1.本实用新型属于建筑领域，具体涉及一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键。


背景技术：

2.在现在研究的钢混组合结构中，混凝土与外包钢板之间的剪力主要由四周的抗剪螺栓承担，抗剪螺栓穿过钢板上的预制孔并通过内部的螺母与外包钢板连接，螺杆预埋在混凝土中形成抗剪键，在抗剪承载力设计时，抗剪螺栓考虑了两种破坏形式：1、板件上的螺栓孔被挤坏2、螺杆被剪断。即为螺栓的抗剪和承压强度设计值。
3.考虑剪力键附近的混凝土被螺栓压坏的情况时，我国《钢结构设计规范》(gb50017-2017)中，用下式计算单个圆柱头焊钉连接件抗剪承载力设计值：
4.式中
5.ec－混凝土弹性模量；
6.as－圆柱头焊钉钉杆截面面积(mm2)；
7.fu－圆柱头焊钉极限强度设计值(mpa)；
8.fc－混凝土轴心抗压强度设计值(mpa)
9.实验结束后无法观察在外包板内部的混凝土是否破坏，因此为了保证在钢板破坏时混凝土不被压坏，从而达到可更换外包钢板的效果，需要提高混凝土破坏时的剪力f
v1
，通过一般情况下由于螺栓所用钢材强度较高，所以用确定外包板最大厚度t
max
，当外包板厚度t＞t
max
时，混凝土会在外包钢板破坏之前破坏，达不到可更换的效果。因此，为了使混凝土在外包钢板破坏时不被压坏，从而达到可更换的效果，需要提高f
v1
。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于提供一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，解决了现有技术中存在的上述不足。
11.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
12.本实用新型提供的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，包括用于连接外包钢板和内部混凝土的抗剪键本体，所述抗剪键本体包括螺栓和套筒，其中，所述套筒套装在螺栓上；所述螺栓的两端均配合连接有螺母。
13.优选地，所述套筒包括圆板，所述圆板的一端设置有两个对称布置的弧形板。
14.优选地，所述圆板和弧形板为一体式结构。
15.优选地，所述圆板的中心开设有螺纹孔，所述螺栓装配在螺纹孔内。
16.优选地，所述套筒置于内部混凝土中。
17.优选地，所述套装置于两个螺栓之间。
18.优选地，所述螺栓的长度为6d-8d，d为螺栓的直径。
19.优选地，所述套筒的直径为螺栓直径的2.5倍。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型提供的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，在螺栓上套装一个套筒，增加了抗剪键与混凝土的接触面积，在外包钢板破坏时混凝土不被压坏，从而达到可更换的效果；抗剪性能好，由于抗剪键的破坏由混凝土破坏时的承载力控制，此种方法提高了混凝土的抗剪承载力，因此提高了抗剪键的抗剪承载力；方便施工，由于此种抗剪键都采用可以现场装配的带有螺纹的连接，因此有方便施工的优点，并且可用于装配式结构；由于螺母和套筒的存在，同时提高了抗剪键的抗拔性能。
附图说明
22.图1是本实用新型涉及的抗剪键的使用状态图；
23.图2是本实用新型涉及的抗剪键的结构示意图；
24.图3是抗剪键对混凝土的压力分布。
具体实施方式
25.下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
26.本实用新型提供的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，包括用于连接外包钢板2和内部混凝土1的抗剪键本体，所述抗剪键本体包括螺栓4和套筒5，其中，所述套筒5套装在螺栓4上；所述螺栓4的两端均配合连接有螺母3。
27.进一步的，所述套筒5包括圆板，所述圆板的一端设置有两个对称布置的弧形板；由于套筒5的存在，增加了抗剪键与混凝土的接触面积，在外包钢板2破坏时混凝土不被压坏，从而达到可更换的效果；同时，抗剪性能好，由于抗剪键的破坏由混凝土破坏时的承载力控制，此种方法提高了混凝土的抗剪承载力，因此提高了抗剪键的抗剪承载力；方便施工，由于此种抗剪键都采用可以现场装配的带有螺纹的连接，因此有方便施工的优点，并且可用于可更换式装配式结构。
28.实施例1
29.如图1至图2所示，本实用新型提供的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，包括螺母3、螺栓4和套筒5，其中，所述套筒5套装在螺栓4上；所述螺栓4的两端均配合连接有螺母3。
30.一般形式的抗剪键对混凝土的压力分布如下图3，为了增大混凝土受最大压力区域的受压面积，所以选择抗剪键根部加弧形板，又考虑到往复荷载的作用，所以选择在两个方向加两个弧形板。选择两个弧形板而不选择全封闭式套筒是为了浇筑混凝土时混凝土更好的充满套筒内部。
31.所述套筒5包括圆板，所述圆板的一端设置有两个弧形板，两个弧形板对称布置；所述圆板的中心开设有螺纹孔；所述圆板和弧形板为一体式结构。
32.所述内部混凝土1上套装有外包钢板2，所述内部混凝土1和外包钢板2之间通过抗
剪键连接。
33.由于端头螺母3和套筒5的存在，同时提高了抗剪键的抗拔性能；抗剪键越长,其承载力越大,但当抗剪键长度和其直径之比大于4时,承载力增加极为有限。当栓钉长度较小时,承载力较低,并可能生栓钉拔出破坏，螺栓4的长度为6d-8d，d为螺栓4的直径。
34.外包板的材料不得低于q235，厚度不得大于之前算出的t
max
。
35.半开口套筒的直径宜选为栓杆直径的2.5倍，亦可根据施工要求进行适当调节。
36.现场施工时，先将螺栓4穿过外包板的预留孔，再从内部依次拧上套筒5和螺栓3，亦可将抗剪键与钢筋笼焊接，以方便固定和定位。


技术特征：
1.一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，其特征在于，包括用于连接外包钢板(2)和内部混凝土(1)的抗剪键本体，所述抗剪键本体包括螺栓(4)和套筒(5)，其中，所述套筒(5)套装在螺栓(4)上；所述螺栓(4)的两端均配合连接有螺母(3)。2.根据权利要求1所述的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，其特征在于，所述套筒(5)包括圆板，所述圆板的一端设置有两个对称布置的弧形板。3.根据权利要求2所述的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，其特征在于，所述圆板和弧形板为一体式结构。4.根据权利要求2所述的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，其特征在于，所述圆板的中心开设有螺纹孔，所述螺栓(4)装配在螺纹孔内。5.根据权利要求1所述的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，其特征在于，所述套筒(5)置于内部混凝土(1)中。6.根据权利要求1所述的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，其特征在于，所述套装(5)置于两个螺栓(3)之间。7.根据权利要求1所述的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，其特征在于，所述螺栓(4)的长度为6d-8d，d为螺栓(4)的直径。8.根据权利要求1所述的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，其特征在于，所述套筒(5)的直径为螺栓(4)直径的2.5倍。

技术总结
本实用新型提供的一种用于钢-混凝土组合结构中的抗剪键，包括用于连接外包钢板和内部混凝土的抗剪键本体，所述抗剪键本体包括螺栓和套筒，其中，所述套筒套装在螺栓上；所述螺栓的两端均配合连接有螺母；本装置能够增加抗剪键与混凝土的接触面积，在外包钢板破坏时混凝土不被压坏，从而达到可更换的效果。从而达到可更换的效果。从而达到可更换的效果。


技术研发人员：叶艳霞 侯志远 杨志浩 乔朋双 谢夫林 廖涵喻
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2021.08.30
技术公布日：2022/1/28