专利名称：钢筋锚固装置及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种钢筋锚固用的锚固装置及其施工方法。
(二)、背景技术钢筋锚固是工业与民用建筑、大跨桥梁、水工结构、地铁、隧道、电视塔、核电站等各类混凝土结构工程都要遇到的基本技术，钢筋混凝土工程中的每根钢筋都需要可靠地锚固才能发挥其强度，钢筋的锚固是混凝土工程中一项量大面广的基本技术。传统的钢筋锚固方式是利用长度为30-45倍钢筋直径的钢筋黏结锚固长度来锚固钢筋，或利用弯折钢筋和带弯钩钢筋减少黏结锚固长度后进行锚固。这种传统锚固方式为锚固所增加的钢筋用量很大，而且造成锚固区钢筋拥挤，影响混凝土浇注质量。近十余年来，出现了用带锚固板钢筋改善钢筋锚固的方式，这种锚固方式可明显减少钢筋黏结锚固长度，节约钢材，方便施工；但现有的国内、国外采用的锚固板均为单一的方形、矩形、椭圆形或圆形钢板，其与钢筋的连接大都是焊接或锥螺纹连接，用料多、成本高，或焊接质量不易保证，或使用不便而影响推广使用；我国现行《混凝土结构设计规范》中推荐的钢筋锚固板是用钢板制成，并与钢筋焊接组成钢筋锚固装置，这种锚固装置中的钢板大而薄，不满足传力过程中45°刚性角要求，因此不能起到刚性承压板的作用，不仅浪费钢材，而且对结构中的边部或角部钢筋，设置这类大锚固钢板时，在多数情况下需要将混凝土保护层厚度从普通的1d增加到2d以上才能布置并满足耐久性要求，为此要增加混凝土用量，这就大大影响带锚固板钢筋的推广应用，此外，用焊接方式连接钢筋和锚固板速度太慢、质量也难于保证；国外采用的钢筋锚固板大都为钢制的等厚度的刚性锚固板，材料成本较高，无拧紧螺帽与其相连，不便施工，所选用的锥螺纹连接也不能充分发挥钢筋极限强度。
(三)、发明内容本发明的目的是提供一种钢筋锚固装置及其施工方法，解决用焊接方式连接钢筋和锚固板速度太慢、焊接质量难于保证的问题；还解决现有机械锚固用料多、成本高、连接不方便的问题。
本发明的技术方案是这种钢筋锚固装置，由锚固板与带肋钢筋的端部连接而成，其特征在于锚固板呈头肩连体形，其肩部的插入端为平面，其头部为螺帽形或螺母形；锚固板中心有与带肋钢筋端部外螺纹配合连接的内螺纹孔。
上述锚固板的内螺纹和带肋钢筋端部的外螺纹是三角形牙形的直螺纹。
上述锚固板肩部的横截面的形状是圆形、椭圆形、方形、矩形或多边形。
上述锚固板头部的螺帽为六角形、四角形或八角形。
上述带肋钢筋端部与锚固板的连接长度在1.0d-3.0d之间，d是钢筋直径。
上述锚固板肩部插入端的净面积与钢筋横截面积之比为3.5-12。
本发明钢筋锚固装置的施工方法，其特征在于将上述钢筋锚固装置代替传统钢筋用于框架结构梁柱节点。
本发明钢筋锚固装置的施工方法，其特征在于将上述钢筋锚固装置代替传统钢筋用于简支梁支座中代替弯筋。
本发明钢筋锚固装置的施工方法，其特征在于将上述钢筋锚固装置代替传统钢筋用于箍筋。
本发明钢筋锚固装置的施工方法，其特征在于将上述钢筋锚固装置代替传统钢筋用于桥墩柱纵筋在基础承台或上部梁中的锚固，或代替传统钢筋用于牛腿纵筋的锚固。
本发明利用一种工业化生产的锚固板，用螺纹连接方式将其与钢筋连接，达到增强钢筋锚固能力，减少锚固长度，节约钢材，简化施工的目的。其优点是原材料便宜，成本低，适合工业化大批量生产；锚固板与螺帽合一，结构合理、用料省、强度高、施工方便、锚固性能好。本发明的锚固板采用材料价格较低的铸铁或球墨铸铁制成，具有承压板和螺帽合一的形式，既节约材料用量、满足力传递中的刚性角要求，增设了拧紧锚固板所必须的扳手螺帽，大大方便了锚固板的安装，本发明采用承压板和螺帽合一的形式还可在不增加锚固板厚度的前提下满足螺纹连接的强度要求，适合工业化大批量生产，大大加快施工速度。本发明锚固板中央有带直螺纹的中心孔，可快速与钢筋末端的外螺纹相连接。上述螺纹可以是常用的三角形螺纹，可以是滚轧螺纹或切削螺纹，可用现有设备制造。
