一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器的制作方法

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1.本发明属于钢筋连接器领域，特别涉及一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器。

背景技术：

2.装配式建筑是未来建筑业的发展趋势，对于装配式混凝土框架结构，预制梁与框架柱在节点区的连接问题是结构设计、施工的重难点问题。为解决钢筋碰撞问题、并保证节点区的抗弯强度，可采用以钢丝绳或预应力筋为主体结构的柔性锚具与预制梁底钢筋进行连接，并伸入节点区可靠锚固，实现节点区钢筋的自动避让。为此，需设计一种实现钢筋与钢丝绳或预应力筋可靠连接的转换连接器。同时，在地震荷载作用下，节点区梁端将交替出现正、负弯矩，为使得连接可靠，上述钢筋转换连接器需兼顾拉力与压力的传递，并防止连接钢丝绳或预应力筋的夹片在往复拉压荷载作用下松弛导致的钢丝绳或预应力筋滑出、连接失效。此外，为降低施工难度和成本，钢筋转换连接器还应具有构造简单、安装便捷等特点。目前，现有的钢筋连接器难以兼顾上述三点要求。

技术实现要素：

3.为了实现上述目的，本发明旨在提供一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，钢筋转换连接器由单头直螺纹套筒、锚具夹片、组合垫片与变径转换套筒组成，可实现与钢筋及钢丝绳或预应力筋的可靠连接，传递拉力，当钢筋转换连接器端部伸入节点区时，可通过单头直螺纹套筒端部截面传递压力，并通过组合垫片防止锚具夹片在往复拉压荷载下松弛，以保证钢丝绳或预应力筋与锚具夹片连接的可靠性。本发明构造简单，受力明确，加工成本低，安装便捷，可保证荷载在连接器处的有效传递，防止接头破坏产生。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，用于实现节点区梁端钢筋与钢丝绳或预应力筋的连接和荷载传递，钢筋转换连接器由单头直螺纹套筒、锚具夹片、变径转换套筒与组合垫片组成，所述钢筋转换连接器一端通过锚具夹片与钢丝绳或预应力筋连接，另一端通过变径转换套筒与钢筋进行机械连接，组合垫片置于锚具夹片与变径转换套筒间。
6.在一个实施例中，所述单头直螺纹套筒、锚具夹片与变径转换套筒组装后的中心轴位于同一轴线上。
7.在一个实施例中，所述单头直螺纹套筒内包括与锚具夹片锥度及长度一致的圆台形孔以及与变径转换套筒外径适配的圆柱形孔，锚具夹片置于所述圆台形孔中，变径转换套筒的一端安装所述圆柱形孔中，圆柱形孔与所述圆台形孔直径较大的一端贯通相连，圆柱形孔内径大于圆台形孔的最大内径，在两孔交接处存在一台状平面。
8.在一个实施例中，所述圆柱形孔内壁设有内螺纹，以与所述变径转换套筒连接；所述圆台形孔内表面进行粗糙处理，以增大和锚具夹片间的摩擦力。
9.在一个实施例中，所述锚具夹片为两片式或三片式圆台形锚具夹片，锚具夹片内侧设有螺纹以增大与钢丝绳或预应力筋的摩擦力。
10.在一个实施例中，所述变径转换套筒内设贯通的圆柱形长孔，圆柱形长孔的内径与钢筋适配，且内壁设有内螺纹，以实现与钢筋的机械连接，变径转换套筒一侧端部设有六边形环板，以便于安装。
11.在一个实施例中，所述组合垫片由平垫片和弹簧垫片叠合而成，平垫片和弹簧垫片的形状均为圆环状，二者内径均略大于钢丝绳或预应力筋的直径，且外径均略小于单头直螺纹套筒的圆柱形孔的内径，平垫片与锚具夹片直接接触，弹簧垫片与变径转换套筒直接接触。
12.在一个实施例中，组装时，钢筋端部设置螺纹旋入变径转换套筒的圆柱形长孔中；钢丝绳或预应力筋由圆台形孔伸入单头直螺纹套筒后与锚具夹片连接，锚具夹片夹住钢丝绳或预应力筋后置入圆台形孔中，使锚具夹片的外表面与圆台形孔的内表面紧密接触；将组合垫片沿圆柱形孔置入单头直螺纹套筒中，使钢丝绳或预应力筋端头伸出组合垫片的中心圆孔，组合垫片的平垫片与锚具夹片紧密接触；钢丝绳或预应力筋、锚具夹片、组合垫片与单头直螺纹套筒组装完成后，四者作为整体通过圆柱形孔的内螺纹与变径转换套筒进行连接，使组合垫片的弹簧垫片与变径转换套筒的底面紧密接触，以防止夹片松弛、错位。
