[发明专利]一种二阶段受力栓钉组及其施工方法

说明书

一种二阶段受力栓钉组，由沿被焊物轴线焊接于被焊物上的一个普通栓钉和一个抗拔不抗剪栓钉组成，所述普通栓钉由栓钉杆一和栓钉帽一构成，所述抗拔不抗剪栓钉由栓钉杆二、套在栓钉杆二外部的套管、栓钉帽二和套在栓钉帽二外的套环构成。本发明还提供了其施工方法，本发明二阶段受力，施工便捷，使用灵活，可持续，免修复，成本低。

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，涉及组合结构，特别涉及一种二阶段受力栓钉组。

背景技术

由于组合结构能够实现物尽其用，将受压易失稳的钢梁放于受拉区，而将受拉易开裂的混凝土放于受压区，因而能够充分发挥钢材抗拉和混凝土抗压的优势，通过两者的组合实现结构成本降低而性能提高的效果。但钢梁和混凝土之间需要通过设置抗剪连接件来传递界面水平剪力和竖向掀起力，从而实现组合作用。由于栓钉作为一种柔性抗剪连接件，能够在混凝土板和钢梁之间产生一定滑移时承载力不降低。同时具有制造工艺简单、施工便捷、各向同性、便于现场焊接等优点，在实际工程中受到广泛应用。

在正常设计和使用条件下，组合结构能够发挥其优越的性能。但是在遭遇罕遇地震、超载、撞击、爆炸等极端偶然荷载作用时，结构处于极限状态，组合构件中栓钉所受剪力和产生的滑移均超出正常水平，一旦栓钉断裂失效，就会造成组合结构中构件的不同组成部分发生分离，可能导致落梁、倾覆、垮塌等灾难性后果。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种二阶段受力栓钉组，通过将普通栓钉和抗拔不抗剪栓钉相组合实现栓钉的二阶段受力，抗拔不抗剪栓钉作为承载力储备。当遭遇极端荷载时抗拔不抗剪栓钉发挥作用，从而提高结构的在极端偶然荷载作用下的抵抗能力。在正常使用阶段，普通栓钉受力产生滑移，而抗拔不抗剪栓钉的套管和套环受力产生压缩变形，内部栓钉不受力。当普通栓钉的滑移达到一定程度后抗拔不抗剪栓钉开始受力，使整个栓钉组的荷载-滑移曲线出现二次上升段，承载力和滑移增大，实现栓钉组二阶段受力的效果。在超高、大跨、重载、复杂结构中的重要部位可采用该种二阶段受力栓钉组，以提高极端环境下结构的抗倒塌能力。在极端荷载过去后，抗拔不抗剪栓钉可代替普通栓钉继续受力，使结构免于拆除重建，实现建筑绿色可持续发展。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种二阶段受力栓钉组，由沿被焊物轴线焊接于被焊物上的一个普通栓钉和一个抗拔不抗剪栓钉组成，所述普通栓钉由栓钉杆一和栓钉帽一构成，所述抗拔不抗剪栓钉由栓钉杆二、套在栓钉杆二外部的套管、栓钉帽二和套在栓钉帽二外的套环构成。

在一个实施例中，所述栓钉杆一与栓钉杆二的直径相同，普通栓钉和抗拔不抗剪栓钉的间距不小于六倍栓钉杆直径。

在一个实施例中，所述被焊物上焊接有多个栓钉组时，相邻两个普通栓钉之间布置有一个抗拔不抗剪栓钉。

在一个实施例中，所述套管和套环的材料为低弹性模量材料。

在一个实施例中，所述低弹性模量材料为泡沫塑料、EVA泡棉、人造海绵或低弹模橡胶。

在一个实施例中，所述套管的内径与栓钉杆二直径相同，管壁厚度为1～5mm，高度比栓钉杆二高度低3～10mm，所述套环内径与栓钉帽二直径相同，环壁厚度为1～5mm，高度与栓钉帽二高度相同。

在一个实施例中，所述被焊物为型钢、钢板或钢管。

本发明还提供了所述二阶段受力栓钉组的施工方法，包括：

步骤1，将普通栓钉和抗拔不抗剪栓钉焊接至被焊物上；

其中，抗拔不抗剪栓钉的焊接方法如下：

①先将套管从栓钉杆二的底部穿入栓钉杆二，并整体套在栓钉杆二外；

②将套在栓钉杆二外的套管在其高度下部1/3位置处从下往上翻折，为焊接所用瓷环留出空间；