專利名稱：帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙t形組合梁及其制備方法
帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種建筑工程的大跨徑組合梁結(jié)構(gòu)，尤其涉及一 種帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，需要大跨徑工業(yè)廠房，以便滿足巨大的生產(chǎn)空間，放置生產(chǎn) 設(shè)備，靈活布置生產(chǎn)工藝流程。隨著社會的發(fā)展，需要室內(nèi)空間越來越大的飛機(jī)庫、車庫、船 塢、體育館、實(shí)驗(yàn)室、展覽館等大跨徑房屋。
大跨徑廠房屋面結(jié)構(gòu)通常采用網(wǎng)架、門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板等 結(jié)構(gòu)形式。其中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有承載力大、跨越能力大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定好、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，一般用于 36米跨徑以上的廠房屋面結(jié)構(gòu)，但網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工工藝復(fù)雜，造價高。門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)具有 重量輕、工業(yè)化程度高、施工速度快、跨越能力較大等優(yōu)點(diǎn)，一般用于24 36米跨徑的廠房 結(jié)構(gòu)，但是，門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕、防火和隔熱性能差，門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場高空焊 接工作量大。預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板是一種梁板合一的新型屋面構(gòu)件，它具有造價低、保溫性 好、耐潮濕、抗腐蝕、施工工期短、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，一般用于15 24米跨徑的廠房結(jié)構(gòu)， 預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板存在自重大、剛度小、承載力低等缺點(diǎn)。
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，超大跨徑單層廠房需求越來越多，亟需研發(fā)30 48米跨徑 的實(shí)用經(jīng)濟(jì)性屋面組合結(jié)構(gòu)大梁，以便取代昂貴的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和用鋼量大的門式剛架輕鋼結(jié) 構(gòu)。大跨徑多層工業(yè)廠房既滿足工業(yè)生產(chǎn)空間需要，又節(jié)約土地，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和門式剛架輕鋼 結(jié)構(gòu)不適合構(gòu)建多層廠房的樓面結(jié)構(gòu)，亟需研發(fā)21 30米跨徑樓面組合結(jié)構(gòu)大梁，以便建 造大跨徑多層工業(yè)廠房。
針對超大跨徑廠房需求，進(jìn)行大跨徑的預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)梁體研發(fā)，采 用波形鋼腹板作為雙T形組合梁的腹板，承擔(dān)梁體結(jié)構(gòu)的抗剪作用功能，采用預(yù)應(yīng)力鋼管 混凝土芯棒作為雙T形組合梁的受拉下翼緣，加強(qiáng)梁體的抗彎能力和抗彎剛度，采用高強(qiáng) 混凝土平板作為雙T形組合梁的受壓區(qū)上翼緣頂板，兼做樓屋面板。將預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土 芯棒、波形鋼腹板和高強(qiáng)混凝土上翼緣頂板等組合使用，形成一種新型組合梁，采用結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定的雙T形截面形式，配置輔助系桿和支撐，構(gòu)成新型的帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T 形組合梁。新型組合梁具有承載力大、自重輕、跨越能力大、工業(yè)化程度高、吊裝施工速度 快、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、耐久性好、造價低等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供了一種施工方便、承載力高、造價低的帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝 土芯棒的雙T形組合梁，利用預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒作為受拉下翼緣，波形鋼板作為抗剪 腹板，優(yōu)勢互補(bǔ)，可作為大跨徑廠房結(jié)構(gòu)的樓屋面大梁。本發(fā)明還提供了一種制備該雙T形 組合梁的方法。
