專利名稱：雙錐面建筑錨栓的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種膨脹錨栓。
技術(shù)背景膨脹錨栓已經(jīng)被廣泛用于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固、設(shè)備與管線安裝、建筑裝飾工程等眾多領(lǐng)域。現(xiàn)有的膨脹錨栓絕大部分是用低強(qiáng)度鋼材的套管式膨脹錨栓。價(jià)格雖然較低，但綜合性能較差，錨固力較小，且品種、規(guī)格也較少，不能滿足建筑市場(chǎng)多種需要。
要解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型雙錐面建筑錨栓解決現(xiàn)有膨脹錨栓錨固力小的難題，增加膨脹端與孔壁之間的擠壓作用，使錨栓增加錨固力。
技術(shù)方案該雙錐面建筑錨栓由栓桿、螺母、墊圈和膨脹管組成，栓桿前部設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)螺紋，前端部安裝螺母及墊圈，其特征在于栓桿后部有兩個(gè)長(zhǎng)度、直徑均相等的圓柱段，此處直徑較小，外套兩個(gè)膨脹管，圓柱段端部是兩個(gè)圓錐體形狀，在錨栓的安裝預(yù)緊和正常使用過程中，當(dāng)錨栓受拉拔發(fā)生位移時(shí)，這兩個(gè)圓錐體可增大膨脹管外徑，增加膨脹端與孔壁之間的擠壓作用，使錨栓增加錨固力，膨脹管管壁被開縫等分為至少三個(gè)齒瓣，其中一條為通長(zhǎng)開縫。
上述栓桿中部有一環(huán)狀凸棱，上述栓桿前部標(biāo)準(zhǔn)螺紋段可以外套鋼套管。
上述兩個(gè)圓錐體錐角為21°。
上述膨脹管的通長(zhǎng)開縫的前半長(zhǎng)度加寬，膨脹管前部由于管壁翹起外徑較大，管口外徑大于栓桿最大直徑。
上述膨脹管內(nèi)壁的前后段為錐面，中間為筒面。
上述膨脹管外周面設(shè)有螺紋狀齒槽。
上述膨脹管的齒瓣是四個(gè)。
上述栓桿中部鄰接螺紋處可以有一光面等直徑段，作為產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)的標(biāo)記區(qū)。
有益效果雙圓錐面、雙膨脹管的構(gòu)造，可使錨栓錨固端與混凝土孔壁之間有較大的擠壓、摩擦面積，并提高了錨栓錨固性能的穩(wěn)定性。
膨脹管外周設(shè)有螺紋齒面，當(dāng)栓桿錐面進(jìn)入膨脹管將其脹開后，螺紋齒面可嵌入混凝土孔壁產(chǎn)生界面咬合，增大了擠壓界面上的摩擦系數(shù)。
膨脹管前部沿口設(shè)有錐面、管壁上設(shè)有開縫，當(dāng)膨脹管隨栓桿進(jìn)入鉆孔后，由于膨脹管徑向的彈性作用，而難于隨栓桿移出鉆孔，提高了膨脹管的抗滑移能力。
膨脹管外周螺紋齒面嵌入混凝土孔壁后，可降低長(zhǎng)期拉拔力作用下錨栓錨固力的衰減率，減少錨栓的拔出滑移。
雙圓錐面、雙膨脹管的構(gòu)造，使其具有較強(qiáng)的“后續(xù)膨脹”功能，為提高錨栓的頸縮拔斷率創(chuàng)造了條件，并因此具有較高的使用安全性。
錨栓使用的混凝土孔徑與栓桿外徑相同，最大限度降低了鉆孔與布孔的難度。
外形構(gòu)造與加工工藝簡(jiǎn)單，有較好的性能價(jià)格比，適用性好，使用方便。
