专利名称：钢筋端部加粗灌浆接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种应用于装配式混凝土结构预制构件带肋钢筋连接的结构。该结构在材料消耗和制造成本等方面优于现有的水泥灌浆钢筋连接技术，可以连接竖向、横向或斜向布置的钢筋，因此可广泛应用于装配式结构体系中。
背景技术：
现代装配式混凝土结构建筑施工中，预制构件的受カ钢筋主要采用水泥灌浆连接方法连接。水泥灌浆钢筋接头由连接套筒、无收缩高强水泥砂浆(或称水泥灌浆料)及套筒两端连接的带肋钢筋所组成，其原理是将无收缩高强水泥砂浆灌入连接套筒，填充满套筒与钢筋之间的间隙，水泥砂浆硬化后形成的高强混凝土与带有横肋的钢筋和带有内螺纹 的套筒内壁紧密结合，而将两根钢筋连接在一起。传统的水泥灌浆接头均采用鋳造金属连接套筒，最新型的水泥灌浆接头为复合连接形式的接头，连接套筒用圆钢或无缝钢管制作，套筒的一端与钢筋用水泥灌浆连接，套筒的另一端与钢筋采用螺纹连接，相比较于传统的灌浆接头，该接头外形尺寸明显缩小，尤其是长度尺寸明显减小，混凝土构件的整体性有所改善，但该接头灌浆连接端钢筋与水泥砂浆相结合部分的长度(也称锚固长度)仍然至少在钢筋直径的5倍以上，因此套筒的长度尺寸仍然较大，材料消耗多、成本高的问题未得到根本解決，对于钢筋直径较大的接头的连接套筒，该问题尤显突出。エ业化建筑是我国未来建筑业的主要发展方向，高层装配式混凝土结构建筑对在城市住宅领域具有十分广阔的发展空间，解决好装配式结构整体性的关键技木-钢筋连接，在保证具有优异的连接性能基础上，研究更合理的接头和套筒结构，对エ业化建筑中的推广具有重要的意义。现有的水泥灌浆钢筋连接方法中，连接钢筋的端头不进行任何加粗处理，待接头灌注的水泥砂浆凝固后，钢筋的横肋埋在水泥砂浆中，形成锚固连接。当构件受压カ时，主要由构件的混凝土来承担压カ；当构件受拉カ时，则由构件内的钢筋和钢筋接头来承担拉力。接头内锚固钢筋的水泥砂浆受カ达到其承载极限吋，即先于钢筋破坏，钢筋与水泥砂浆之间发生相对位移，钢筋横肋间的水泥砂浆被剪切脱落。由于水泥砂浆对钢筋的锚固カ主要取决于钢筋的外形和水泥砂浆的强度，当钢筋外形、尺寸和水泥砂浆的强度确定后，水泥灌浆钢筋连接接头灌浆连接段的钢筋锚固长度就基本确定了。钢筋的外形、尺寸均由其产品标准进行規定，不可能因灌浆连接而改变；水泥砂浆是由无收缩水泥基灌浆材料与水均匀拌合制成，有一定的可操作时间、早强、高流动度及微膨胀等多种性能要求，目前钢筋连接接头用水泥灌浆料制成的水泥砂浆28天抗压强度已达到85MPa以上，在保证相关性能的基础上进一步提高材料強度的空间是有限的，因此，通过提高水泥灌浆料的強度来缩短钢筋锚固长度的技术路线难以取得十分明显的效果。
发明内容[0006]针对所述水泥灌浆连接方法的不足，本实用新型的目的在干提供一种钢筋端部加粗灌浆接头，通过镦粗、螺纹连接或者焊接等方式，将钢筋端头进行加粗。该方法通过钢筋端部加粗的锚固头，使接头灌浆腔内的水泥砂浆的承载面积増加，而且受カ更合理，在钢筋水泥灌楽■接头承受拉伸载荷时，能够有效地提闻水泥砂楽■的承载能力面积，从而提闻了接头所能承受载荷的极限值。