13.在一个实施例中，当钢筋转换连接器连接钢丝绳或预应力筋的一端伸入节点区时，拉力由钢丝绳或预应力筋通过锚具夹片传递至单头直螺纹套筒，再通过变径转换套筒传递至钢筋上；大部分压力通过核心区混凝土传递至单头直螺纹套筒的端部，再经变径转换套筒传递至钢筋上，压力传递过程中，锚具夹片由于组合垫片和变径转换套筒的约束不出现松弛情况，以保证连接可靠；钢筋转换连接器具有足够的受拉承载力与受压承载力，使得受拉、受压破坏时破坏区域发生在钢筋转换连接器以外的区域。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.(1)本发明实现了柔性钢丝绳或预应力筋与钢筋的可靠连接，是采用柔性锚具解决装配式混凝土结构在节点区钢筋碰撞问题的关键构造和重要基础；
16.(2)本发明的钢筋转换连接器可传递拉力与压力，并防止往复拉压荷载作用下锚具夹片出现松弛，传力路径清晰，连接可靠，适用于节点区梁端出现正、负弯矩的情况，保证了节点区的抗弯强度；
17.(3)本发明的变径转换套筒可适用于不同直径钢筋的连接，施工灵活度高，采用机械连接的方式，安装便捷，节约时间与人力成本；
18.(4)本发明的钢筋转换连接器构造与加工工艺简单，体积小，加工及运输成本低，在保证优异力学性能的同时成本可控，便于大面积推广使用。
附图说明
19.图1为本发明的一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器的剖面示意图。
20.图2为图1所示的单头直螺纹套筒的三维示意图。
21.图3为图1所示的两片式、三片式和四片式锚具夹片的三维示意图。
22.图4为图1所示的变径转换套筒的三维示意图。
23.图5为图1所示的组合垫片的三维示意图。
24.图6为图1、4所示的变径转换套筒与钢筋连接后的三维示意图。
25.图7为图1、3～5所示的单头直螺纹套筒、锚具夹片、组合垫片与钢丝绳或预应力筋连接后的三维示意图。
26.图8为图6、图7所示的两部分组件组装后的三维示意图。
27.图9为本发明应用于梁-柱连接节点区域的三维示意图。
28.图中：1-钢筋转换连接器；11-单头直螺纹套筒；111-圆台形孔；112-圆柱形孔；12-锚具夹片；13-变径转换套筒；131-圆柱形长孔；132-六边形环板；14-组合垫片；141-平垫片；142-弹簧垫片；2-钢丝绳或预应力筋；3-钢筋；4-预制梁；5-柱。
具体实施方式
29.下面结合附图和实例说明本发明的实施方式。
30.本发明为一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，用于实现节点区梁端钢筋与钢丝绳或预应力筋的连接和荷载传递。如图1所示，钢筋转换连接器1由单头直螺纹套筒11、锚具夹片12、变径转换套筒13和组合垫片14组成，各部件加工工艺简单，有助于控制加工成本。其中锚具夹片12、变径转换套筒13的一端以及组合垫片14均置于单头直螺纹套筒11内，组合垫片14置于锚具夹片12与变径转换套筒13间。钢筋转换连接器1一端通过锚具夹片12与钢丝绳或预应力筋2连接，另一端则通过变径转换套筒13与钢筋3进行机械连接，安装便捷，施工效率高。
31.钢筋转换连接器1组装完成后，单头直螺纹套筒11与锚具夹片12间通过挤压力和摩擦力有效连接，锚具夹片12与变径转换套筒13通过组合垫片14紧密接触，两者间存在法向挤压力。
32.容易理解，当单头直螺纹套筒11、锚具夹片12与变径转换套筒13组装后的中心轴位于同一轴线上，会具有更加明显的结构和施工操作优势。
33.如图2所示，单头直螺纹套筒内部设置有圆台形孔111和圆柱形孔112，以分别安放锚具夹片12和变径转换套筒13。其中，本发明锚具夹片12整体呈圆台形，圆台形孔111与锚具夹片12锥度及长度一致，圆柱形孔112则与变径转换套筒13外径适配。圆台形孔111直径较大一端与圆柱形孔112贯通相连，圆柱形孔112内径大于圆台形孔111的最大内径，从而在两孔交接处存在一台状平面。当锚具夹片12连接的钢丝绳或预应力筋2受拉时，圆台形孔111内壁对圆台形锚具夹片12由于几何构造将产生挤压力和摩擦力，使拉力由锚具夹片12传递至单头直螺纹套筒11。
34.本发明中，单头螺纹套筒11的外径与长度根据设计承载力计算确定，单头螺纹套筒11的材质选用调质热处理后的45号钢，以保证其硬度满足要求，使圆台形孔111内表面在受力时不发生局部变形。
35.在本发明的一个实施例中，圆柱形孔112内壁设有内螺纹，变径转换套筒13外壁设有外螺纹，将变径转换套筒13置于圆柱形孔112后，二者通过螺纹实现连接。
36.在本发明的一个实施例中，圆台形孔111内表面可进行粗糙处理，以增大和锚具夹片12间的摩擦力。
37.锚具夹片12可以为两片式、三片式和四片式锚具夹片，其三维示意图参考图3。锚
