[发明专利]一种空心板桥铰缝连接件及其应力验算方法

权利要求书

1.一种空心板桥铰缝连接件，包括至少两个空心板本体(1)及其之间的铰缝(2)，其特征在于，所述空心板本体(1)的侧壁上间隔布设有锚板(4)，所述锚板(4)从上至下横向布设有至少三根钢筋(3)，位于锚板(4)上部的所述钢筋(3)的一端向上设有直角折弯，位于锚板(4)下部的所述钢筋(3)的一端向下设有直角折弯；所述铰缝(2)上部布设有抗剪连接件、下部布设有抗弯连接件，所述抗剪连接件包括第一连接板(5)，所述第一连接板(5)与锚板(4)焊接，所述第一连接板(5)上以中线为对称轴纵向对称开设有一列连接孔(9)，所述连接孔(9)内均横向布设有剪力栓钉(6)；

所述抗弯连接件包括第二连接板(7)，所述第二连接板(7)呈长方形，第二连接板(7)的两端分别对称固定布设有锚栓(8)，所述锚栓(8)上部位于空心板本体(1)内，锚栓(8)上部相对布设有直角折弯。

2.根据权利要求1所述的一种空心板桥铰缝连接件，其特征在于，所述锚板(4)呈正方形，相邻空心板本体(1)侧壁上布设的锚板(4)前后错开；与锚板(4)焊接的第一连接板(5)前后错开，前后相连接的第一连接板(5)上的连接孔(9)相对应；所述第一连接板(5)截面呈梯形。

3.根据权利要求1所述的一种空心板桥铰缝连接件，其特征在于，所述锚板(4)与钢筋(3)焊接。

4.根据权利要求1所述的一种空心板桥铰缝连接件，其特征在于，一列所述连接孔(9)的数量至少为三个。

5.根据权利要求1所述的一种空心板桥铰缝连接件，其特征在于，所述第二连接板(7)的中线与铰缝(2)的中线重合。

6.根据权利要求1所述的一种空心板桥铰缝连接件，其特征在于，所述第二连接板(7)每端的锚栓(8)数量至少为一个。

7.基于权利要求1-6所述的任一种空心板桥铰缝连接件的一种空心板桥铰缝连接件的应力验算方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述空心板桥铰缝连接件的应力包括抗剪连接件的应力和抗弯连接件的应力；

步骤1：获取抗剪连接件的应力；假设所述抗剪连接件受力时只承担剪力作用，所述抗剪连接件的应力包括第一连接板(5)的抗剪应力τ₁和剪力栓钉(6)的抗剪应力τ₂；

步骤2：获取抗弯连接件的应力；假设抗弯连接件受力时只承担弯矩作用；所述抗弯连接件的应力为锚栓(8)的抗弯应力τ₃；

步骤3：验算所述第一连接板5的抗剪应力τ₁、剪力栓钉6的抗剪应力τ₂是否小于其自身材料所承受的抗剪容许应力；验算所述锚栓8的抗弯应力τ₃是否小于其自身材料所承受的抗弯容许应力。

8.根据权利要求7所述的一种空心板桥铰缝连接件的应力验算方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤1.1：计算第一连接板(5)的抗剪应力；

确定第一连接板(5)去除连接孔(9)后的面积A₀；

其中，t为第一连接板(5)的板厚，h为第一连接板(5)的高度，m为每个抗剪连接件上连接孔(9)的个数，d为连接孔(9)的孔径，在使用的过程中每平米空心板本体(1)所承受的总剪力为V；

计算每平米第一连接板(5)去除连接孔(9)后的面积A₁；

其中，n为每平米抗剪连接件个数；

得出第一连接板(5)的抗剪应力τ₁为：

步骤1.2：计算剪力栓钉(6)的抗剪应力；

确定剪力栓钉(6)的面积A₂；

其中，d′为剪力栓钉(6)直径；i为剪力栓钉(6)受剪面数目，此处i＝1，

计算每平米剪力栓钉(6)的面积A₃；

得出剪力栓钉(6)的抗剪应力τ₂为：

9.根据权利要求7所述的一种空心板桥铰缝连接件的应力验算方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤2.1：计算第二连接板(7)的受压区高度x；

由正截面受弯承载力的基本公式可得：

α₁f_cbx＝f_yA_s (2.1)

其中，f_c为铰缝(2)混凝土强度，为混凝土受压区等效矩形应力图系数，b为第二连接板(7)的宽度，f_y为第二连接板(7)的屈服应力；A_s为抗剪连接件应力截面积；

其中，h₁为空心板梁高，t₁为第二连接板(7)的厚度；

式(2.1)和式(2.2)结合得出第二连接板(7)的受压区高度x为：

其中，每平米抗弯连接件所承受的总弯矩为M；

步骤2.2：确定所述第二连接板(7)的厚度b为：

b＝A_s/(t₁·n₁) (2.4)

步骤2.3：计算所述锚栓(8)的截面面积A₄为：

其中，d₁为锚栓(8)的直径；

步骤2.4：得出锚栓(8)的抗弯应力τ₃为：

其中，k为每平米抗弯连接件的个数，j为每个第二连接板(7)上一端锚栓(8)的数量。