用本发明代替传统的钢筋黏结锚固，可以节约大约40-50％的锚固用钢材，并能提高混凝土浇注质量，加快施工速度，降低成本，方便施工，主要应用于混凝土结构及组合结构中。本发明的锚固板按其承压面积与钢筋横截面积之比分为3.5-5.5之间的部分锚固板装置和9.0-12.0之间的全锚固板装置二类，可分别用于需要减少黏结锚固长度或取消全部黏结锚固长度的不同场合。
图1是本发明钢筋锚固装置实施例的分解结构示意图2是本发明钢筋锚固装置实施例的连接示意图。
图3是锚固板的结构示意图；图4是圆形锚固板的示意图；图5是方形锚固板的示意图；图6是矩形锚固板的示意图；图7是多边形锚固板的示意图；图8是椭圆形锚固板的示意图；图9是传统钢筋混凝土框架结构中间层端节点的示意图；图10是本发明钢筋锚固装置应用于钢筋混凝土框架结构中间层端节点的示意图。
图11是传统钢筋混凝土框架结构顶层端节点的示意图；图12是本发明钢筋锚固装置应用于钢筋混凝土框架结构顶层端节点的示意图。
图13是传统钢筋混凝土框架结构顶层中间节点的示意图；图14是本发明钢筋锚固装置应用于钢筋混凝土框架结构顶层中间节点的示意图。
图15是传统简支梁支座结构的示意图；图16是本发明钢筋锚固装置应用于简支梁支座结构的示意图。
图17是传统板梁钢筋混凝土结构的示意图；图18是本发明钢筋锚固装置代替抗剪箍筋的示意图。
图19是传统钢筋混凝土结构中钢筋搭接的示意图；图20是本发明钢筋锚固装置缩短钢筋搭接长度的示意图。
图21是本发明钢筋锚固装置用于桥墩柱纵筋在基础或箱梁中锚固的示意图。
图22是传统牛腿钢筋混凝土结构的示意图；图23是本发明钢筋锚固装置用于牛腿配筋的示意图。
1—锚固板、11—锚固板肩部、12—锚固板头部、13—锚固板中心的内螺纹孔、14—锚固板肩部与螺母形头部连接面。
2—带肋钢筋、21—外螺纹。
3—柱、4—梁、5—传统弯筋、6—使用本锚固装置的钢筋、7—传统箍筋、8—两端使用了本锚固装置的钢筋、9—传统的搭接钢筋、10—箱梁、11—桥墩柱、12—基础。
具体实施方式
实施例参见图1、2，该钢筋锚固装置由锚固板1与带肋钢筋2的端部连接而成，锚固板由铸铁或球墨铸铁制成。锚固板1呈头肩连体形，锚固板肩部11的插入端为平面，锚固板头部12为螺帽形或螺母形，锚固板中心有与带肋钢筋端部外螺纹21配合连接的内螺纹孔13。上述带肋钢筋端部与锚固板的连接长度在1.0d-3.0d之间的任意数值，d是钢筋直径。
参见图3、4、5、6、7、8，锚固板肩部11的横截面的形状是圆形、椭圆形、方形、矩形或多边形。锚固板头部12带有六角形、四角形、八角形或其他多边形外形的可用安装板手拧紧锚固板用的螺帽。
本发明由带内螺纹的铁制锚固板和带肋钢筋端部特制的外螺纹配合组成，锚固板由铸铁或球墨铸铁制成，具有承压板和螺帽合一的外形。锚固板分二个部分或二个区域，即插入端和螺帽形的头部，两部分系整体浇铸而成，锚固板1的内螺纹和带肋钢筋2端部的外螺纹是三角形螺纹，上述锚固板中央的中心孔带有牙形为三角形的普通内螺纹，其直径、螺纹尺寸与需要锚固的钢筋的直径和端部特制的外螺纹相匹配，上述内螺纹为直螺纹，可用专用丝锥加工，建筑用螺纹钢筋的端头螺纹可利用专用设备进行加工，可以是滚轧螺纹，也可以切削螺纹。在钢筋预制场地或施工现场将锚固板与钢筋端头特制螺纹旋合后形成锚固装置。
钢筋锚固装置施工方法实施例一参见图10、图12、图14，锚固板承压板净面积与钢筋横截面积之比为3.5-5.5之间的称为“部分锚固板”。适用于减少黏结锚固长度的场合。上述的“部分锚固板”，与其相配合的附加的钢筋黏结锚固长度在10d-15d之间的任意数值，d是钢筋直径。上述的“部分锚固板”需要与附加的钢筋黏结锚固长度配合使用。将“部分锚固板”用于框架结构梁柱节点代替弯筋。图10为框架梁柱节点中间层端节点的实施方案。图12为框架梁柱节点顶层端节点的实施方案。图14为框架梁柱节点顶层中间节点的实施方案。