具夹片12整体呈圆台形，内壁设有螺纹以增大与钢丝绳或预应力筋2的摩擦力，锚具夹片12的尺寸参数可根据钢丝绳或预应力筋的直径选取，并与钢丝绳或预应力筋2间紧密连接，其长度满足钢绞线的传力要求，保证在拉力传递过程中不发生错位、滑丝等破坏，锚具夹片12具有足够硬度以保证足够的局压承载力，使得压力传递过程中不发生局部破坏，保证连接可靠。
38.如图4所示，变径转换套筒13内部设有贯通的圆柱形长孔131，其内径与钢筋3适配。变径转换套筒13的端部设有六边形环板132，圆柱形长孔131内壁设有内螺纹，用于与钢筋3机械连接，设置的六边形环板132用于扳手夹持，便于后续组装。
39.图5所示为组合垫片的三维示意图，组合垫片14由平垫片141和弹簧垫片142叠合而成，本发明中，平垫片141和弹簧垫片142的形状均为圆环状，二者内径均略大于钢丝绳或预应力筋2的直径，且外径略小于单头直螺纹套筒11的圆柱形孔112的内径，平垫片141与锚具夹片12直接接触，以保证接触面受力充分，弹簧垫片142与变径转换套筒13直接接触，以防止往复拉压荷载作用下组合垫片松弛。
40.图6-图8为本发明的组装步骤示意图，本发明优选的施工实施步骤如下：
41.第一步：将钢筋3端部设置螺纹旋入变径转换套筒13的圆柱形长孔131中；
42.第二步：将钢丝绳或预应力筋2由圆台形孔111伸入单头直螺纹套筒11中，再与锚具夹片12连接，锚具夹片12夹住钢丝绳或预应力筋2后置入圆台形孔111中，使锚具夹片12的外表面与圆台形孔111的内表面紧密接触；
43.第三步：沿单头直螺纹套筒11的圆柱形孔112顺次放入平垫片141与弹簧垫片142，使锚固端部的钢丝绳或预应力筋2伸入组合垫片14的中心孔洞中，垫片141与锚具夹片12紧密接触；
44.第四步：钢丝绳或预应力筋2、锚具夹片12、单头直螺纹套筒11与组合垫片组装完成后，四者作为整体通过圆柱形孔112的内螺纹与变径转换套筒13进行连接，整体旋入至变径转换套筒13的底面与弹簧垫片142紧密接触，以防止夹片松弛、错位，安装过程中，采用管钳夹持单头直螺纹套筒11，采用扳手夹持变径转换套筒13的六边形环板132。
45.图9为本发明应用于梁-柱连接节点区域的三维示意图。在该结构中，当钢筋转换连接器1连接钢丝绳或预应力筋2的一端伸入节点区时，拉力由钢丝绳或预应力筋2通过锚具夹片2传递至单头直螺纹套筒11，再通过变径转换套筒13传递至钢筋3上；大部分压力通过核心区混凝土传递至单头直螺纹套筒11的端部，再经变径转换套筒13传递至钢筋3上，压力传递过程中，锚具夹片2由于组合垫片14和变径转换套筒13的约束不出现松弛情况，以保证连接可靠；钢筋转换连接器1具有足够的受拉承载力与受压承载力，使得受拉、受压破坏时破坏区域发生在钢筋转换连接器1以外的区域。
46.与现有技术相比，本发明提供的一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器为钢筋与钢丝绳或预应力筋的连接提供了一种可靠的连接构造，在保证节点区钢筋拉力、压力传递的同时，防止了锚具夹片松弛导致的连接失效，连接可靠，传力路径明确，构造简单，加工成本低，安装便捷，可广泛用于装配式混凝土结构节点区的钢筋连接，在保证节点区强度的同时，具有良好的经济效益。
47.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应
涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，用于实现节点区梁端钢筋与钢丝绳或预应力筋的连接和荷载传递，其特征在于，钢筋转换连接器(1)由单头直螺纹套筒(11)、锚具夹片(12)、变径转换套筒(13)与组合垫片(14)组成，所述钢筋转换连接器(1)一端通过锚具夹片(12)与钢丝绳或预应力筋(2)连接，另一端通过变径转换套筒(13)与钢筋(3)进行机械连接，组合垫片(14)置于锚具夹片(12)与变径转换套筒(13)间。2.根据权利要求1所述的可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，其特征在于，所述单头直螺纹套筒(11)、锚具夹片(12)与变径转换套筒(13)组装后的中心轴位于同一轴线上。3.