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种钢筋端部加粗灌浆接头，其包括两根连接钢筋 、金属制管状连接套筒和填充于钢筋与连接套筒之间的无收缩水泥砂浆，其特征在于，至少其中一根连接钢筋的端部形成有直径大于该连接钢筋原始外径Imm IOmm的锚固头，所述端部连同所述锚固头伸入所述连接套筒的灌浆部内，并通过在所述灌浆部内硬化的水泥砂浆与所述连接套筒结合成一个连接体。在较佳的技术方案中所述锚固头是通过镦粗加工方式在连接钢筋端部所一体制成的镦粗部。在较佳的技术方案中所述锚固头是与连接钢筋相分离的金属部件，并通过焊接或者螺纹连接或者挤压连接与连接钢筋的端部固定连接。在较佳的技术方案中所述连接套筒的灌浆部的内径最小处直径比连接钢筋的锚固头直径至少大2_。在较佳的技术方案中所述灌浆部的内壁设有凹槽或者凸起。在较佳的技术方案中在连接钢筋的纵肋上设有深度不小于0. 2mm的凹坑或凹槽。该凹坑或凹槽可在镦粗加工连接钢筋端部的镦粗头吋，由镦粗设备的夹持模具通过夹持钢筋的纵肋，而在纵肋上形成凹坑或凹槽形结构。在较佳的技术方案中形成有锚固头的连接钢筋上还设有至少ー个辅助锚固件，所述辅助锚固件通过焊接或者螺纹连接固定在连接钢筋的端部以外的其它部分。在较佳的技术方案中两根连接钢筋的端部均设有锚固头，井分别从连接套筒的两端伸入所述连接套筒的灌浆部中。在较佳的技术方案中其中一根连接钢筋为端头带螺纹的钢筋，另ー根为普通的带肋钢筋；在所述连接套筒的一端设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述带螺纹钢筋的螺纹端连接，所述连接套筒另一端设有所述管状灌浆部，所述的带肋钢筋的端部设有所述锚固头，并插入所述管状灌浆部中。在较佳的技术方案中其中一根连接钢筋为端头带螺纹的钢筋，另ー根为普通的带肋钢筋；在所述连接套筒的一端设有螺纹孔，所述螺纹孔与ー个螺塞的外螺纹相连接，所述带螺纹钢筋的螺纹端与所述螺塞的内螺纹相连接，所述连接套筒另一端设有所述管状灌浆部，所述的带肋钢筋的端部设有所述锚固头，并插入所述管状灌浆部中。本实用新型具有的优点在于本实用新型可以增加钢筋在混凝土中的锚固力，在保证接头性能的基础上，減少接头连接套筒的长度，減少连接套筒的材料用量，降低生产成本，使该接头能够大量应用于装配式结构的墙、柱构件中。
图I是本实用新型提供的第一种钢筋端部加粗灌浆接头的剖视图；[0020]图2是本实用新型提供的第二种钢筋端部加粗灌浆接头的剖视图；图3是本实用新型提供的第三种钢筋端部加粗灌浆接头的剖视图；图4是本实用新型提供的钢筋端部锚固头以外部分纵肋凹坑或凹槽结构的示意图；图5是本实用新型提供的钢筋端部锚固头以外部分还固定有其它金属件的示意图。
具体实施方式
首先，如图I所示，本实用新型提供一种钢筋端部加粗灌浆接头，其包括两根连接钢筋10、金属制管状连接套筒20和填充于钢筋与连接套筒20之间的无收缩水泥砂浆30，该两根连接钢筋10分别从该连接套筒20的两端插入该连接套筒20的灌浆部内，并分别通过连接套筒20和连接钢筋10间隙内的硬化的无收缩水泥砂浆30结合形成一个连接体；并且，该两根连接钢筋10插入该连接套筒20内的一端分别形成有直径大于该连接钢筋10原始外径Imm IOmm的锚固头11，在本实施例中，该锚固头11是通过镦粗加工方式在连接钢筋10端部所一体制成的镦粗部。