钢筋锚固装置施工方法实施例二参见图16、图18、图20、图21、图23，锚固板承压板净面积与钢筋横截面积之比为9.0-12.0之间的称为“全锚固板”，用于全部取消黏结锚固长度的场合。上述的“全锚固板”装置，不要求附加钢筋黏结锚固长度与其配合使用。
图16为“全锚固板”用于简支梁支座代替弯筋的实施例，即使梁的剪切裂缝出现在梁支座附近，也可保证钢筋锚固能力，100％发挥钢筋强度。图中，4是梁，6是使用本锚固装置的钢筋。
图18是混凝土板、梁在支座抗冲切区应用“全锚固板”的实施例，用两端均装有锚固板的抗冲切钢筋代替抗剪箍筋。图中8是两端使用了本锚固装置的钢筋。
图20是在混凝土构件中应用“全锚固板”代替传统钢筋用于减小钢筋搭接长度的实施例，有效缩短了传统钢筋的搭接长度。图19中L1是传统钢筋搭接长度，图20中L2是本发明带锚固板钢筋搭接长度，6为使用本锚固装置的钢筋。
图21是在桥梁混凝土结构中应用“全锚固板”的实施例，用于桥墩柱纵筋在上部箱梁与基础中的锚固。6为使用本锚固装置的钢筋，10为箱梁，11为桥墩柱，12为基础。
图23是在牛腿中应用“全锚固板”的实施例，用于牛腿中钢筋的锚固。6为使用本锚固装置的钢筋。
权利要求
1.一种钢筋锚固装置，由锚固板与带肋钢筋的端部连接而成，其特征在于锚固板呈头肩连体形，其肩部的插入端为平面，其头部为螺帽形或螺母形；锚固板中心有与带肋钢筋端部外螺纹配合连接的内螺纹孔。
2.根据权利要求1所述的钢筋锚固装置，其特征在于上述锚固板的内螺纹和带肋钢筋端部的外螺纹是三角形牙形的直螺纹。
3.根据权利要求1所述的钢筋锚固装置，其特征在于上述锚固板肩部的横截面的形状是圆形、椭圆形、方形、矩形或多边形。
4.根据权利要求1所述的钢筋锚固装置，其特征在于上述锚固板头部的螺帽为六角形、四角形或八角形。
5.根据权利要求4所述的钢筋锚固装置，其特征在于上述带肋钢筋端部与锚固板的连接长度在1.0d-3.0d之间，d是钢筋直径。
6.根据权利要求1所述的钢筋锚固装置，其特征在于上述锚固板肩部插入端的净面积与钢筋横截面积之比为3.5-12。
7.一种应用权利要求1-6任意一项钢筋锚固装置的施工方法，其特征在于将上述钢筋锚固装置代替传统钢筋用于框架结构梁柱节点。
8.一种应用权利要求1-6任意一项钢筋锚固装置的施工方法，其特征在于将上述钢筋锚固装置代替传统钢筋用于简支梁支座中代替弯筋。
9.一种应用权利要求1-6任意一项钢筋锚固装置的施工方法，其特征在于将上述钢筋锚固装置代替传统钢筋用于箍筋。
10.一种应用权利要求1-6任意一项钢筋锚固装置的施工方法，其特征在于将上述钢筋锚固装置代替传统钢筋用于桥墩柱纵筋在基础承台或上部梁中的锚固，或代替传统钢筋用于牛腿纵筋的锚固。
全文摘要
一种钢筋锚固装置及其施工方法，由锚固板与带肋钢筋的端部连接而成，其锚固板呈头肩连体形，其肩部的插入端为平面，其头部为螺帽形或螺母形；锚固板中心有与带肋钢筋端部外螺纹配合连接的内螺纹孔。锚固板按其承压板净面积与钢筋横截面积之比分成“全锚固板”和“部分锚固板”两类，可分别用于不同场合，达到减少黏结锚固长度或全部取消黏结锚固长度、简化施工的目的。可以节约大约40－50％的锚固用钢材，并能提高混凝土浇注质量，加快施工速度，降低成本，方便施工。
文档编号E04B1/20GK1827976SQ20061020030
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者吴广彬, 李智斌, 刘永颐 申请人:建研科技股份有限公司