一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器及施工方法.pdf

本发明提供了一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器及施工方法，包括锥筒，锥筒上开设通孔，通孔的孔壁上设置螺纹，锥筒的大直径端圆周上连接斜向支撑肋，多条纵向支撑肋在3600范围内均布，多条纵向支撑肋的外壁直径与锥筒的大直径端外径相同，每条纵向支撑肋的另一端与支撑环连接，在圆筒状框架上连接圆环支撑肋，锥筒、斜向支撑肋、纵向支撑肋、圆环支撑肋及支撑环连接构成网格状筒体，网格状筒体内有筒腔，空间网络状筒体的圆周上分布数个空间网格。其制备方法是取柱状模具置入筒腔内，在柱状模具外周浇筑混凝土，取出柱状模具，向连接孔内浇筑混凝土后施工完毕。本发明彻底改变现有技术中的钢筋连接器的结构，从而解决现有技术存在的不足。

1.   一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器，其特征在于：包括锥筒（1），锥筒（1）上开设通孔（6），通孔（6）的孔壁上设置螺纹，锥筒（1）的大直径端圆周上与至少2条斜向支撑肋（2）的一端连接，每条斜向支撑肋（2）的另一端分别与各自的纵向支撑肋（3）一端连接，多条纵向支撑肋（3）在360⁰范围内均布，多条纵向支撑肋（3）的外壁直径与锥筒（1）的大直径端外径相同，每条纵向支撑肋（3）的另一端与支撑环（5）连接，锥筒（1）、斜向支撑肋（2）、支撑环（5）与多条纵向支撑肋（3）连接构成圆筒状框架，在圆筒状框架上连接至少3个圆环支撑肋（4），圆环支撑肋（4）的环状内表面与纵向支撑肋（3）的内表面位于同一平面内，圆环支撑肋（4）的环状外表面与纵向支撑肋（3）的外表面位于同一平面内，锥筒（1）、斜向支撑肋（2）、纵向支撑肋（3）、圆环支撑肋（4）及支撑环（5）连接构成网格状筒体，网格状筒体内有一个筒腔（7），空间网络状筒体的圆周上分布数个空间网格（8）。

2.  根据权利要求1所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器，其特征在于：纵向支撑肋（3）为3-4条。

3.  根据权利要求1所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器，其特征在于：纵向支撑肋(3)为3条，每两条纵向支撑肋(3)的间隔为120⁰。

4.  根据权利要求1所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器，其特征在于：圆环支撑肋（4）为5-8个，均布在圆筒状框架的高度上。

5.  根据权利要求1所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器，其特征在于：纵向支撑肋（3）的宽度L1为3-10毫米，纵向支撑肋（3）的宽度L1和厚度H相等。

6.  根据权利要求1所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器，其特征在于：纵向支撑肋（3）的宽度L1大于圆环支撑肋（4）的宽度L2。

7.  权利要求1-6任一项所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的施工方法，其特征在于：包括下述步骤：
①制备一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器备用，带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器有锥筒（1），锥筒（1）上开设通孔（6），通孔（6）的孔壁上设置螺纹，锥筒（1）的大直径端圆周上与至少2条斜向支撑肋（2）的一端连接，每条斜向支撑肋（2）的另一端分别与各自的纵向支撑肋（3）一端连接，多条纵向支撑肋（3）在360⁰范围内均布，多条纵向支撑肋（3）的外壁直径与锥筒（1）的大直径端外径相同，每条纵向支撑肋（3）的另一端与支撑环（5）连接，锥筒（1）、斜向支撑肋（2）、支撑环（5）与多条纵向支撑肋（3）连接构成圆筒状框架，在圆筒状框架上连接至少3个圆环支撑肋（4），圆环支撑肋（4）的环状内表面与纵向支撑肋（3）的内表面位于同一平面内，圆环支撑肋（4）的环状外表面与纵向支撑肋（3）的外表面位于同一平面内，锥筒（1）、斜向支撑肋（2）、纵向支撑肋（3）、圆环支撑肋（4）及支撑环（5）连接构成网格状筒体，网格状筒体内有一个筒腔（7），空间网络状筒体的圆周上分布数个空间网格（8）；
②将步骤①中的带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器置入两个需要连接的预制构件中的任一个预制构件中，使该预制构件中内的钢筋一端置入带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的锥筒内，并使该预制构件的水平分布筋或箍筋位于带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器相应的空间网格（8）内；
③取柱状模具置入带锥筒的笼式钢筋连接器的筒腔（7）内，在柱状模具外周浇筑混凝土；
④当混凝土达到一定强度后，取出柱状模具，使带锥筒的笼式钢筋连接器的筒腔（7）内留有混凝土连接孔；
⑤将另一预制构件中的钢筋置入步骤④的连接孔内，向连接孔内浇筑混凝土后施工完毕。

