CN115928893B - 一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构及方法，涉及核电厂结构工程技术领域，具体方案如下：一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，包括箱型框体，箱型框体内侧用于与贯穿件周侧的连接板固定连接；箱型框体外侧均匀设置型钢抗剪键，型钢抗剪键上设置多个第一栓钉，相邻两型钢抗剪键之间交错设置套筒和第二栓钉，套筒用于连接钢筋，型钢抗剪键、箱型框体用于与混凝土墙组成钢‑混凝土组合构件以承担贯穿件的应力；此连接结构可有效减少钢筋数量，避免钢筋过密及与其他构件的碰撞等问题，便于施工，保证混凝土浇筑质量。
Description
技术领域
本发明涉及核电厂结构工程技术领域，尤其是一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构及方法。
背景技术
贯穿件是将穿墙后的管道固定于墙体的装置，其为管道的部件，为容纳工艺介质的通道，重要的是保证了介质与外界的有效隔离，避免不同房间或者环境之间的放射性泄漏。
目前，核电厂大型贯穿件区域一般采用局部加厚墙体，在贯穿件周侧设置大量的环向、竖向和水平向加强钢筋等方式保证连接区域的受力性能。此种方式导致钢筋过密，钢筋绑扎、排布存在困难，钢筋用量大且施工进度较慢，同时连接部位抗弯、抗剪和抗冲切性能差，混凝土的浇筑质量得不到保证。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，依靠栓钉、型钢抗剪键及套筒将型钢构件与钢筋混凝土墙组成钢-混凝土组合构件，有效提高连接部位抗弯、抗剪和抗冲切能力，可减小混凝土墙厚度，减少贯穿件周边附加钢筋数量，避免钢筋过密及与其他构件的碰撞等问题，保证混凝土浇筑质量。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，包括箱型框体，箱型框体内侧用于与贯穿件周侧的连接板固定连接；箱型框体外侧均匀设置型钢抗剪键，型钢抗剪键上设置多个第一栓钉，相邻两型钢抗剪键之间交错设置套筒和第二栓钉，套筒用于连接钢筋，型钢抗剪键、箱型框体用于与混凝土墙组成钢-混凝土组合构件以承担贯穿件的应力。
作为进一步的实现方式，所述箱型框体为方形，箱型框体包括箱型外框和箱型内框，箱型外框和箱型内框之间通过加劲板固定连接。
作为进一步的实现方式，所述加劲板包括横向加劲板和纵向加劲板；
横向加劲板和纵向加劲板垂直且交错设置，加劲板两端分别连接箱型外框和箱型内框。
作为进一步的实现方式，所述连接板用于固定在贯穿件周侧，连接板包括多个环向连接板和径向连接板，连接板两端分别与箱型内框和贯穿件连接。
作为进一步的实现方式，所述环向连接板和径向连接板垂直且交错连接。
作为进一步的实现方式，所述型钢抗剪键垂直于箱型外框外侧面，第一栓钉垂直于型钢抗剪键。
作为进一步的实现方式，所述第二栓钉垂直于箱型外框，所述套筒用于连接水平钢筋和纵向钢筋。
作为进一步的实现方式，所述箱型框体角部两侧安装锚固板，锚固板之间通过对拉钢件连接。
第二方面，一种电厂贯穿件与混凝土墙的连接方法，采用如上任一所述的一种一种电厂贯穿件与混凝土墙的连接结构，包括如下步骤：
制作箱型框体，箱型框体外侧安装型钢抗剪键、套筒和第二栓钉，在箱型外框角部安装锚固板和对拉钢件；
贯穿件管道外壁安装径向连接板和环向连接板，之后与箱型内框拼装连接；
将连接结构整体吊装就位，设置临时支撑；
设置水平钢筋和竖向钢筋，浇筑混凝土。
作为进一步的实现方式，所述水平钢筋和竖向钢筋与套筒连接，之后排布周边墙体钢筋再浇筑混凝土。
上述本发明的有益效果如下：
1.本发明通过箱型框体连接贯穿件管道外壁，依靠栓钉、型钢抗剪键及套筒将型钢构件与钢筋混凝土墙组成钢-混凝土组合构件，有效提高连接部位抗弯、抗剪和抗冲切能力，可减小混凝土墙厚度，减少贯穿件周边附加钢筋数量。
2.本发明的连接结构可有效减少钢筋数量，避免钢筋过密及与其他构件的碰撞等问题，便于施工，保证混凝土浇筑质量。
3.本发明的连接结构可在满足大型贯穿件部位受力需求的同时，便于模块化制造，避免钢筋过密、碰撞，利于混凝土浇筑，便于施工，缩短施工工期。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例中核电厂大型贯穿件与混凝土墙的连接结构立面图。
图2是图1中A-A结构示意图。
