[发明专利]可拆卸装配式钢-混凝土组合结构及其剪力连接组件

说明书

本发明提供了一种可拆卸装配式钢‑混凝土组合结构及其剪力连接组件。所述剪力连接组件包括套筒、楔形环、锥形插片和可拆卸连接件；套筒具有圆台形的薄壁镂空段，薄壁镂空段上开设有多个窗口；楔形环为空心圆台形，并开设有竖向缝；锥形插片的数量为多个并安装在楔形环的内圆周；可拆卸连接件能够穿过安装有锥形插片的楔形环并与套筒可拆卸连接。所述钢‑混凝土组合结构包括混凝土试件、钢板母材和如上所述的剪力连接组件。本发明采用具有锥度的套筒作为连接件的一部分，其利用锥度与混凝土内部贴合，套筒增加与混凝土的承压面积，厚壁段增大螺栓受剪过程的抗拉强度，提高抗剪件延性，同时也保证了套筒和螺栓螺纹连接处未发生变形，易于后期拆卸。

技术领域

本发明涉及建筑施工连接件技术领域，具体来讲，涉及一种可拆卸装配式钢-混凝土组合结构、以及一种可拆卸装配式钢-混凝土组合结构的剪力连接组件。

背景技术

钢-混凝土组合梁是受力良好的构件，其组成部分包括钢筋混凝土、钢梁和其抗剪件。混凝土和钢组合后的整体工作性能要明显高于两者的叠加，其具有良好的抗弯性能、抗剪性能和抗疲劳性能，因而在现实的工程中应用越来越普遍。而作为连接钢梁与混凝土板之间的剪力连接件，在发挥钢-混组合结构的力学性能方面起着关键的作用。

对于抗剪件而言，其作用主要有两个方面：一是抵抗混凝土板和钢梁之间的抗拔力，减小钢梁和混凝土的相对掀起力；二是传递钢梁和混凝土之间的剪力，抵抗钢梁与混凝土的相对滑移。

圆柱头栓钉为柔性连接件，其抗剪性能稳定且是施工标准化程度高，且在工程中得到大量的使用，但其有抗剪承载力低、焊接量大、排布密集等问题；对于焊接刚性的连接件而言，具有更高的抗剪强度，其有效减小连接件的数量，但因其延性差、疲劳性能低的原因，导致刚性连接件在抗震以及疲劳要求的结构中应用较少。从可持续发展的角度来看，建筑的可拆卸性和可回收性是十分重要的，而使用传焊钉抗剪连接件的组合梁混凝土板不能方便、高效地进行结构拆卸和回收。组合桥梁的混凝土板及钢梁往往面临着严重的腐蚀问题，尤其是由冻融循环和各种化学物质侵蚀引起的钢筋和钢梁腐蚀，更换、修复或加固老化混凝土板可以延长组合桥梁的使用寿命，现已成为研究热点。与传统的焊接栓钉连接的钢筋混凝土板相比，用螺栓连接的钢筋混凝土板可以很容易地拆卸，从而可以快速更换变质的混凝土板，这有助于降低结构寿命周期成本，提高钢混凝土桥的结构可持续性。

近年来，螺栓剪力连接件因其易安装、可拆卸、疲劳性能优异等特点，在桥梁结构中有一定的使用。然而，由于预留孔的存在，螺栓剪力件的初始滑移大，抗剪强度不能充分发挥。因此，有必要提供一种在桥梁结构中应用的具有高初始刚度、抗剪强度和延性的剪力连接件。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种具有较高初始刚度和较高抗剪强度的可拆卸装配式钢-混凝土组合结构及其剪力连接组件。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种可拆卸装配式钢-混凝土组合结构的剪力连接组件。

所述剪力连接组件可包括套筒、楔形环、锥形插片和可拆卸连接件，其中，套筒具有圆台形的薄壁镂空段，薄壁镂空段上开设有多个镂空窗口；楔形环为空心圆台形，并开设有竖向缝；锥形插片的数量为多个并安装在楔形环的内圆周；可拆卸连接件能够穿过安装有锥形插片的楔形环并与套筒可拆卸连接。

可选择地，所述套筒还包括与所述薄壁镂空段下端连接的厚壁段，厚壁段为空心圆台形或空心圆柱形。在为空心圆台形的情况下，厚壁段与所述薄壁镂空段的锥度相同且两者共轴线；进一步，厚壁段的上端直径与薄壁镂空段下端直径相同。

可选择地，所述薄壁镂空段和厚壁段中至少一个的腔体中设置有用于连接的内螺纹。

可选择地，所述套筒还可包括自上而下连接的头部件和封盖，封盖与薄壁镂空段的上端连接。进一步地，头部件可以为多边柱状结构，例如六角柱形。封盖可开设有至少一个镂空区域。