8.  根据权利要求7所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的施工方法，其特征在于：纵向支撑肋（3）为3条，每两条纵向支撑肋（3）的间隔为120⁰。

9.  根据权利要求7所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的施工方法，其特征在于：圆环支撑肋（4）为5-8个，均布在圆筒状框架内。

10.  根据权利要求7所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的施工方法，其特征在于：纵向支撑肋（3）的厚度H为3-8毫米、宽度L₁为4-10毫米。

一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器及施工方法
技术领域
 本发明涉及在建筑物体上使用的钢筋连接装置，是一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器及施工方法。
背景技术
现有的钢筋连接器俗称灌浆套筒，它采用较厚的筒壁来增加灌浆套筒的强度。但是，当筒壁较厚时，则套筒的直径必然要做的较大，而较大直径的灌浆套筒在使用中无法满足国家规定的建筑构件外的箍筋外壁距建筑物外壁间的混凝土厚度要求，这种厚度统称保护层，对于板、墙的保护层要求至少为15毫米，建筑梁或柱的保护层厚度至少20毫米，这种灌浆套筒的不足是：由于预制构件内的空间有限，当纵向钢筋位置不变时，灌浆套筒外侧与建筑构件上箍筋间的保护层厚度不能达到国家标准的要求，为此，预制构件的混凝土中的纵向钢筋必须向内部居中移动，以达到增加钢筋连接器与建筑构件箍筋间的保护层的厚度要求，但是，这将导致纵向钢筋离预制件的外壁很远，导致了墙体的抵抗弯矩的能力也因此变小，从而使预制构件的受力性能降低；同时，当预制构件内的保护层达到较厚要求时，则会导致纵向钢筋向中间移动，影响预制构件的抵抗弯矩的能力；当预制构钢筋往里移动时，抵抗弯矩的能力变小，因此，预制构件的纵向钢筋要在构件的两侧均布，不能向中间集中移动，这就要求灌浆套筒的直径变小，以满足灌浆套筒上连接的纵向钢筋向预制墙体中间移动距离尽可能小。然而，灌浆套筒的孔径越小，注浆量越低，导致连接强度降低，并且根据国家标准要求剪力墙第一道水平分布钢筋距墙底部为50毫米，但是，灌浆套筒的高度一般大于100毫米，位于墙体边缘构件部分或剪力墙连接部分的灌浆套筒外侧必须至少设置一道水平箍筋，在这种情况下，灌浆套筒部位再设横向钢筋时，则横向钢筋距离预制构件外壁较窄，无法满足混凝土保护层厚度的要求，有时出现钢筋外露现象，导致钢筋易锈蚀，并无法使钢筋和混凝土共同受力，严重影响建筑质量；另外，现有灌浆套筒在使用中，为了达到国家标准要求，需在墙体内附加抗裂钢筋，防止混凝土构件受力后产生裂缝，导致施工成本增高，施工难度增大；灌浆套筒内壁上的环状梯形凸起易产生断裂，导致其强度大幅降低。
发明内容
本发明的目的是，提供一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器及施工方法，使它彻底改变现有技术中的钢筋连接器的结构，从而解决现有技术存在的不足。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器，包括锥筒，锥筒上开设通孔，通孔的孔壁上设置螺纹，锥筒的大直径端圆周上与至少2条斜向支撑肋的一端连接，每条斜向支撑肋的另一端分别与各自的纵向支撑肋一端连接，多条纵向支撑肋在360⁰范围内均布，多条纵向支撑肋的外壁直径与锥筒的大直径端外径相同，每条纵向支撑肋的另一端与支撑环连接，锥筒、斜向支撑肋、支撑环与多条纵向支撑肋连接构成圆筒状框架，在圆筒状框架上连接至少3个圆环支撑肋，圆环支撑肋的环状内表面与纵向支撑肋的内表面位于同一平面内，圆环支撑肋的环状外表面与纵向支撑肋的外表面位于同一平面内，锥筒、斜向支撑肋、纵向支撑肋、圆环支撑肋及支撑环连接构成网格状筒体，网格状筒体内有一个筒腔，空间网络状筒体的圆周上分布数个空间网格。纵向支撑肋为3-4条。纵向支撑肋为3条，每两条纵向支撑肋的间隔为120⁰。圆环支撑肋为5-8个，均布在圆筒状框架的高度上。纵向支撑肋的宽度L1为3-10毫米，纵向支撑肋的宽度L1和厚度H相等。纵向支撑肋的宽度L1大于圆环支撑肋的宽度L2。
所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的施工方法，包括下述步骤：