施工的时候，首先是预制构件エ厂制作阶段，先对连接钢筋进行加工，制成锚固头，然后在构件制作时从接头连接套筒的一端将制有锚固头的连接钢筋10插入连接套筒20内，调整到规定位置后固定，再将该端连接钢筋10与连接套筒20之间的间隙密封好，然后把连接套筒20的另一端ロ固定在模板上，并把连接套筒20与构件模板之间的间隙密封好，将连接套筒20的灌浆孔和排浆孔连接件引到预制构件结构面以外，待构件内的所有钢筋固定，所有接头的连接套筒全部安装就位、密封好后，浇筑预制构件混凝土，振捣，养护，至拆模，构件制作完成。其ニ，建筑工程现场安装时，将被连接构件吊到安装エ位，将另ー个构件的连接钢筋(该钢筋端部已预制锚固头)一一插入本构件的连接套筒内，构件调整到规定位置并固定，在封堵好构件之间的灌浆缝后，将拌合好的高流动性、无收缩的高强水泥灌浆料从预留的灌浆ロ灌入，直至水泥灌浆料浆料从构件的所有灌浆接头的排浆孔依次流出时，封堵好各个灌浆孔和排浆孔，待水泥灌浆料(水泥砂浆)硬化后，各个连接接头内的水泥砂浆即与两根连接钢筋10和混凝土预留腔的内壁紧密结合，将两个构件的连接钢筋10连接在一起，同时也将预制构件与已有混凝土结构或预制构件连接在一起。在混凝土构件受到拉カ载荷吋，由于连接钢筋10的端头具有锚固头11，锚固头11的直径大于连接钢筋10原始外径，因此，在承受拉カ载荷时，有效地增加了水泥砂浆30承受连接钢筋10所传递载荷的面积，同时水泥砂浆的受カ更合理，从而提高了该灌浆接头所能承受拉カ载荷的极限值。从另ー个角度来说，在需要承受同样大小的拉カ载荷的情况下，选用本实用新型提供的钢筋端部加粗灌浆接头，可以采用更小长度的连接套筒20，从而节约了钢材使用，降低了成本。上述实施例中，锚固头11也可以是与连接钢筋10相分离的金属部件，并通过焊接或者螺纹连接或者挤压连接等方法与连接钢筋10的端部固定连接，只要保证锚固头11的直径大于连接钢筋10原始外径，即可实现增强承载能力。此外，连接套筒20的灌浆部的内径最小处直径应比连接钢筋10的锚固头11直径至少大2_，以保证钢筋的安装和水泥灌浆料的流动，组成有效的连接接头。而且，灌浆部的内壁可设为有凹槽或者凸起的粗糙结构，以进一歩增强灌浆接头的承载能力。并且，如图4所示，在两根连接钢筋10的纵肋上设置深度不小于0. 2mm的凹槽或凹坑32，也可増加钢筋镦粗锚固头以外其它部位与接头内水泥砂浆的锚固力，提高灌浆接头的连接性能。此外，当连接钢筋的所述锚固头是与连接钢筋相分离的金属部件时，如图5所示，该连接钢筋上还可设置至少ー个辅助锚固件33，该辅助锚固件33通过焊接或者螺纹连接固定在连接钢筋的端部以外的其它部分，用以增加钢筋与水泥砂浆的锚固效果，同上述纵肋上的凹槽或凹坑32 —祥，可以提高灌浆接头的连接性能。请再參阅图2所示，本实用新型提供第二种钢筋端部加粗灌浆接头，其包括连接 钢筋、金属制连接套筒20和水泥砂浆30，所述的连接钢筋为两根，其中一根为端头带螺纹的钢筋13，另ー根为普通的带肋钢筋12 ;在该连接套筒20的一端设有螺纹孔，该螺纹孔与该带螺纹钢筋13的螺纹端连接，该连接套筒20另一端设有管状灌浆部，所述的带肋钢筋12插入该管状灌浆部中，并通过充满两者间隙的无收缩水泥砂浆30结合形成一个连接体；并且，该带肋钢筋12插入该灌浆部内的一端形成有直径大于该带肋钢筋12原始外径至少Imm IOmm的锚固头11，在本实施例中，该锚固头11是通过镦粗加工方式在带肋钢筋12端部所一体制成的镦粗部。同样地，上述实施例中，锚固头11也可以是与带肋钢筋12相分离的金属部件，并通过焊接或者螺纹连接或者挤压连接等方法与带肋钢筋12的端部固定连接，只要保证锚固头11的直径大于带肋钢筋12原始外径，即可实现增强承载能力。