專利名稱：一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)、特別是一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁。
背景技術(shù)：
在一些特殊結(jié)構(gòu)(如大型火力發(fā)電廠，大跨度結(jié)構(gòu)以及高層建筑)中，以框架作為其部分或全部結(jié)構(gòu)體系(包括巨型框架、框筒結(jié)構(gòu)體系等)，由于柱間距較大(如圖1中的兩根柱子7之間的距離)而導(dǎo)致梁的跨度增加。隨著現(xiàn)代高層、大跨和重載結(jié)構(gòu)的發(fā)展，用戶對(duì)建筑空間的需求感越來(lái)越大，而一般的普通鋼筋混凝土(RC)梁或型鋼混凝土(SRC)梁為了滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度要求，不得不提高截面的配筋(鋼)率和加大截面尺寸，由此而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重過(guò)大、增加地震作用，且影響到各內(nèi)力在結(jié)構(gòu)體系中的分配，如出現(xiàn)與結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不相符的“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象。為了防止出現(xiàn)上述現(xiàn)象以及滿足結(jié)構(gòu)的延性需求，必須尋求一種承載能力較大、變形能力較好的梁構(gòu)件。外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新近發(fā)展的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加固技術(shù)，是鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的一種形式。外包鋼混凝土組合梁是以配在梁外表面的外包鋼材(角鋼、鋼板等)部分或全部代替混凝土內(nèi)部的鋼筋或型鋼，外包的鋼材通過(guò)與相應(yīng)的連接件(如鋼筋、綴條或綴件等)連接(一般為焊接)，由此而有效約束內(nèi)部混凝土，從而提高梁的各項(xiàng)承載性能指標(biāo)，使其受力性能得到改善。為了將鋼材與混凝土這兩種力學(xué)性能不同的材料有效整合，形成一個(gè)共同工作的整體，通過(guò)配置一定的栓釘、內(nèi)部箍筋等錨固措施，加強(qiáng)外包鋼與混凝土之間的粘結(jié)作用。本發(fā)明的技術(shù)方案就是為解決這個(gè)問(wèn)題而研發(fā)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種強(qiáng)度和剛度高、高強(qiáng)混凝土與鋼材之間粘結(jié)性好、避免高強(qiáng)混凝土易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁。本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題—種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁，在鋼骨架內(nèi)部澆滿高強(qiáng)混凝土；鋼骨架由一付倒T形鋼、兩根倒L形角鋼及連接鋼綴條組成；鋼骨架的底部是倒T形鋼的橫板，倒T形鋼的豎向板上有若干通孔；平行的兩根倒L形角鋼分別位于倒T形鋼的左右上方；兩根倒L形角鋼之間以橫綴條連接，倒T形鋼與倒L形角鋼之間以豎綴條連接。高強(qiáng)混凝土為混凝土強(qiáng)度等級(jí)> C50的混凝土，制備方法同我國(guó)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。倒T形鋼由一塊水平鋼板和一塊有多個(gè)通孔的蜂窩鋼板構(gòu)成，蜂窩鋼板沿長(zhǎng)度方向垂直地焊接于水平鋼板中部。倒L形角鋼是由兩塊鋼板焊成或軋制成的角鋼，兩根倒L形角鋼之間通過(guò)有一定間距的若干扁鋼橫綴條連接，構(gòu)成一個(gè)倒槽形空腹鋼骨。倒T形鋼與兩根倒L形角鋼之間通過(guò)有一定間距的若干扁鋼豎綴條連接。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案有如下優(yōu)點(diǎn)(I)將高強(qiáng)混凝土運(yùn)用于大跨度梁式構(gòu)件，結(jié)合鋼材的合理設(shè)置，避免了因高強(qiáng)混凝土的脆性而過(guò)早產(chǎn)生裂縫。(2)因梁底部為鋼板，充分發(fā)揮了混凝土和鋼材兩種材料的力學(xué)優(yōu)勢(shì)，混凝土提供抗壓，鋼材提供有利的抗拉。(3)將倒T形鋼的豎向腹板伸入梁內(nèi)部，一方面可以增強(qiáng)與混凝土的有效粘結(jié)，另一方面可以適當(dāng)提供抗剪承載力。(4)所設(shè)置的蜂窩鋼板彌補(bǔ)了高強(qiáng)混凝土與鋼材粘結(jié)性能不良的弱點(diǎn)，使得兩種材料能共同工作。(5)鋼骨架的形成，不僅可以減少施工中模板的使用，降低支模的工序，提高施工進(jìn)度，而且有利于其上機(jī)械化施工作業(yè)。


圖1是本發(fā)明一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁一鋼筋(型鋼)混凝土柱框架平面示意圖；圖2是本發(fā)明組合梁的倒T形鋼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明組合梁的空間結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1中本發(fā)明組合梁A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-倒T形鋼的平板2-倒T形鋼的豎蜂窩鋼板3-豎綴條4-倒L形角鋼5-橫綴條6-高強(qiáng)混凝土 7-柱子