①制备带锥筒的空间网格状结构备用，带锥筒的空间网格状结构有锥筒，锥筒上开设通孔，通孔的孔壁上设置螺纹，锥筒的大直径端圆周上与至少2条斜向支撑肋的一端连接，每条斜向支撑肋的另一端分别与各自的纵向支撑肋一端连接，多条纵向支撑肋在360⁰范围内均布，多条纵向支撑肋的外壁直径与锥筒的大直径端外径相同，每条纵向支撑肋的另一端与支撑环连接，锥筒、斜向支撑肋、支撑环与多条纵向支撑肋连接构成圆筒状框架，在圆筒状框架上连接至少3个圆环支撑肋，圆环支撑肋的环状内表面与纵向支撑肋的内表面位于同一平面内，圆环支撑肋的环状外表面与纵向支撑肋的外表面位于同一平面内，锥筒、斜向支撑肋、纵向支撑肋、圆环支撑肋及支撑环连接构成网格状筒体，网格状筒体内有一个筒腔，空间网络状筒体的圆周上分布数个空间网格；
②将步骤①中的带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器置入两个需要连接的预制构件中的任一个预制构件中，使该预制构件中内的钢筋一端置入带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的锥筒内，并使该预制构件的水平分布筋或箍筋位于带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器相应的空间网格内；
③取柱状模具置入带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的筒腔内，在柱状模具外周浇筑混凝土；
④当混凝土达到一定强度后，取出柱状模具，使带锥筒的笼式空间网格状钢筋连接器的筒腔内留有混凝土连接孔；
⑤将另一预制构件中的钢筋置入步骤④的连接孔内，向连接孔内浇筑混凝土后施工完毕。纵向支撑肋为3条，每两条纵向支撑肋的间隔为120⁰。圆环支撑肋为5-8个，均布在圆筒状框架内。纵向支撑肋的厚度H为3-8毫米、宽度L₁为4-10毫米。
本发明将钢筋连接器设计成由钢筋组成的带锥筒的笼式空间网格状结构，它能够在使用中完全满足GB50010-2010及JGJ1-2014的要求。在钢筋连接器注浆量不变的情况下，它能够在施工中将预制构件中的水平分布筋或箍筋贴在相应的纵向支撑肋和圆环支撑肋相交的网格状空间内，避免了预制构件中的水平分布筋和箍筋占有钢筋连接器外部的空间，使钢筋连接器的最大外径与墙体外边缘之间的距离保持在设计要求之内，从而保证了建筑质量，特别是在桥梁、隧道等使用立柱较多的大型建筑中，使钢筋连接器的最大外径与混凝土建筑的外边缘间的距离保持了设计厚度在20毫米以上，彻底消除了建筑隐患，并使墙体的抗弯能力提高30-40%。由于本发明带锥筒的笼式空间网格状结构的特点，使钢筋连接器的纵向支撑肋、圆环支撑肋间相互传力，使钢筋连接器受力均匀，抗拉强度达到615-645MPa，由于本发明带锥筒的笼式结构的钢筋连接器不需要筒壁，可使钢筋连接器的自身重量减轻至现有产品的50%-60%左右，并同时达到了较高抗拉强度，从而节约了建筑成本。本发明的施工方法具有易于施工、施工速度快等优点，并同时能够在施工中完全满足GB50010-2010及JGJ1-2014的要求，能够使钢筋连接器的注浆量与现有技术的注浆量保持基本一致，能够在施工中将水平分布筋或箍筋贴在纵向支撑肋和圆环支撑肋相交的网格状空间内，避免了预制构件中的水平分布筋和箍筋占有钢筋连接器外部的空间，使钢筋连接器的最大外径与墙体外边缘之间的距离保持在设计要求之内，从而解决了现有技术中的各种不足，保证了建筑质量等。
附图说明
附图1是本发明结构示意图；附图2是附图1中A-A剖视结构示意图；附图3是本发明所述钢筋连接器在施工中使用的横截面示意图，主要示意预制构件中的水平分布筋或箍筋位于钢筋连接器的位置。
具体实施方式
本发明所述一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器，包括锥筒1，锥筒1上开设通孔6，通孔6的孔壁上设置螺纹，锥筒1的大直径端圆周上与至少2条斜向支撑肋2的一端连接，每条斜向支撑肋2的另一端分别与各自的纵向支撑肋3一端连接，多条纵向支撑肋3在360⁰范围内均布，多条纵向支撑肋3的外壁直径与锥筒1的大直径端外径相同，每条纵向支撑肋3的另一端与支撑环5连接，锥筒1、斜向支撑肋2、支撑环5与多条纵向支撑肋3连接构成圆筒状框架，在圆筒状框架上连接至少3个圆环支撑肋4，圆环支撑肋4的环状内表面与纵向支撑肋3的内表面位于同一平面内，圆环支撑肋4的环状外表面与纵向支撑肋3的外表面位于同一平面内，锥筒1、斜向支撑肋2、纵向支撑肋3、圆环支撑肋4及支撑环5连接构成网格状筒体，网格状筒体内有一个筒腔7，空间网络状筒体的圆周上分布数个空间网格8。本发明上述结构能使钢筋连接器在建筑施工中满足国家标准要求，使板、墙的保护层在施工中的厚度达到15毫米以上，梁、柱保护层的厚度达到20毫米以上,这是目前本领域各种结构的钢筋连接器无法达到的厚度，而这种保护层厚度不达标的建筑隐患也是很难监控的。本发明解决了上述建筑隐患的特点十分显著。本发明所述的钢筋连接器一般采用球墨铸铁制造，以球墨铸铁600-3型号的材料制备的钢筋连接器，其抗拉强度为615-645MPa。