技術(shù)方案本發(fā)明的帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁，包括從下至上依次連接設(shè)置的預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒、連接槽鋼、波形鋼腹板、柱狀栓釘、上翼緣混凝土 板，以及設(shè)置于兩個波形鋼腹板之間的橫向鋼支撐和設(shè)置于兩個連接槽鋼之間的下翼緣水 平鋼支撐，左右兩個預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒平行設(shè)置，作為雙T形大梁的下翼緣，連接槽鋼 縱向通長設(shè)置在預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的上側(cè)外表面，左右兩個波形鋼腹板的下端分別與 連接槽鋼上側(cè)面連接，兩個波形鋼腹板的頂端分別通過柱狀栓釘與上翼緣混凝土板連接， 橫向鋼支撐下翼緣水平鋼支撐連接左右兩個波形鋼腹板構(gòu)成空間穩(wěn)定的整體。預(yù)應(yīng)力鋼管 混凝土芯棒包括柱狀鋼管、密實(shí)灌注在柱狀鋼管充填管內(nèi)的管內(nèi)混凝土和均勻布置在管內(nèi) 混凝土中的預(yù)應(yīng)力鋼筋，柱狀鋼管是柱狀的圓形鋼管或矩形鋼管。
本發(fā)明還提供了一種制備上述雙T形組合梁的方法，包括以下步驟
I)按照設(shè)計間距，水平放置左右兩個柱狀鋼管，連接槽鋼通長焊接在柱狀鋼管上 側(cè)外表面，吊裝左右兩個波形鋼腹板到位，將波形鋼腹板下端與連接槽鋼通長焊接，將柱狀 栓釘牢固焊接在波形鋼腹板的上翼緣頂面，安裝橫向鋼支撐和下翼緣水平鋼支撐連接左右 波形鋼腹板，形成組合大梁的鋼骨架。
2)預(yù)應(yīng)力鋼筋穿入柱狀鋼管內(nèi)，采用千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并錨固在張拉臺座 上，安裝施工支架和模板，采用高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土材料灌入柱狀鋼管內(nèi)，形成管內(nèi)混凝 土，采用拉壓鋼板工具擠密管內(nèi)混凝土，采用封頭板將柱狀鋼管兩端封住；同時綁扎上翼緣 的鋼筋網(wǎng)片，采用高強(qiáng)度混凝土澆筑上翼緣混凝土板，養(yǎng)護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒和上翼 緣混凝土板的混凝土。
3)待混凝土到達(dá)設(shè)計強(qiáng)度，拆除模板，放張預(yù)應(yīng)力鋼筋，形成預(yù)制組合結(jié)構(gòu)大梁成品O
波形鋼腹板具有優(yōu)良的受力工作性能，波形鋼板抗剪能力強(qiáng)，波形鋼板具有自行 加勁作用，抗屈曲能力強(qiáng)，采用波形鋼腹板無需設(shè)置額外的加勁板，波形鋼腹板在縱向由于 折皺效應(yīng)，其縱向抗拉壓剛度小，故可以認(rèn)為波形鋼腹板不承受軸向力，因而在導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力 不受抵抗，梁體縱向預(yù)應(yīng)力鋼束可以集中加載于翼緣板，從而有效地提高預(yù)應(yīng)力效率。新型 雙T形組合梁，采用波形鋼腹板替代混凝土腹板，提高雙T梁的抗剪承載力，減輕梁體自重， 簡化施工工藝，避免腹板斜裂縫。
預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒是一種新型的組合材料，具有很強(qiáng)的抗拉承載力，預(yù)應(yīng)力 鋼管混凝土芯棒由鋼管、管內(nèi)混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋組成，在鋼管內(nèi)設(shè)置多根預(yù)應(yīng)力鋼筋，采 用先張法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉錨固，并在鋼管內(nèi)部采用混凝土填充物灌實(shí)，等待混凝土結(jié) 硬后，放張預(yù)應(yīng)力鋼筋，給鋼管內(nèi)混凝土施加預(yù)應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筋和鋼管內(nèi)混凝 土聯(lián)合受力工作，形成新型的抗拉強(qiáng)度高的芯棒狀組合材料。采用預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒 作為新型雙T形組合梁的受拉翼緣，高強(qiáng)混凝土平板作為雙T形組合梁的受壓區(qū)上翼緣頂 板，可增加大梁結(jié)構(gòu)的抗彎能力，提高大梁的抗彎剛度，提高雙T形屋面梁的跨越能力，避 免預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固區(qū)域的產(chǎn)生縱向裂縫。
帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁是一種預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土組合梁，由 預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒、波形鋼腹板和混凝土頂板組成，波形鋼腹板抵抗剪力，預(yù)應(yīng)力鋼管 混凝土芯棒和混凝土頂板共同工作抵抗彎矩。雙T形組合梁是一種預(yù)制構(gòu)件工廠生產(chǎn)的組 合結(jié)構(gòu)大梁構(gòu)件，吊裝新型雙T形組合梁到混凝土框排架廠房結(jié)構(gòu)上，形成大跨徑多層廠 房樓面系統(tǒng)或單層廠房的屋面系統(tǒng)。新型雙T形組合梁作為屋面梁可構(gòu)建30 48米超大跨徑單層工業(yè)廠房，作為樓面梁可構(gòu)建21 30米大跨徑多層工業(yè)廠房，既滿足工業(yè)生產(chǎn)大 空間需要，又節(jié)約土地。
有益效果本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
運(yùn)用預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒作為新型大跨徑組合梁的下翼緣，波形鋼板作為新型 組合梁的腹板，現(xiàn)澆高強(qiáng)混凝土平板作為大梁的受壓上翼緣，形成一種帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混 凝土芯棒的雙T形組合梁，具有承載力高、跨越能力大、起吊安裝方便，重量輕、造價低等優(yōu)
預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒由鋼管、管內(nèi)混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋組成，是一種由復(fù)合材 料組成的抗拉構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒內(nèi)可以放置多根預(yù)應(yīng)力鋼絞線，芯棒具有很高 的抗拉承載力，充分發(fā)揮了鋼管、管內(nèi)混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋材料的各自優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)勢互補(bǔ)，協(xié)同工作。
預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒中鋼管可作為大梁下翼緣抗拉材料，又能約束鋼管內(nèi)混凝 土，提高管內(nèi)混凝土抗壓強(qiáng)度。芯棒中預(yù)應(yīng)力鋼筋可作為大梁下翼緣抗拉材料，又對鋼管內(nèi) 混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力，提高管內(nèi)混凝土的抗裂性能，提高大梁結(jié)構(gòu)的剛度。芯棒中管內(nèi)混凝 土可以保證先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固效果，保證高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋材料強(qiáng)度可以充分利用， 又能有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲，預(yù)應(yīng)力鋼筋放張后產(chǎn)生的壓力由管內(nèi)混凝土承擔(dān)。
對比馬蹄形下翼緣的預(yù)應(yīng)力混凝土 T形梁，預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒內(nèi)可以設(shè)置大 量的預(yù)應(yīng)力鋼絞線鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒改善了 T形梁受拉區(qū)的工作性能，采用預(yù) 應(yīng)力鋼管混凝土芯棒用作雙T形組合梁的下翼緣，可大幅度提高雙T形組合梁的抗彎承載 力和大梁的剛度，具有重量輕、剛度大、承載力強(qiáng)、跨越能力大和造價低等優(yōu)點(diǎn)。