图3是图1中B-B结构示意图。
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。
其中：1.箱型框体，2.套筒，3.栓钉，4.型钢抗剪键，5.对拉钢件，6.锚固板，7.水平钢筋，8.纵向钢筋，9.径向连接板，10.环向连接板，11.横向加劲板，12.纵向加劲板，13.贯穿件管道外壁。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例一
本发明的一种典型的实施方式中，参考图1-图3所示，一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，包括箱型框体1，箱型框体1内侧用于与贯穿件管道外壁13周侧的连接板固定连接，箱型框体1外侧用于浇筑混凝土。
参考图1-图3所示，箱型框体1为方形，箱型框体1包括箱型外框和箱型内框，箱型外框和箱型内框之间具有设定间距，箱型外框和箱型内框之间通过加劲板固定连接。
其中加劲板包括横向加劲板11和纵向加劲板12；横向加劲板11和纵向加劲板12垂直且交错设置，横向加劲板11和纵向加劲板12依次固定焊接，横向加劲板11和纵向加劲板12两端分别与箱型外框和箱型内框固定焊接，将箱型外框和箱型内框连接成一个整体。横向加劲板11沿箱型框体1宽度方向设置，纵向加劲板12与箱型框体1位于同一平面上，纵向加劲板12设置在箱型外框和箱型内框中间的位置。
箱型外框和箱型内框通过加劲板连接，保证箱型构件内框和外框的共同作用，保证加劲板件钢板的刚度。
箱型框体1外侧均匀设置型钢抗剪键4，型钢抗剪键4上设置多个栓钉3，相邻两型钢抗剪键4之间交错设置套筒2和栓钉3。
本实施例的型钢抗剪键4固定焊接在箱型外框的外侧面上，如图1所示，箱型外框具有四个外侧面，每个外侧面上均匀设置三个型钢抗剪键4，型钢抗剪键4与箱型外框的侧面垂直设置，型钢抗剪键4具有设定长度。
型钢抗剪键4的设置，可提高贯穿件部位的抗冲切能力，与钢筋混凝土墙共同作用提高墙体抗弯、抗扭能力。
型钢抗剪键4上设置四个第一栓钉，第一栓钉两两一组，两组第一栓钉焊接与型钢抗剪键4两侧，第一栓钉与型钢抗剪键4垂直设置。
在箱型外框外侧面上，相邻两型钢抗剪键之间交错焊接第二栓钉和套筒2。套筒2用于连接钢筋，考虑到箱型外框的宽度，本实施例设置的第二栓钉和套筒2，在每一个箱型外框外侧面上设置四组，两个型钢抗剪键4之间为两组，两组第二栓钉和套筒2沿着箱型外框宽度方向均布。每一组包括三个第二栓钉和三个套筒。
第二栓钉垂直于箱型外框，所述套筒2用于连接水平钢筋7和纵向钢筋8的一端，套筒2为可焊接机械连接套筒。
本实施例箱型外框外侧面第二栓钉的设置，用于加强混凝土和钢构件的共同作用；在型钢抗剪键上设置栓钉3(第一栓钉)，以保证型钢与混凝土墙共同作用，组成型钢-混凝土构件。第一栓钉和第二栓钉的设置，在混凝土浇筑并硬化后，可以提高混凝土与钢构件之间协同工作的能力。
本实施例的型钢抗剪键4、箱型框体1以及框体上的栓钉3和套筒2，用于与混凝土墙组成钢-混凝土组合构件以承担贯穿件的应力。
贯穿件管道外壁13周侧设置连接板，连接板固定在贯穿件管道外壁周侧，如图1所示，连接板包括多个环向连接板10和径向连接板9，连接板两端分别与箱型内框和贯穿件管道外壁13焊接。
环向连接板10和径向连接板9垂直且交错连接，环向连接板10和径向连接板9依次焊接。其中环向连接板10与箱型框体1位于同一平面，径向连接板9沿着箱型框体宽度方向布置，环向连接板10位于箱型框体宽度方向中间位置。
环向连接板10的内侧与贯穿件管道外壁13外侧形状适配，外侧与箱型内框的内侧形状适配，便于连接。
在贯穿件管道外壁13安装径向连接板9和环向连接板10，可采用焊接或高强螺栓连接，保证贯穿件外部抗扭、抗剪、抗弯刚度，并将贯穿件的轴力、剪力、弯矩和扭矩可靠的传递至箱型框体1。
为了克服箱型框体1角部的应力影响，箱型框体1的四个角部两侧安装锚固板6，锚固板6伸出箱型框体1，锚固板6之间通过对拉钢件5连接。锚固板6和对拉钢件5的设置，可以提高箱型框体1角部钢筋混凝土墙承载能力，减小角部应力集中的影响。
对拉杆件5可以采用对拉钢筋，或者圆钢，用于加强箱型框体1角部，减弱角部应力集中的不利影响。
本实施例在将贯穿件管道外壁13与箱型框体1通过连接板连接，并设置型钢抗剪键4、栓钉3以及套筒2之后，完成了对连接结构的模块化建造，施工效率高，操作简单。