在栓桿上設(shè)置鋼套管，使錨栓在安裝預(yù)緊時(shí)相鄰的膨脹管可及時(shí)脹開，在較低的混凝土基材上仍然獲得較高的錨固力。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一膨脹管剖面示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一膨脹管安裝預(yù)緊狀態(tài)的剖面示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一膨脹管極限狀態(tài)的剖面示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二膨脹管剖面示意圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二膨脹管安裝預(yù)緊狀態(tài)的剖面示意圖；圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例二膨脹管極限狀態(tài)的剖面示意圖；1—螺母、2—墊圈、3—標(biāo)準(zhǔn)螺紋、4—規(guī)格標(biāo)識(shí)區(qū)、5—環(huán)狀凸棱、6—上膨脹管、7—上圓錐體、8—下膨脹管、9—下圓錐體、10—栓桿、11—鋼套管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一、如圖1、2所示，該雙錐面建筑錨栓由栓桿10、螺母1、墊圈2和膨脹管組成，栓桿前部設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)螺紋3，前端部安裝螺母1及墊圈2，在栓桿10中部有一環(huán)狀凸棱5，栓桿后部有兩個(gè)長(zhǎng)度、直徑均相等的圓柱段，此處直徑較小，為兩個(gè)膨脹管6、8的初始環(huán)套位置，圓柱段端部是兩個(gè)外形尺寸相同的圓錐體7、9，錐角為21°。如圖3、4所示，在錨栓的安裝預(yù)緊和正常使用過程中，當(dāng)錨栓受拉拔發(fā)生位移時(shí)，這兩個(gè)圓錐體可通過增大膨脹管外徑增大膨脹管外徑，增加膨脹端與孔壁之間的擠壓作用，使錨栓增加錨固力，膨脹管管壁被開縫等分為四個(gè)齒瓣，其中一條為通長(zhǎng)開縫。
為配合膨脹管在孔洞內(nèi)的變形，膨脹管的通長(zhǎng)開縫的前半長(zhǎng)度加寬，膨脹管前部由于管壁翹起外徑較大，管口外徑大于栓桿最大直徑。膨脹管內(nèi)壁的前后段為錐面，中間為筒面。膨脹管外周面設(shè)有螺紋狀齒槽。
在分別與兩個(gè)圓錐體鄰接處，各設(shè)一光面等直徑段，用于減少圓錐體底角處因應(yīng)力集中產(chǎn)生的塑性變形，以減小錨栓的膨脹量損失。圓錐體底面直徑略小于栓桿最大外徑，以便于安裝。
兩個(gè)膨脹管的材質(zhì)為調(diào)質(zhì)40CrA，外表鍍鋅，厚度5μm。外形尺寸和安裝方向相同。為配合栓桿和膨脹管40CrA材質(zhì)，選用6級(jí)螺母。螺母與平墊圈為鍍鋅標(biāo)準(zhǔn)件。
栓桿材質(zhì)40CrA，外表鍍鋅，厚度5μm。桿前部為外露端，頂部有一小圓臺(tái)。在安裝錨栓時(shí)，該圓臺(tái)可用于防止錘擊栓桿過程中損傷桿端螺紋。栓桿前部設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)螺紋，用于旋套螺母安裝預(yù)緊錨栓，及旋緊螺母固定物件。栓桿中部鄰接螺紋處有一光面等直徑段，作為產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)的標(biāo)記區(qū)。
實(shí)施例二、雙錐面建筑錨栓的栓桿前部標(biāo)準(zhǔn)螺紋段外套鋼套管11，鋼套管11內(nèi)、外表面鍍鋅厚度5μm，外套于栓桿前部螺紋段。在安裝預(yù)緊階段旋緊螺母時(shí)；鋼套管可限制相鄰的膨脹管隨栓桿移動(dòng)，確保相鄰的膨脹管脹開。鋼套管11的外周面可用作錨栓規(guī)格標(biāo)記區(qū)。