波形鋼腹板與預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒可方便地焊接連接在一起，配套使用，優(yōu)勢 互補(bǔ)，完美組合，澆筑高強(qiáng)混凝土上翼緣后，就形成波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土的雙T形 組合梁。新型組合梁結(jié)構(gòu)在保留了波形鋼腹板組合梁的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，又增加了預(yù)應(yīng)力鋼 管混凝土芯棒優(yōu)點(diǎn)，大大改進(jìn)了大梁結(jié)構(gòu)的受力性能，提高了大梁的抗剪和抗彎承載力了， 減輕了大梁重量，增加了大梁的跨越能力，減少了大梁下翼緣預(yù)應(yīng)力損失，避免了混凝土腹 板斜裂縫，簡化了大跨徑組合梁的施工工藝，加快了施工時間，降低了大跨徑梁體結(jié)構(gòu)的造 價。
帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁是大跨徑廠房樓屋面梁施工工藝的 突破性革新，具有優(yōu)良的受力性能。30 48米超大跨徑的雙T形屋面板梁可用于超大級 別的單層廠房項(xiàng)目中，替代門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，縮短工期，節(jié)約鋼材，降低造價。 18 30米超大跨徑的雙T形承重樓層板梁可用于3 4層的多層工業(yè)廠房，既能滿足工業(yè) 生產(chǎn)空間需要，又能利用寶貴的土地資源增加建筑面積。雙T形組合梁實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化快速 生產(chǎn)大跨徑預(yù)制大梁，可廣泛地運(yùn)用于大跨徑廠房項(xiàng)目中，尤其適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的生產(chǎn)廠房 和倉庫項(xiàng)目工程。


圖1帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁剖面示意圖2預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒示意圖3帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁節(jié)段的三維示意圖。
圖4帶有矩形狀預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁剖面示意圖中有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒I ;柱狀鋼管11 ;管內(nèi)混凝土 12 ;預(yù)應(yīng)力鋼筋13 ； 波形鋼腹板2 ;上翼緣混凝土板3 ;柱狀栓釘4，連接槽鋼5，橫向鋼支撐6，下翼緣水平鋼支撐7。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
本發(fā)明的帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁，由預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒1、波形鋼腹板2、上翼緣混凝土板3、柱狀栓釘4、連接槽鋼5、橫向鋼支撐6和下翼緣水平鋼支撐7構(gòu)成，左右兩個預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒I作為雙T形大梁的下翼緣，連接槽鋼5縱向通長焊接連接在預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒I的上部位，左右兩個波形鋼腹板2下部與連接槽鋼5焊接牢固，通過柱狀栓釘4連接鍵將上翼緣混凝土板3與波形鋼腹板2連接成為整體， 設(shè)置橫向鋼支撐6和下翼緣水平鋼支撐7連接左右兩個波形鋼腹板2，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)空間穩(wěn)定性。
預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒I包括柱狀鋼管11、管內(nèi)混凝土 12和預(yù)應(yīng)力鋼筋13，柱狀鋼管11內(nèi)密實(shí)灌注充填管內(nèi)混凝土 12，預(yù)應(yīng)力鋼筋13均勻布置在管內(nèi)混凝土 12中。
實(shí)施例2
制備上述帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁及其方法，包括以下步驟