在实际工程设计时，可考虑型钢抗剪键4、箱型框体1、钢筋混凝土墙组成钢-混凝土组合构件，共同承担贯穿件的轴力、剪力、弯矩和扭矩，减小墙体厚度，减少贯穿件周边附加加强钢筋量。
在实际施工时，将此连接结构整体吊装就位，并设置临时支撑，减少现场焊接量，工厂制作保证焊接质量。
将墙体水平钢筋7和竖向钢筋8与可焊接机械连接套筒2连接，并排布周边墙体钢筋，避免出现钢筋间距过小及与其他构件的碰撞等问题，保证混凝土浇筑、振捣质量。
实施例二
一种核电厂贯穿件与混凝土墙的连接方法，采用实施例一所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，包括如下步骤：
工况一：使用钢板或型钢，加工成如图1、图2、图3中所示的箱型框体1，并在型钢内部设置横向加劲板11和纵向加劲板12。
工况二：在箱型框体1外侧，安装栓钉3(第二栓钉)、套筒2和型钢抗剪键4等，并在型钢抗剪键4上焊接栓钉3(第一栓钉)。
工况三：在箱型框体1角部两侧，安装锚固板6、对拉钢筋或圆钢。
工况四：在贯穿件管道外壁13焊接径向连接板9和环向连接板10。
工况五：将贯穿件管道外壁13、径向连接板9和环向连接板10与箱型框体1拼装焊接、连接，完成模块化建造，形成钢-混凝土组合构件以承担贯穿件的应力。
工况六：施工时，将此连接机构整体吊装就位，设置临时支撑。
工况七：将墙体水平钢筋7和竖向钢筋8与可焊接机械连接套筒2连接，并排布周边墙体钢筋，浇筑混凝土。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，其特征在于，包括箱型框体，箱型框体内侧用于与贯穿件周侧的连接板固定连接；箱型框体外侧均匀设置型钢抗剪键，型钢抗剪键上设置多个第一栓钉，相邻两型钢抗剪键之间交错设置套筒和第二栓钉，套筒用于连接钢筋，型钢抗剪键、箱型框体用于与混凝土墙组成钢-混凝土组合构件以承担贯穿件的应力。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，其特征在于，所述箱型框体为方形，箱型框体包括箱型外框和箱型内框，箱型外框和箱型内框之间通过加劲板固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，其特征在于，所述加劲板包括横向加劲板和纵向加劲板；
横向加劲板和纵向加劲板垂直且交错设置，加劲板两端分别连接箱型外框和箱型内框。
4.根据权利要求1所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，其特征在于，所述连接板用于固定在贯穿件周侧，连接板包括多个环向连接板和径向连接板，连接板两端分别与箱型内框和贯穿件连接。
5.根据权利要求4所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，其特征在于，所述环向连接板和径向连接板垂直且交错连接。
6.根据权利要求2所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，其特征在于，所述型钢抗剪键垂直于箱型外框外侧面，第一栓钉垂直于型钢抗剪键。
7.根据权利要求6所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，其特征在于，所述第二栓钉垂直于箱型外框，所述套筒用于连接水平钢筋和纵向钢筋。
8.根据权利要求1所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，其特征在于，所述箱型框体角部两侧安装锚固板，锚固板之间通过对拉钢件连接。
9.一种核电厂贯穿件与混凝土墙的连接方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的模块化连接结构，包括如下步骤：
制作箱型框体，箱型框体外侧安装型钢抗剪键、套筒和栓钉，在箱型外框角部安装锚固板和对拉钢件；
贯穿件管道外壁安装径向连接板和环向连接板，之后与箱型内框拼装连接；
将连接结构整体吊装就位，设置临时支撑；
设置水平钢筋和竖向钢筋，浇筑混凝土。
10.根据权利要求9所述的一种核电厂贯穿件与混凝土墙的连接方法，其特征在于，所述水平钢筋和竖向钢筋与套筒连接，之后排布周边墙体钢筋再浇筑混凝土。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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