[发明专利]一种混凝土受拉状态下钢-混凝土组合连接结构

说明书

本发明公开一种混凝土受拉状态下钢‑混凝土组合连接结构，通过利用自带约束构造的栓钉抗剪连接件利用其在钢‑混凝土界面抗剪刚度方面优越稳定的受力性能，提出了一系列新型结构构造方法。在混凝土轴心受拉或弯拉状态下采用上述新型结构构造方法可有效减小钢‑混凝土组合连接中混凝土受拉开裂的不利影响，可简单有效的补强或增强组合连接在轴心受拉或弯曲受拉状态下的连接强度及连接刚度。例如该新型连接构造方法应用在组合梁负弯矩区，可有效控制和防止组合梁负弯矩区混凝土受拉开裂，从而可补强或增强组合梁负弯矩区的抗弯刚度，解决负弯矩区钢‑混凝土组合连接由于混凝土开裂而导致组合应用程度低的工程难题。

技术领域

本发明涉及栓钉抗剪连接件技术领域，特别是涉及一种混凝土受拉状态下钢-混凝土组合连接结构。

背景技术

钢-混凝土连续组合梁在负弯矩区会产生混凝土受拉、钢梁受压的不利情况，特别是混凝土板的开裂，会引起组合梁刚度的降低和耐久性的下降。因此，采取有效的设计、施工方法和处理措施，有效控制和防止负弯矩区混凝土开裂就成为连续组合梁设计的一个关键性的问题。目前常用的处理方法有：预加荷载法、支座预顶升法、施加预应力法、配筋限制混凝土裂缝宽度法、后结合预应力混凝土桥面板法、钢梁底板浇筑混凝土法、增强钢混凝土结合强度法等。

但是现有技术存在如下缺点：

(1)现场施工复杂、工作量大、施工周期长，且日后对组合梁的局部翻新比较困难；

(2)有些技术会造成局部的应力集中，需要采取必要的构造措施来改善应力集中问题，导致设计复杂；

(3)成本较高不经济，效果不理想，经常需要同时采用几种方法来解决组合梁负弯矩区的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土受拉状态下钢-混凝土组合连接结构，该结构增大了组合梁负弯矩区的抗弯刚度，解决了有效控制和防止组合梁负弯矩区混凝土开裂的难题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种混凝土受拉状态下钢-混凝土组合连接结构，包括用于连接钢梁翼缘以及钢筋混凝土翼缘板的栓钉，所述栓钉通过螺栓栓接和焊接的方式与钢梁翼缘固连，组合梁混凝土翼缘板的截面上还设置有斜向受拉短钢筋或受拉钢板中的任意一者或两者，所述斜向受拉短钢筋设置于所述组合梁混凝土翼缘板截面的中性轴处，所述受拉钢板设置于所述钢梁混凝土翼缘板截面的受拉应力最大处。

优选的，在所述栓钉外缘固定成型有一圈高强细石砼，所述高强细石砼强度大于浇筑的钢筋混凝土翼缘的砼强度，在其外缘通过环抱高强细石砼的抗拉单元来对高强细石砼及其内部组件施加一次环抱拉力，同时，在所述高强细石砼的抗拉单元外侧还设置有螺旋筋，此螺旋筋同心环绕在高强细石砼外侧并通过浇筑方式成型在钢筋混凝土翼缘中。

优选的，钢梁上翼缘钢板的顶面和附加钢板的底面均通过所述栓钉与钢筋混凝土翼缘板连接，顶面和底面的栓钉并排对应布置或者相互错列布置。

优选的，当钢梁混凝土翼缘板的截面上仅设置有斜向受拉短钢筋时，所述斜向受拉短钢筋可与钢梁混凝土翼缘板内的横向钢筋共同作用用于平衡栓钉传递的剪力。

优选的，当组合梁混凝土翼缘板的截面上仅设置有受拉钢板时，钢梁混凝土翼缘板受拉应力最大处设置的所述受拉钢板直接用于承受该部位的受拉应力。

优选的，当组合梁混凝土翼缘板的截面上同时设置有斜向受拉短钢筋和受拉钢板时，组合梁混凝土翼缘板内上下交错啮合错列布置的栓钉与所述斜向受拉短钢筋和受拉钢板共同用于抵抗拉应力。

优选的，钢翼缘板和组合梁混凝土翼缘板的连接方式可采用装配式连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：