具體實(shí)施例方式為了充分發(fā)揮混凝土和鋼材這兩種材料的優(yōu)勢(shì)，即混凝土具有抗壓性能好、鋼材適合于結(jié)構(gòu)的受拉部位，經(jīng)合理設(shè)計(jì)，從而使其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁就是基于上述理論而提出將倒T形鋼配置于梁底的受拉部位，與普通RC梁相比，倒T形鋼不僅可以參與抗拉、抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，而且可有效避免梁因跨度較大而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，避免造成室內(nèi)人員的不安全感心理。高強(qiáng)混凝土的運(yùn)用，可提高構(gòu)件的相對(duì)強(qiáng)度，由此而有效降低梁高從而增大室內(nèi)凈空高度，并減輕梁自重。為了克服高強(qiáng)混凝土的脆性性質(zhì)，避免鋼與混凝土之間粘結(jié)力失效，將T形鋼板的腹板處開(kāi)設(shè)圓形或菱形孔。上述蜂窩鋼板的設(shè)置，與外包鋼材一起將梁的矩形橫截面分割成幾個(gè)小室，由此約束內(nèi)部高強(qiáng)混凝土，進(jìn)一步提高構(gòu)件強(qiáng)度。從方便施工的角度考慮，本發(fā)明的組合梁具有節(jié)約模板、減少支模工序從而縮短施工周期的優(yōu)點(diǎn)，而且形成的鋼骨架可以作為施工作業(yè)中供機(jī)械操作的平臺(tái)，減少腳手架。因此，可以大大降低工程造價(jià)，節(jié)約成本。綜合來(lái)看，內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁具有滿足建筑功能的需要、承載能力高、抗震延性好、施工方便及降低成本等優(yōu)勢(shì)。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁，包括由一塊水平鋼板I和一塊豎直蜂窩鋼板2焊成的倒T形鋼、一對(duì)倒L形角鋼4、一排水平連接綴條5、兩排豎直連接綴條3以及內(nèi)部的高強(qiáng)混凝土 6。水平鋼板I和豎直蜂窩鋼板2厚度較大，按照倒T形的形式焊接而成倒T形鋼，以水平鋼板作為組合梁的梁底，以豎直的、有蜂窩孔洞的鋼板作為其腹板。其中底部的鋼板協(xié)同部分混凝土參與梁受彎的抗拉貢獻(xiàn)；豎向的鋼板主要參與梁的抗剪貢獻(xiàn)，以及增強(qiáng)鋼材與混凝土之間連接，使之成為一個(gè)整體。兩根倒L形角鋼4通過(guò)與水平綴條5焊接連接，從而構(gòu)成一個(gè)倒槽形的空腹構(gòu)架。此構(gòu)架的倒L形角鋼一方面參與組合梁抗彎承載力，與混凝土受壓區(qū)共同受力，另一方面可增大截面配鋼率及約束內(nèi)部混凝土，以利于延性需求。倒T形鋼與倒槽形構(gòu)架通過(guò)兩側(cè)豎向綴條3連接，構(gòu)成一個(gè)矩形的鋼骨架。支模時(shí)，只需在鋼骨架的兩側(cè)支護(hù)模板，然后從梁頂向其中澆筑高強(qiáng)混凝土后，就此形成內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁。如此施工不但可以實(shí)現(xiàn)鋼骨架工業(yè)化生產(chǎn)，且可大大節(jié)約模板的制作與支護(hù)，從而達(dá)到減少施工周期、加快施工進(jìn)度、節(jié)約建設(shè)費(fèi)用的目的。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁，包括外部鋼骨架、內(nèi)部填充高強(qiáng)混凝土，其特征是鋼骨架由一付倒T形鋼、兩根倒L形角鋼及連接鋼綴條組成；鋼骨架的底部是倒T形鋼的橫板，倒T形鋼的豎向板上有若干通孔；平行的兩根倒L形角鋼分別位于倒T形鋼的左右上方；兩根倒L形角鋼之間以橫綴條連接，倒T形鋼與倒L形角鋼之間以豎綴條連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁，其特征是高強(qiáng)混凝土為混凝土強(qiáng)度等級(jí)> C50的混凝土，制備方法同我國(guó)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁，其特征是倒T形鋼由一塊水平鋼板和一塊有多個(gè)通孔的蜂窩鋼板構(gòu)成，蜂窩鋼板沿長(zhǎng)度方向垂直地焊接于水平鋼板中部。
4.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁，其特征是倒L形角鋼是由兩塊鋼板焊成或軋制成的角鋼，兩根倒L形角鋼之間通過(guò)有一定間距的若干扁鋼橫綴條連接，構(gòu)成一個(gè)倒槽形空腹鋼骨。
5.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁，其特征是倒T形鋼與兩根倒L形角鋼之間通過(guò)有一定間距的若干扁鋼豎綴條連接。
全文摘要
一種內(nèi)置蜂窩鋼板外包鋼高強(qiáng)混凝土組合梁，鋼骨架由一付倒T形鋼、兩根倒L形角鋼及連接鋼綴條組成；鋼骨架的底部是倒T形鋼的橫板，倒T形鋼的豎向板上有若干通孔；平行的兩根倒L形角鋼分別位于倒T形鋼的左右上方；兩根倒L形角鋼之間以橫綴條連接，倒T形鋼與倒L形角鋼之間以豎綴條連接。將高強(qiáng)混凝土運(yùn)用于大跨度梁式構(gòu)件，結(jié)合鋼材的合理設(shè)置，避免了因高強(qiáng)混凝土的脆性而過(guò)早產(chǎn)生裂縫。本發(fā)明充分發(fā)揮了混凝土和鋼材的力學(xué)優(yōu)勢(shì)，倒T形鋼的豎向腹板伸入梁內(nèi)部，可以同時(shí)增強(qiáng)與混凝土的有效粘結(jié)和適當(dāng)提供抗剪承載力還可以減少施工中模板的使用，減少支模工序，提高施工進(jìn)度，有利于其上機(jī)械化施工作業(yè)。
文檔編號(hào)E04C3/293GK103015628SQ20121053858
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者徐金俊, 陳宗平, 薛建陽(yáng) 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)