步驟I)在混凝土構(gòu)件預(yù)制廠，整理場地，組織施工材料，按照設(shè)計間距，水平放置左右兩個柱狀鋼管11，連接槽鋼5通長焊接在柱狀鋼管11上部位，吊裝左右兩個波形鋼腹板2到位，波形鋼腹板2下部與連接槽鋼5通長焊接，將柱狀栓釘4牢固焊接在波形鋼腹板 2的上翼緣頂面，安裝橫向鋼支撐6和下翼緣水平鋼支撐7連接左右波形鋼腹板2，形成組合大梁的鋼骨架；
步驟2)預(yù)應(yīng)力鋼筋13穿入柱狀鋼管11內(nèi)，采用千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋13，并錨固在張拉臺座上，安裝施工支架和模板，采用高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土灌入柱狀鋼管11內(nèi)，形成管內(nèi)混凝土 12，采用拉壓鋼板工具擠密管內(nèi)土混凝土 12，采用封頭板將柱狀鋼管11兩端封住，以防管內(nèi)混凝土 12流出，綁扎鋼筋網(wǎng)片，采用高強(qiáng)度混凝土澆筑上翼緣混凝土板3， 養(yǎng)護(hù)管內(nèi)混凝土 12和上翼緣混凝土板3 ；
步驟3)等待混凝土到達(dá)設(shè)計強(qiáng)度，拆除模板，放張預(yù)應(yīng)力鋼筋，形成預(yù)制組合結(jié)構(gòu)大梁成品，運(yùn)輸預(yù)制大梁到工地，起吊安裝，形成廠房屋面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
實(shí)施例3
某帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合屋面梁，屋面設(shè)計活荷載2. OkN/m2,在預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)，梁長42米，雙T梁的板面寬度為3米，梁高為1. 6米， 采用預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒作為大梁下翼緣，下翼緣鋼管采用直徑350_、壁厚8_的無縫鋼管，鋼管內(nèi)設(shè)置 16根高強(qiáng)低松弛的7 Φ5鋼絞線，鋼管內(nèi)采用C80高強(qiáng)混凝土微膨脹自密實(shí)混凝土填充密實(shí)。采用25號槽鋼作為連接槽鋼，波形鋼腹板采用波長為700mm，波高120mm，直板段水平長度為200mm，斜板段投影長度為150mm，鋼板厚8mm，波形剛腹板高度為800 1000mm，波形剛腹板頂每側(cè)設(shè)置2排Φ 16柱狀栓釘作為剪力鍵。采用帶支托的混凝土平板作為大梁上翼緣，混凝土板厚80mm,板寬3米,支托高120mm,采用C60高強(qiáng)混凝土燒筑而成，內(nèi)配直徑12mm鋼筋的單層鋼筋網(wǎng)片，橫向鋼支撐采用角鋼構(gòu)成。
同樣幾何尺寸和配筋的新型雙T形組合梁，若作為27米跨徑樓面大梁，可以承擔(dān)樓面設(shè)計活荷載12. OkN/m2，構(gòu)建大跨徑多層工業(yè)廠房。
實(shí)施例4
某42米跨徑的帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形屋面組合梁，屋面設(shè)計活荷載2.OkN/m2，采用矩形鋼管的預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒作為大梁下翼緣，下翼緣矩形鋼管采用邊長300X250mm鋼管，壁厚8_的無縫鋼管，鋼管內(nèi)設(shè)置16根高強(qiáng)低松弛的7 Φ5鋼絞線， 鋼管內(nèi)采用C80高強(qiáng)混凝土微膨脹自密實(shí)混凝土填充密實(shí)。取消連接槽鋼，波形鋼腹板直接焊接在矩形鋼管上，其他工程材料和施工方法如實(shí)例3。
下面對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)地說明
帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁是一種預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件，采用波形鋼板作為抗剪鋼腹板，預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒作為受拉翼緣，采用現(xiàn)澆高強(qiáng)鋼筋混凝土平板作為受壓翼緣，具有承載力高、跨越能力大、重量輕、造價低等優(yōu)點(diǎn)。施工工藝流程為準(zhǔn)備工作一焊接型鋼骨架——預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉——模板制作——澆筑混凝土——混凝土養(yǎng)護(hù)——放張預(yù)應(yīng)力鋼筋——起吊運(yùn)輸——架設(shè)大梁——建造廠房。在帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁制作過程中，必須注意抓緊抓細(xì)各環(huán)節(jié)，具體生產(chǎn)工藝要點(diǎn)如下