錨栓工作原理將錨栓敲入混凝土鉆孔，直至栓桿底端觸及孔底。這時(shí)，雖然膨脹管前錐面沿口的外徑大于鉆孔直徑，但在孔壁的環(huán)向擠壓作用下，膨脹管上通長(zhǎng)開縫寬度減小后，膨脹管前部沿口外徑也隨之減小，并可隨栓桿擠入孔洞。
在預(yù)緊錨栓時(shí)，兩個(gè)膨脹管已同時(shí)擠緊孔壁，旋緊螺母時(shí)栓桿向孔外移動(dòng)，栓桿錐面進(jìn)入膨脹管，迫使膨脹管后端沿開縫脹開，管壁外周的凸齒被擠壓嵌入孔壁，使錨栓產(chǎn)生預(yù)緊錨固力N0。預(yù)緊程度越高，N0值越大。
由沖擊鉆(電錘)成型的鉆孔壁呈凹凸不平狀，一般凸起處為混凝土粗骨料，凹進(jìn)處為水泥石。在預(yù)緊錨栓時(shí)，這種凹凸不平的孔壁使膨脹管脹開后的齒瓣變形不等，其不規(guī)則外形可有效阻止膨脹管發(fā)生旋轉(zhuǎn)。此外，膨脹管受孔壁擠壓后內(nèi)徑減小并套緊栓桿，對(duì)阻止栓桿隨螺母一同旋轉(zhuǎn)也有一定作用。
在拉拔力N作用下，當(dāng)N＜N0時(shí)，錨栓不發(fā)生滑移。當(dāng)N＝N0時(shí)，膨脹管與孔壁之間和栓桿錐面與膨脹管之間開始發(fā)生滑移。這時(shí)栓桿錐面可迫使膨脹管進(jìn)一步脹開，增加對(duì)孔壁的擠壓力，阻止錨栓向孔外滑移，并因此獲得錨固力增量。
錨栓的抗拉拔承載力為Nmax，其數(shù)值與預(yù)緊程度無關(guān)。當(dāng)N＝Nmax時(shí)，栓桿錐面進(jìn)入膨脹管的阻力與膨脹管同孔壁之間的摩擦阻力等值，這時(shí)錨固力不再繼續(xù)增加，而錨栓拔出位移開始明顯增大。
試驗(yàn)研究表明，混凝土孔徑dc的正偏差δc可增加錨栓的膨脹量損失，因而對(duì)Nmax值有明顯影響。隨著δc值增大，Nmax值有所降低。當(dāng)δc值等于錨栓外徑的最大膨脹量時(shí)，Nmax值可降至0。與Nmax對(duì)應(yīng)的位移為極限拔出位移Wmax，隨著N0增大，Wmax有所減小，即錨栓的預(yù)緊程度越高，極限拔出位移值越小。
Nmax和Wmax是錨栓錨固性能的兩個(gè)主要指標(biāo)，兩者之間有一定的相關(guān)性。當(dāng)作用在錨栓上的拉拔力較小時(shí)，錨栓的錨固力主要由膨脹管與孔壁之間的摩擦與齒面咬合作用構(gòu)成。隨著拉拔力增大，膨脹管脹開幅度增加，膨脹管與孔壁之間的錐形楔面體嵌固作用逐漸成為構(gòu)成錨栓錨固力的主要因素。
錨栓的安裝預(yù)緊和正常使用過程也是拉拔力與錨固力之間的動(dòng)態(tài)平衡過程。錨栓出現(xiàn)滑移表明拉拔力大于錨固力，兩者之間的平衡被破壞；滑移導(dǎo)致后續(xù)膨脹，錨固力增加后可阻止滑移，兩者之間又建立了新的平衡。
在N＞Nmax時(shí)，拉拔力與錨固力的平衡被破壞后無法重新恢復(fù)。這時(shí)，如果栓桿錐面進(jìn)入膨脹管的阻力大于膨脹管與孔壁的摩阻力，錨栓因栓桿被拔出而發(fā)生錨固失效；如果栓桿錐面進(jìn)入膨脹管的阻力仍小于膨脹管與孔壁的摩阻力，錨栓因栓桿頸縮后被拔斷而發(fā)生錨固失效。
錨栓的使用方法1、選擇與栓桿或鋼套管外徑相同的鉆頭，用沖擊鉆在混凝土構(gòu)件表面上垂直鉆孔，最小孔深為8～8.5倍錨栓直徑，或按相關(guān)設(shè)計(jì)要求；2、檢查鉆孔深度并清除鉆孔內(nèi)積灰；3、將螺母旋套于桿頂端后，用鐵錘將錨栓栓桿輕敲入鉆孔內(nèi)，并使栓桿底部觸及孔底；4、用扳手旋緊螺母，使栓桿發(fā)生拔出位移；5、將物件與錨栓相連。
