專利名稱：一種內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高強混凝土結(jié)構(gòu)、特別是一種內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合
背景技術(shù)：
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，外包的鋼材通過與相應(yīng)的連接件(鋼筋棒、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，從而提高梁的各項承載性能指標，使其受力性能得到改善。通過配置一定的栓釘、內(nèi)部箍筋等錨固措施，加強外包鋼與混凝土之間的粘結(jié)作用，使兩種材料的優(yōu)勢得以發(fā)揮。此類結(jié)構(gòu)一般用于大型火力發(fā)電廠、工業(yè)與民用建筑以及核反應(yīng)堆等構(gòu)筑物中。隨著現(xiàn)代高層大跨結(jié)構(gòu)的發(fā)展，用戶對建筑空間的需求感越來越大，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)件的強度和剛度要求，不得不提高截面的配筋(鋼)率、加大截面尺寸，由此而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重過大、增加地震作用、降低構(gòu)件延性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種強度和剛度高、高強混凝土與鋼材之間粘結(jié)性好、避免高強混凝土易出現(xiàn)裂縫問題的內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁。本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題一種內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁，在鋼骨架內(nèi)部澆滿了高強混凝土 ；鋼骨架由一付倒T形鋼直條、兩根倒L形角鋼及連接鋼綴條組成；鋼骨架的底部是倒T形鋼直條的橫板，倒T形鋼直條的豎向板上有若干抗剪栓釘；平行的兩根倒L形角鋼分別位于倒T形鋼直條的左右上方；兩根倒L形角鋼之間以橫綴條連接，倒T形鋼直條與倒L形角鋼之間以豎綴條連接。高強混凝土為混凝土強度等級> C50的混凝土，制備方法同我國相關(guān)國家標準。倒T形鋼直條由兩塊平鋼板通過垂直相交焊接的方式連接而成。倒T形鋼直條豎向鋼板上的兩側(cè)焊接有抗剪栓釘，并以一定的上下、縱向間距沿構(gòu)件縱向雙排設(shè)置。倒L形角鋼是由兩塊鋼板焊成或軋制成的角鋼，兩根倒L形角鋼之間通過有一定間距的若干扁鋼橫綴條連接，構(gòu)成一個倒槽形空腹鋼骨。倒T形鋼直條與兩根倒L形角鋼通過有一定間距的若干扁鋼豎綴條連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案有如下優(yōu)點(I)將高強混凝土運用于大跨度梁式構(gòu)件，結(jié)合鋼材的合理設(shè)置，避免了因高強混凝土的脆性而過早產(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，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)置的粘結(jié)抗剪栓釘彌補了高強混凝土與鋼材粘結(jié)性能不良的弱點，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，提高施工進度，而且有利于其上機械化施工作業(yè)。


圖1是本發(fā)明內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強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形鋼直條及抗剪栓釘結(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形鋼直條 2-抗剪栓釘 3-豎綴條 4-倒L形角鋼 5_橫綴條6-高強混凝土 7-柱子
具體實施例方式為了充分發(fā)揮混凝土抗壓性能好和鋼材適合于結(jié)構(gòu)的受拉部位的優(yōu)勢，經(jīng)合理設(shè)計，從而使其優(yōu)勢互補。所述的內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強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、抗剪強度的貢獻，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。高強混凝土的運用，可提高構(gòu)件的相對強度，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。為了克服高強混凝土的脆性性質(zhì)，避免鋼與混凝土之間粘結(jié)力失效，增加的抗剪栓釘可產(chǎn)生兩個方面的有利作用1)增加粘結(jié)效應(yīng)；2)適當(dāng)提高梁構(gòu)件的抗扭能力。在施工中，本發(fā)明的組合梁具有節(jié)約模板、減少支模工序、縮短施工周期的特點，而且形成的鋼骨架可以作為施工作業(yè)中供機械操作的平臺，減少腳手架。因此，可以大大降低工程造價，節(jié)約成本。