(I)準(zhǔn)備工作
在預(yù)制構(gòu)件廠，清理場地，購買建筑材料，安排施工機(jī)械。新型雙T形組合梁的鋼管材料不宜采用直縫焊接鋼管，宜采用熱軋無縫鋼管或螺旋焊管鋼管，并在鋼管的兩端部焊接加勁鋼板和鋼墊板，以便形成大梁支座。波形鋼腹板的厚度和尺寸應(yīng)按照設(shè)計要求選材，其波紋可以是梯形、正弦曲線、矩形、折線形等形狀。預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用高強(qiáng)低松弛的 7 Φ 5鋼絞線，預(yù)應(yīng)力錨具宜采用夾片式工具錨。
(2)焊接型鋼骨架
根據(jù)設(shè)計要求，進(jìn)行鋼管下料和加工，鋼管上側(cè)焊接連接槽鋼，形成平臺面，槽鋼上面焊接波形鋼腹板，波形鋼腹板上面焊接上翼緣鋼板，將柱狀栓釘牢固焊接在波形鋼腹板的上翼緣頂面，波形鋼腹板與上翼緣鋼板的焊縫宜采用雙面角焊縫。為保證鋼管、連接槽鋼和波形鋼腹板組裝加工的質(zhì)量，減少現(xiàn)場焊接工作量，鋼結(jié)構(gòu)材料加工和組焊應(yīng)該集中在工廠倉庫完成，并安裝雙T梁橫向鋼支撐構(gòu)件和水平支撐，形成組合大梁的鋼骨架，經(jīng)檢驗(yàn)合格后運(yùn)至現(xiàn)場組裝。
(3)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉
波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力鋼管混凝 土的雙T形組合梁是一種先張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可以在預(yù)制構(gòu)件廠采用長線法或短線法生產(chǎn)。預(yù)應(yīng)力鋼筋穿入鋼管中，采用千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨固在臺座上。為了防止預(yù)應(yīng)力組合梁端部的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)作用太大，導(dǎo)致梁支座區(qū)域梁頂部混凝土負(fù)彎矩作用下混凝土頂板開裂，預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)分為長束和短束預(yù)應(yīng)力鋼筋，短束預(yù)應(yīng)力鋼筋可以采用在預(yù)應(yīng)力鋼筋上涂抹廢機(jī)油等隔離劑。
(4)澆筑混凝土和養(yǎng)護(hù)
雙T形組合梁上翼緣混凝土頂板應(yīng)采用C60 C80高強(qiáng)混凝土澆筑，采用平板振搗器振搗密實(shí)，為了方便批量澆筑混凝土頂板，模板宜采用可以多次重復(fù)利用的拼裝鋼模板。采用高強(qiáng)混凝土可以增強(qiáng)混凝土頂板抗壓能力，提高大梁的抗彎能力，減少混凝土用 量，減輕梁體重量。上翼緣混凝土頂板中應(yīng)配置鋼筋網(wǎng)，以便滿足上翼緣板的懸臂抗彎承載 力要求，防止產(chǎn)生過大的混凝土收縮裂縫。波形鋼腹板的上翼緣鋼板上，應(yīng)設(shè)置栓釘剪力 鍵，確保組合結(jié)構(gòu)大梁混凝土頂板和波形鋼腹板共同工作，承擔(dān)外荷載的作用效應(yīng)。
預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒必須精心施工，鋼管內(nèi)宜充填C60 C80高強(qiáng)混凝土，應(yīng)充 填微膨脹高強(qiáng)度的自密實(shí)混凝土灌實(shí)，確保鋼管內(nèi)混凝土均勻密實(shí)。在鋼管兩端，連接專用 的鋼管混凝土灌料器，采用壓力泵灌注高強(qiáng)混凝土充填在鋼管內(nèi)，采用水平向擠壓鋼板將 鋼管內(nèi)混凝土擠壓密實(shí)，直到泌水孔出現(xiàn)水泥漿液為止，鋼管兩端蓋上封頭板，防止鋼管內(nèi) 混凝土流淌出來。
雙T形組合梁混凝土養(yǎng)護(hù)要求較高，宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)方法，可采取措施提高混凝 土早期強(qiáng)度，加快模板和場地周轉(zhuǎn)。
(5)放張預(yù)應(yīng)力鋼筋
當(dāng)混凝土結(jié)硬到達(dá)設(shè)計強(qiáng)度時，可以放張預(yù)應(yīng)力鋼筋，對雙T形組合梁下翼緣鋼 管內(nèi)混凝土施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋放張應(yīng)緩慢對稱進(jìn)行，以免端部混凝土出現(xiàn)縱向裂縫。 正確的放張順序應(yīng)為先長束，后短束，以免由于約束作用導(dǎo)致鋼管內(nèi)混凝土出現(xiàn)橫向裂縫。
(6)運(yùn)輸和吊裝