此外，连接套筒20的灌浆部的内径最小处直径应比带肋钢筋12的锚固头11直径至少大2mm,以构成有效的连接。而且，灌浆部的内壁可设为有凹槽或者凸起的粗糙结构，以进一歩增强灌浆接头的承载能力。并且，如图4所示，在连接钢筋10的纵肋上设置深度不小于0. 2mm的凹槽或凹坑32，也可増加钢筋镦粗锚固头以外其它部位与接头内水泥砂浆的锚固力，提高灌浆接头的连接性能。此外，当连接钢筋的所述锚固头是与连接钢筋相分离的金属部件时，如图5所示，该连接钢筋上还可设置至少ー个辅助锚固件33，该辅助锚固件33通过焊接或者螺纹连接固定在连接钢筋的端部以外的其它部分，用以增加钢筋与水泥砂浆的锚固效果，同上述纵肋上的凹槽或凹坑32 —祥，可以提高灌浆接头的连接性能。请再參阅图3所示，本实用新型提供第三种钢筋端部加粗灌浆接头，其包括连接钢筋、金属制连接套筒20和水泥砂浆30，所述的连接钢筋为两根，其中一根为端头带螺纹的钢筋13，另ー根为普通的带肋钢筋12 ;在该连接套筒20的一端设有螺纹孔，该螺纹孔与一个螺塞16的外螺纹相连接，该螺塞16内螺纹孔与带螺纹钢筋13的螺纹端连接，该连接套筒20另一端设有管状灌浆部，所述的带肋钢筋12插入该管状灌浆部中，并通过充满两者间隙的无收缩水泥砂浆30结合形成一个连接体；并且，该带肋钢筋12插入该灌浆部内的一端形成有直径大于该带肋钢筋12原始外径至Imm IOmm的锚固头11，在本实施例中，该锚固头11是通过镦粗加工方式在带肋钢筋12端部所一体制成的镦粗部。同样地，上述实施例中，锚固头11也可以是与带肋钢筋12相分离的金属部件，并通过焊接或者螺纹连接等方法与带肋钢筋12的端部固定连接，只要保证锚固头11的直径大于带肋钢筋12原始外径，即可实现增强承载能力。此外，连接套筒20的灌浆部的内径最小处直径应比带肋钢筋12的锚固头11直径至少大2mm,以构成有效的连接。而且，灌浆部的内壁可设为有凹槽或者凸起的粗糙结构，以进一歩增强灌浆接头的承载能力。并且，如图4所示，在连接钢筋10的纵肋上设置深度不小于0. 2mm的凹槽或凹坑32，也可増加钢筋镦粗锚固头以外其它部位与接头内水泥砂浆的锚固力，提高灌浆接头的连接性能。 此外，当连接钢筋的所述锚固头是与连接钢筋相分离的金属部件时，如图5所示，该连接钢筋上还可设置至少ー个辅助锚固件33，该辅助锚固件33通过焊接或者螺纹连接固定在连接钢筋的端部以外的其它部分，用以增加钢筋与水泥砂浆的锚固效果，同上述纵肋上的凹槽或凹坑32 —祥，可以提高灌浆接头的连接性能。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种钢筋端部加粗灌浆接头，其包括两根连接钢筋、金属制管状连接套筒和填充于钢筋与连接套筒之间的无收缩水泥砂浆，其特征在于，至少其中一根连接钢筋的端部形成有直径大于该连接钢筋原始外径Imm IOmm的锚固头，所述端部连同所述锚固头伸入所述连接套筒的灌浆部内，并通过在所述灌浆部内硬化的水泥砂浆与所述连接套筒结合成ー个连接体。
2.根据权利要求I所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于所述锚固头是通过镦粗加工方式在连接钢筋端部所一体制成的镦粗部。