綜合來看，內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強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。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案在一些特殊結(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中兩根柱子7之間的距離)而導(dǎo)致梁的跨度增加，對于普通RC結(jié)構(gòu)來講，為了滿足結(jié)構(gòu)的強度和剛度要求，其梁截面往往設(shè)計得很大，由此而增加結(jié)構(gòu)自重。位于地震區(qū)以及設(shè)防烈度較高的建筑結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的截面尺寸往往會影響結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，以及各內(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)計不相符的“強梁弱柱”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。圖2所示的將兩塊厚度較大的鋼板，按照倒T形的形式焊接而成，以水平鋼板作為組合梁的梁底，以豎向鋼板作為其腹板。其中底部鋼板協(xié)同部分混凝土參與梁受彎的抗拉貢獻；豎向鋼板主要參與梁的抗剪貢獻，以及增強鋼材與混凝土之間連接，使之成為一個整體。在倒T形鋼直條的豎直鋼板兩側(cè)，分別焊接雙排栓釘，各栓釘之間上下、左右都相隔一定的間距。該部分栓釘?shù)脑O(shè)置可以有效增強倒T形鋼與高強混凝凝土之間整體性能，又可以克服高強混凝土與鋼材之間較弱的粘結(jié)性能，并且在一定程度上能有效提供抗扭承載力。圖3、圖4所示的兩根倒L形角鋼，通過與橫綴條相焊接連接，從而構(gòu)成一個倒槽形的空腹構(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。將倒T形鋼直條與倒槽形的空腹構(gòu)架通過兩側(cè)豎向綴條連接，構(gòu)成一個矩形的鋼骨架。支模板時，只需在鋼骨架的兩側(cè)支護模板，然后從梁頂向其中澆筑高強混凝土后，就此形成一種內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁。如此施工，不但可以實現(xiàn)鋼骨架工業(yè)化生產(chǎn)，而且可大大節(jié)約模板的制作與支護，從而達到減少施工周期、加快施工進度、節(jié)約建設(shè)費用的目的。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁，包括外部鋼骨架、內(nèi)部填充高強混凝土，其特征是鋼骨架由一付倒T形鋼直條、兩根倒L形角鋼及連接鋼綴條組成；鋼骨架的底部是倒T形鋼直條的橫板，倒T形鋼直條的豎向板上有若干抗剪栓釘；平行的兩根倒L形角鋼分別位于倒T形鋼直條的左右上方；兩根倒L形角鋼之間以橫綴條連接，倒T形鋼直條與倒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)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁，其特征是高強混凝土為混凝土強度等級> C50的混凝土，制備方法同我國相關(guān)國家標準。
3.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁，其特征是倒T形鋼直條由兩塊平鋼板通過垂直相交焊接的方式連接而成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁，其特征是倒T形鋼直條豎向鋼板上的兩側(cè)焊接有抗剪栓釘，并以一定的上下、縱向間距沿構(gòu)件縱向雙排設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁，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形角鋼之間通過有一定間距的若干扁鋼橫綴條連接，構(gòu)成一個倒槽形空腹鋼骨。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁，其特征是倒T形鋼直條與兩根倒L形角鋼通過有一定間距的若干扁鋼豎綴條連接。
全文摘要
一種內(nèi)嵌式帶栓釘外包鋼高強混凝土組合梁，在鋼骨架內(nèi)部澆滿了高強混凝土；鋼骨架由倒T形鋼直條、倒L形角鋼及連接鋼綴條組成；鋼骨架底部是倒T形鋼直條的橫板，倒T形鋼直條的豎向板上有栓釘；倒L形角鋼分別位于倒T形鋼直條的上方；倒L形角鋼之間以橫綴條連接，倒T形鋼直條與倒L形角鋼之間以豎綴條連接。本發(fā)明的組合梁避免了因混凝土的脆性而過早產(chǎn)生裂縫。充分發(fā)揮了混凝土和鋼材兩種材料的力學(xué)優(yōu)勢，栓釘同時增強與混凝土的有效粘結(jié)和提供抗剪承載力；還可減少施工中模板的使用，降低支模的工序，提高施工進度，而且有利于其上機械化施工作業(yè)。
文檔編號E04C3/293GK103015627SQ20121053858
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者陳宗平, 徐金俊, 薛建陽 申請人:廣西大學(xué)