權(quán)利要求1.一種雙錐面建筑錨栓，由栓桿、螺母、墊圈和膨脹管組成，栓桿前部設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)螺紋，前端部安裝螺母及墊圈，其特征在于栓桿后部有兩個(gè)長(zhǎng)度、直徑均相等的圓柱段，此處直徑較小，外套兩個(gè)膨脹管，圓柱段端部是兩個(gè)圓錐體形狀，在錨栓的安裝預(yù)緊和正常使用過程中，當(dāng)錨栓受拉拔發(fā)生位移時(shí)，這兩個(gè)圓錐體可增大膨脹管外徑，增加膨脹端與孔壁之間的擠壓作用，使錨栓增加錨固力，膨脹管管壁被開縫等分為至少三個(gè)齒瓣，其中一條為通長(zhǎng)開縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐面建筑錨栓，其特征在于所述在栓桿中部有一環(huán)狀凸棱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐面建筑錨栓，其特征在于所述栓桿前部標(biāo)準(zhǔn)螺紋段外套鋼套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙錐面建筑錨栓，其特征在于所述兩個(gè)圓錐體錐角為21°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙錐面建筑錨栓，其特征在于所述膨脹管的通長(zhǎng)開縫的前半長(zhǎng)度加寬，膨脹管前部由于管壁翹起外徑較大，管口外徑大于栓桿最大直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙錐面建筑錨栓，其特征在于所述膨脹管內(nèi)壁的前后段為錐面，中間為筒面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙錐面建筑錨栓，其特征在于所述膨脹管外周面設(shè)有螺紋狀齒槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙錐面建筑錨栓，其特征在于所述膨脹管的齒瓣是四個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙錐面建筑錨栓，其特征在于所述栓桿中部鄰接螺紋處有一光面等直徑段，作為產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)的標(biāo)記區(qū)。
專利摘要一種雙錐面建筑錨栓,由栓桿、螺母、墊圈和膨脹管組成,栓桿前部設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)螺紋,在栓桿前部標(biāo)準(zhǔn)螺紋段可以外套鋼套管,前端部安裝螺母及墊圈,在栓桿中部有一環(huán)狀凸棱,栓桿后部有兩個(gè)長(zhǎng)度、直徑均相等的圓柱段,此處直徑較小,外套兩個(gè)膨脹管,圓柱段端部是兩個(gè)圓錐體形狀,在錨栓的安裝預(yù)緊和正常使用過程中,當(dāng)錨栓受拉拔發(fā)生位移時(shí),這兩個(gè)圓錐體可增大膨脹管外徑,增加膨脹端與孔壁之間的擠壓作用,使錨栓增加錨固力,膨脹管管壁被開縫等分為至少三個(gè)齒瓣,其中一條為通長(zhǎng)開縫。雙圓錐面、雙膨脹管的構(gòu)造使錨栓錨固端與混凝土孔壁之間有較大的擠壓、摩擦面積,并提高了錨栓錨固性能的穩(wěn)定性,使現(xiàn)有膨脹錨栓增加錨固力。
文檔編號(hào)F16B13/06GK2512933SQ0220045
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2002年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月14日
發(fā)明者潘立 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑科學(xué)研究院