本发明所述纵向支撑肋3为3-4条，它能在施工中使预制构件的水平分布筋或箍筋贴在钢筋连接器相应的空间网格内，从而避免了水平分布筋或箍筋占有钢筋连接器与建筑物外边沿的距离。
本发明进一步的方案是：纵向支撑肋3为3条，每两条纵向支撑肋3的间隔为120⁰, 这是能够使建筑构件中水平布筋或箍筋向钢筋连接器的空间网格内贴紧的优选方案，能增加钢筋连接器的最大外径与墙体外边缘之间的距离，使保护层的厚度保持在设计的要求之内，从而大幅提高建筑质量，并能达到较高抗拉强度。
本发明的进一步方案是：圆环支撑肋4为5-8个，均布在圆筒状框架的高度上，在减轻钢筋连接器自身重量的同时，能使抗拉强度能达到较高强度。
本发明所述的纵向支撑肋3的宽度L1为3-10毫米，纵向支撑肋3的宽度L1和厚度H相等。这是钢筋连接器的抗拉强度达到较高值的优选参数及结构。
当本发明所述纵向支撑肋3的宽度L1大于圆环支撑肋4的宽度L2时，可增加钢筋连接器的抗拉强度。
本发明所述的一种带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的施工方法，包括下述步骤：
①制备带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器备用，带锥筒的笼式钢筋连接器有锥筒1，锥筒1上开设通孔6，通孔6的孔壁上设置螺纹，锥筒1的大直径端圆周上与至少2条斜向支撑肋2的一端连接，每条斜向支撑肋2的另一端分别与各自的纵向支撑肋3一端连接，多条纵向支撑肋3在360⁰范围内均布，多条纵向支撑肋3的外壁直径与锥筒1的大直径端外径相同，每条纵向支撑肋3的另一端与支撑环5连接，锥筒1、斜向支撑肋2、支撑环5与多条纵向支撑肋3连接构成圆筒状框架，在圆筒状框架上连接至少3个圆环支撑肋4，圆环支撑肋4的环状内表面与纵向支撑肋3的内表面位于同一平面内，圆环支撑肋4的环状外表面与纵向支撑肋3的外表面位于同一平面内，锥筒1、斜向支撑肋2、纵向支撑肋3、圆环支撑肋4及支撑环5连接构成网格状筒体，网格状筒体内有一个筒腔7，空间网络状筒体的圆周上分布数个空间网格8；
②将步骤①中的带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器置入两个需要连接的预制构件中的任一个预制构件中，使该预制构件中内的钢筋一端置入带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的锥筒内，并将该预制构件的水平分布筋或箍筋位于带锥筒的笼式钢筋连接器的空间网格8内；
③取柱状模具置入带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的筒腔7内，在柱状模具外周浇筑混凝土；
④当混凝土达到一定强度后，取出柱状模具，使带锥筒的笼式钢筋连接器的筒腔7内留有混凝土连接孔；
⑤将另一预制构件中的钢筋置入步骤④的连接孔内，向连接孔内浇筑混凝土后施工完毕。本发明施工方法中所述的带锥筒的笼式空间网格状结构钢筋连接器的纵向支撑肋3为3-4条。优选的方案是纵向支撑肋3为3条，每两条纵向支撑肋3的间隔为120⁰, 这是能够使建筑构件中水平布筋或箍筋向钢筋连接器的空间网格内贴紧的优选方案，能增加钢筋连接器的最大外径与墙体外边缘之间的距离，使保护层的厚度保持在设计的要求之内，从而大幅提高建筑质量，并能达到较高抗拉强度。所述的纵向支撑肋3的宽度L1为3-10毫米，纵向支撑肋3的宽度L1和厚度H相等，这是钢筋连接器的抗拉强度达到较高值的优选参数及结构。
本发明施工方法中的圆环支撑肋4为5-8个，均布在圆筒状框架的高度上，在减轻钢筋连接器自身重量的同时，能使抗拉强度能达到较高强度。
当本发明施工方法中的纵向支撑肋3的宽度L1大于圆环支撑肋4的宽度L2，可增加钢筋连接器的抗拉强度。图中D是空间网格状筒体最大外径。