根据权利要求1所述的可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，其特征在于，所述单头直螺纹套筒(11)内包括与锚具夹片(12)锥度及长度一致的圆台形孔(111)以及与变径转换套筒(13)外径适配的圆柱形孔(112)，锚具夹片(12)置于所述圆台形孔(111)中，变径转换套筒(13)的一端安装于所述圆柱形孔(112)中，圆柱形孔(112)与所述圆台形孔(111)直径较大的一端贯通相连，圆柱形孔(112)内径大于圆台形孔(111)的最大内径，在两孔交接处存在一台状平面。4.根据权利要求3所述的可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，其特征在于，所述圆柱形孔(112)内壁设有内螺纹，以与所述变径转换套筒(13)连接；所述圆台形孔(111)内表面进行粗糙处理，以增大和锚具夹片(12)间的摩擦力。5.根据权利要求3所述的可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，其特征在于，所述锚具夹片(12)为两片式或三片式圆台形锚具夹片，锚具夹片(12)内侧设有螺纹以增大与钢丝绳或预应力筋(2)的摩擦力。6.根据权利要求3或4或5所述的可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，其特征在于，所述变径转换套筒(13)内设贯通的圆柱形长孔(131)，圆柱形长孔(131)的内径与钢筋(3)适配，且内壁设有内螺纹，以实现与钢筋(3)的机械连接，变径转换套筒(13)一侧端部设有六边形环板(132)，以便于安装。7.根据权利要求6所述的可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，其特征在于，所述组合垫片(14)由平垫片(141)和弹簧垫片(142)叠合而成，二者形状均为圆环状，内径均略大于钢丝绳或预应力筋(2)的直径，且外径均略小于单头直螺纹套筒(11)的圆柱形孔(112)的内径，平垫片(141)与锚具夹片(12)直接接触，弹簧垫片(142)与变径转换套筒(13)直接接触。8.根据权利要求7所述的可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，其特征在于，组装时，钢筋(3)端部设置螺纹旋入变径转换套筒(13)的圆柱形长孔(131)中；钢丝绳或预应力筋(2)由圆台形孔(111)伸入单头直螺纹套筒(11)后与锚具夹片(12)连接，锚具夹片(12)夹住钢丝绳或预应力筋(2)后置入圆台形孔(111)中，使锚具夹片(12)的外表面与圆台形孔(111)的内表面紧密接触；将组合垫片(14)沿圆柱形孔(112)置入单头直螺纹套筒(11)中，使钢丝绳或预应力筋(2)端头伸出组合垫片(14)的中心圆孔，组合垫片(14)的平垫片(141)与锚具夹片(12)紧密接触；钢丝绳或预应力筋(2)、锚具夹片(12)、组合垫片(14)与单头直螺纹套筒(11)组装完成后，四者作为整体通过圆柱形孔(112)的内螺纹与变径转换套筒(13)进行连接，使组合垫片(14)的弹簧垫片(142)与变径转换套筒(13)的底面紧密接触，以防止夹片松弛、错位。
9.根据权利要求1所述的可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，其特征在于，当钢筋转换连接器(1)连接钢丝绳或预应力筋(2)的一端伸入节点区时，拉力由钢丝绳或预应力筋(2)通过锚具夹片(2)传递至单头直螺纹套筒(11)，再通过变径转换套筒(13)传递至钢筋(3)上；大部分压力通过核心区混凝土传递至单头直螺纹套筒(11)的端部，再经变径转换套筒(13)传递至钢筋(3)上，压力传递过程中，锚具夹片(2)由于组合垫片(14)和变径转换套筒(13)的约束不出现松弛情况，以保证连接可靠；钢筋转换连接器(1)具有足够的受拉承载力与受压承载力，使得受拉、受压破坏时破坏区域发生在钢筋转换连接器(1)以外的区域。

技术总结

一种可传递拉力与压力并防止夹片松弛的钢筋转换连接器，钢筋转换连接器包括单头直螺纹套筒、锚具夹片、变径转换套筒与组合垫片，一端通过锚具夹片与钢丝绳或预应力筋连接，另一端通过变径转换套筒与钢筋机械连接，可实现钢丝绳或预应力筋与钢筋间的拉力传递；当钢筋转换连接器端部伸入节点区时，可通过单头直螺纹套筒端部截面传递压力，并通过组合垫片防止锚具夹片在往复拉压荷载下松弛，以保证钢丝绳或预应力筋与锚具夹片的连接可靠。本发明构造简单，受力明确，加工成本低，安装便捷，可保证荷载在连接器处的有效传递，并具有良好的经济效益。益。益。