采用專用運(yùn)輸卡車，運(yùn)輸雙T形組合屋面梁體達(dá)到施工現(xiàn)場，采用起吊設(shè)備，吊裝 T形組合屋面梁到框架結(jié)構(gòu)主體上，鋪設(shè)雙T形組合屋面梁，形成屋面結(jié)構(gòu)。T形屋面梁不 宜采用兩端焊接方法，宜擱置橡膠支座上，以便滿足溫度變形要求，并設(shè)置限位擋塊，滿足 抗震構(gòu)造要求。
權(quán)利要求
1.ー種帶有預(yù)應(yīng)カ鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁，其特征在于，該組合梁包括從下至上依次連接設(shè)置的預(yù)應(yīng)カ鋼管混凝土芯棒(I)、連接槽鋼(5)、波形鋼腹板(2)、柱狀栓釘(4)、上翼緣混凝土板(3)，以及設(shè)置于兩個波形鋼腹板⑵之間的橫向鋼支撐(6)和設(shè)置于兩個連接槽鋼(5)之間的下翼緣水平鋼支撐(7)，左右兩個預(yù)應(yīng)カ鋼管混凝土芯棒(I)平行設(shè)置，作為雙T形大梁的下翼緣，所述連接槽鋼(5)縱向通長設(shè)置在預(yù)應(yīng)カ鋼管混凝土芯棒(I)的上側(cè)外表面，左右兩個波形鋼腹板(2)的下端分別與連接槽鋼(5)上側(cè)面連接，兩個波形鋼腹板(2)的頂端分別通過柱狀栓釘(4)與上翼緣混凝土板(3)連接，所述橫向鋼支撐(6)和下翼緣水平鋼支撐(7)連接左右兩個波形鋼腹板⑵構(gòu)成空間穩(wěn)定的整體； 所述預(yù)應(yīng)カ鋼管混凝土芯棒(I)包括柱狀鋼管(11)、密實(shí)灌注在所述柱狀鋼管(11)充填管內(nèi)的管內(nèi)混凝土(12)和均勻布置在所述管內(nèi)混凝土(12)中的預(yù)應(yīng)カ鋼筋(13);所述柱狀鋼管(11)是柱狀的圓形鋼管或矩形鋼管。
2.ー種制備權(quán)利要求1所述的帶有預(yù)應(yīng)カ鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 1)按照設(shè)計間距，水平放置左右兩個柱狀鋼管(11)，連接槽鋼(5)通長焊接在柱狀鋼管(11)上側(cè)外表面，吊裝左右兩個波形鋼腹板(2)到位，將波形鋼腹板(2)下端與連接槽鋼(5)通長焊接，將柱狀栓釘(4)牢固焊接在波形鋼腹板(2)的上翼緣頂面，安裝橫向鋼支撐(6)和下翼緣水平鋼支撐(7)連接左右波形鋼腹板(2)，形成組合大梁的鋼骨架； 2)預(yù)應(yīng)カ鋼筋(13)穿入柱狀鋼管(11)內(nèi)，采用千斤頂張拉預(yù)應(yīng)カ鋼筋(13)，并錨固在張拉臺座上，安裝施工支架和模板，采用高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土材料灌入柱狀鋼管(11)內(nèi)，形成管內(nèi)混凝土(12)，采用拉壓鋼板工具擠密管內(nèi)混凝土(12)，采用封頭板將柱狀鋼管(11)兩端封住，同時綁扎上翼緣的鋼筋網(wǎng)片，采用高強(qiáng)度混凝土澆筑上翼緣混凝土板(3)，養(yǎng)護(hù)預(yù)應(yīng)カ鋼管混凝土芯棒(I)和上翼緣混凝土板(3)的混凝土 ； 3)待混凝土到達(dá)設(shè)計強(qiáng)度，拆除模板，放張預(yù)應(yīng)カ鋼筋，形成預(yù)制組合結(jié)構(gòu)大梁成品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒的雙T形組合梁，利用預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒作為受拉下翼緣，采用波形鋼板作為腹板，澆筑高強(qiáng)度混凝土上翼緣頂板，構(gòu)成組合結(jié)構(gòu)梁。預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒由鋼管、管內(nèi)混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋構(gòu)成，具有強(qiáng)大的抗拉承載力，預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土芯棒與波形鋼腹板組合使用，優(yōu)勢互補(bǔ)，提高了大梁的抗剪和抗彎承載力，增加了大梁的跨越能力。本發(fā)明組合梁具有重量輕、跨越能力大、承載能力強(qiáng)、剛度大和造價低等優(yōu)點(diǎn)，可在預(yù)制構(gòu)件工廠大批量生產(chǎn)，作為屋面梁可構(gòu)建30～48米超大跨徑單層工業(yè)廠房，作為樓面梁可構(gòu)建21～30米大跨徑多層工業(yè)廠房，既滿足工業(yè)生產(chǎn)大空間需要，又節(jié)約土地。
文檔編號E04C3/294GK103031926SQ20121057502
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者徐文平, 陳有春, 李今保, 張宇峰, 孫遜, 黃明, 盧建峰, 石先旺, 郭迅 申請人:東南大學(xué)