3.根据权利要求I所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于所述锚固头是与连接钢筋相分离的金属部件，并通过焊接或者螺纹连接或挤压连接而与连接钢筋的端部固定连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于所述连接套筒的灌浆部的内径最小处直径比连接钢筋的锚固头直径至少大2_。
5.根据权利要求1、2或3所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于所述灌浆部的内壁设有凹槽或者凸起。
6.根据权利要求1、2或3所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于在具有锚固头的连接钢筋的纵肋上设有深度不小于0. 2mm的凹坑或凹槽。
7.根据权利要求3所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于形成有锚固头的连接钢筋上还设有至少ー个辅助锚固件，所述辅助锚固件通过焊接或者螺纹连接固定在连接钢筋的端部以外的其它部分。
8.根据权利要求1、2或3所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于两根连接钢筋的端部均设有锚固头，井分别从连接套筒的两端伸入所述连接套筒的灌浆部中。
9.根据权利要求1、2或3所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于其中一根连接钢筋为端头带螺纹的钢筋，另ー根为普通的带肋钢筋；在所述连接套筒的一端设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述带螺纹钢筋的螺纹端连接，所述连接套筒另一端设有所述管状灌浆部，所述的带肋钢筋的端部设有所述锚固头，并插入所述管状灌浆部中。
10.根据权利要求9所述的钢筋端部加粗灌浆接头，其特征在于其中一根连接钢筋为端头带螺纹的钢筋，另ー根为普通的带肋钢筋；在所述连接套筒的一端设有螺纹孔，所述螺纹孔与一个螺塞的外螺纹相连接，所述带螺纹钢筋的螺纹端与所述螺塞的内螺纹相连接，所述连接套筒另一端设有所述管状灌浆部，所述的带肋钢筋的端部设有所述锚固头，并插入所述管状灌浆部中。
专利摘要本实用新型是一种钢筋端部加粗灌浆接头，其包括两根连接钢筋、金属制管状连接套筒和填充于钢筋与连接套筒之间的无收缩水泥砂浆，至少其中一根连接钢筋的端部形成有直径大于该连接钢筋原始外径1mm～10mm的锚固头，所述连接钢筋连同所述锚固头伸入所述连接套筒的灌浆部内，并通过在所述灌浆部内硬化的水泥砂浆与所述连接套筒结合成一个连接体。在所述钢筋水泥灌浆接头的灌浆腔中，由于连接钢筋的端头具有锚固头，锚固头的直径大于连接钢筋原始外径1mm～10mm，有效地增加了接头灌浆腔内的水泥砂浆与连接钢筋的承载面积，从而提高了该灌浆接头所能承受拉力载荷的极限值。
文档编号E04C5/16GK202391019SQ20112051276
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘兴亚, 周雯, 尹华奇, 朱清华, 王爱军, 郝志强, 郭学友, 钱冠龙, 陈雷, 高安庆 申请人:中冶建筑研究总院有限公司, 北京建茂建筑设备有限公司, 北京思达建茂科技发展有限公司