金属片和第二金属片，安装螺母顶面的卡槽一端设有连接头；当半导体弹簧卡合到卡槽上时，其与安装螺母通过卡槽和连接头形成内置电路，且半导体弹簧的一端通过连接头与第一金属片或第二金属片连接，半导体弹簧的另一端通过导线与第二金属片或第一金属片连接；测得第一金属片和第二金属片之间的电阻即为半导体弹簧的电阻值，进一步得到高强度螺栓组件的预拉力，依据电阻改变安装螺母松紧程度实现抗剪承载力和刚度的精确控制。

7.根据权利要求4所述的一种摩擦型栓钉剪力连接件，其特征在于：所述摩擦型栓钉剪力连接件还包括设置于剪力连接件与主梁螺纹孔间的橡胶环。

8.根据权利要求4所述的一种摩擦型栓钉剪力连接件，其特征在于：与所述剪力连接件配合的螺栓孔为圆螺栓孔。

9.根据权利要求4所述的一种摩擦型栓钉剪力连接件，其特征在于：所述螺纹段为8.8级M20型螺栓，用于安装该剪力连接件的主梁为H型钢主梁。

10.一种摩擦型栓钉剪力连接件的施工方法，其特征在于，该方法所用的摩擦型栓钉剪力连接件为权利要求4至9任一项所述的摩擦型栓钉剪力连接件，该施工方法包括以下步骤：

(1)对所述摩擦型栓钉剪力连接件进行工厂预制

根据施工现场所需的尺寸、抗剪效果以及为达到的目标，加工所述摩擦型栓钉剪力连接件；

(2)施工现场拼装所述摩擦型栓钉剪力连接件与需要设置所述摩擦型栓钉剪力连接件的主梁或板；

(3)使用过程中根据组合构件的状态实时调整剪力连接件螺栓的预拉力；

所述步骤(1)包括：

(11)构件设计制造

根据设计要求对需设摩擦型栓钉剪力连接件的主梁的相应位置进行打孔，根据现场所需尺寸和抗剪效果设计要求对摩擦型栓钉剪力连接件的各构件进行制造和加工，根据预达到的抗剪承载力、刚度和性能对摩擦型栓钉剪力连接件的预拉力进行设计，然后根据工厂预制流程图对摩擦型栓钉剪力连接件试样生产；

(12)构件预拼装

在出厂前应对构件进行预拼装，将固定螺母、外套筒和半导体弹簧依次套入摩擦型栓钉剪力连接件主体，并通过焊接方式形成整体，调整开孔尺寸和变形，检测半导体弹簧所在电路的通闭状态，测量半导体弹簧的电阻与安装螺母所在的分区及预拉力是否对应；预拼装合格后，进行产品的量化生产；

所述步骤(2)包括：

(21)将橡胶环安装到梁或板的螺栓孔中，而后将摩擦型栓钉剪力连接件穿过橡胶环并固定，旋拧安装螺母，当安装螺母旋拧至一定程度后，将半导体弹簧的自由端嵌入至安装螺母顶面的卡槽中，并与连接头相连，保证半导体弹簧的所在电路形成通路；

(22)在安装过程中，用扳手旋拧安装螺母，按设计要求将安装螺母旋到相应大小的预拉力区域，而后用欧姆表测量半导体弹簧的电阻，对预拉力进行调整直到达到所需的抗剪承载力和刚度为止；

所述步骤(3)具体为：在使用过程中，梁或板的上部都已浇筑于混凝土中，仅安装螺母暴露在外面，此时通过安装螺母改变螺栓的松紧程度，控制螺栓的预拉力，由此释放混凝土的不良内力或改善由于螺栓松动造成抗剪性能降低的后果。