一種外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁及其施工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁及其施工方法，屬于建筑結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】。該混合連梁由中部的鋼梁段、兩端的外包鋼板-混凝土組合梁段和分隔板組成。鋼梁段為由翼緣和腹板組成。外包鋼板-混凝土組合梁段由鋼腹板、鋼翼緣、內(nèi)填混凝土和抗剪連接件組成。分隔板位于梁段和鋼梁段的交界區(qū)，并與相應(yīng)的外包鋼板-混凝土組合梁段和鋼梁段的鋼板焊接連接。本發(fā)明的混合連梁可用于連接外包鋼板-混凝土組合剪力墻或鋼筋混凝土剪力墻。本發(fā)明相比單一的外包鋼板-混凝土組合連梁，能夠防止連梁出現(xiàn)變形能力較差的梁端塑性鉸破壞，變形和耗能能力更強(qiáng)。相比單一的鋼連梁，能顯著節(jié)約材料用量，且設(shè)計(jì)更為靈活，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種外包鋼板混凝土 -鋼梁混合連梁，屬于建筑結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，連梁是重要的耗能構(gòu)件。在地震荷載作用下，連梁一般承受沿梁跨度方向不變的剪力作用；其反彎點(diǎn)在跨中，彎矩往兩端呈線性增大；即連梁的跨中部分以受剪作用為主，梁端以受彎作用為主。
[0003]外包鋼板-混凝土組合連梁具有較高的抗彎承載力，且在彎剪作用下具有很好的塑性變形能力；鋼連梁在不發(fā)生彎曲破壞的前提下具有很好的剪切屈服耗能能力。因此，結(jié)合連梁獨(dú)特的受力特點(diǎn)，將外包鋼板-混凝土組合連梁用在以受彎為主的連梁兩端，將鋼連梁用在以受剪作用為主的跨中，從而形成受力更為合理的混合連梁，不但節(jié)省材料用量，而且能夠根據(jù)實(shí)際受力更為靈活的對(duì)連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力合理、施工方便的外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種外包鋼板混凝土 -鋼梁混合連梁，其特征在于，該連梁包括中部的鋼梁段、兩端的外包鋼板-混凝土組合梁段和分隔板，所述外包鋼板-混凝土組合梁段的上部開(kāi)設(shè)有施工孔，所述鋼梁段兩端通過(guò)隔板與外包鋼板-混凝土組合梁段固接；所述連梁兩端分別與剪力墻固接。所述鋼梁段為一工字形鋼，由上、下翼緣和腹板固接組成。所述的外包鋼板-混凝土組合梁段包括固接在一起的兩鋼腹板和兩鋼翼緣，在兩鋼腹板和兩鋼翼緣形成的空間內(nèi)焊接有抗剪連接件并澆注混凝土。所述的抗剪連接件為栓釘連接件。所述的剪力墻為外包鋼板-混凝土組合剪力墻或鋼筋混凝土剪力墻；為鋼筋混凝土剪力墻時(shí)，連梁兩端還分別固接有端板。
[0007]一種外包鋼板混凝土 -鋼梁混合連梁的施工方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]加工完成鋼梁段、兩端的外包鋼板-混凝土組合梁段和分隔板；在外包鋼板-混凝土組合梁段的上部開(kāi)設(shè)有施工孔，并將連梁兩端分別與剪力墻固接。
[0009]上述剪力墻為外包鋼板-混凝土組合剪力墻，該施工方法包括以下步驟:
[0010]將上、下翼緣和腹板焊接完成工字形鋼，在外包鋼板-混凝土組合梁段的兩鋼腹板和兩鋼翼緣相應(yīng)位置焊接好抗剪連接件后焊接到一起，并在外包鋼板-混凝土組合梁段的上部鋼翼緣上開(kāi)設(shè)施工孔；工字形鋼兩端通過(guò)隔板與外包鋼板-混凝土組合梁段焊接一起；將鋼翼緣伸入墻肢的暗柱內(nèi)，并與外包鋼板-混凝土組合剪力墻肢暗柱鋼板焊接；鋼腹板與相連的外包鋼板-混凝土組合剪力墻肢暗柱鋼板通過(guò)對(duì)接焊縫連接；分別澆筑剪力墻肢的內(nèi)填混凝土和外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土 ；在澆筑完外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土后，用與施工孔大小相同的鋼板將施工孔密封，并將密封鋼板與周?chē)摪搴附映梢惑w。
[0011]上述剪力墻為鋼筋混凝土剪力墻，該施工方法包括以下步驟:
[0012]將上、下翼緣和腹板焊接完成工字形鋼，在外包鋼板-混凝土組合梁段的兩鋼腹板和兩鋼翼緣相應(yīng)位置焊接好抗剪連接件后焊接到一起；并在外包鋼板-混凝土組合梁段的上部鋼翼緣上開(kāi)設(shè)施工孔；工字形鋼兩端通過(guò)隔板與外包鋼板-混凝土組合梁段焊接一起；就位連梁鋼結(jié)構(gòu)部分，伸入墻肢部分的鋼腹板和鋼翼緣外部焊接有錨固栓釘；連梁兩端還分別焊接有端板，施工鋼筋混凝土剪力墻肢縱筋和箍筋，將中斷的箍筋端部焊接在對(duì)應(yīng)的外包鋼板-混凝土組合梁段的鋼腹板上；分別澆筑剪力墻肢的混凝土和外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土，在澆筑完外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土后，用與施工孔大小相同的鋼板將施工孔密封，并將密封鋼板與周?chē)摪搴附映梢惑w。
[0013]所述的連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內(nèi)部的長(zhǎng)度為工字形鋼梁高度的I?2倍。
[0014]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出效果:
[0015]本發(fā)明在受剪為主的區(qū)域采用了鋼連梁，受彎為主的區(qū)域采用了外包鋼板-混凝土組合連梁，充分發(fā)揮了兩種構(gòu)件各自的優(yōu)勢(shì)，受力合理。相比單一的外包鋼板-混凝土組合連梁，本發(fā)明能夠防止連梁出現(xiàn)變形能力較差的梁端塑性鉸破壞，變形和耗能能力更強(qiáng)。相比單一的鋼連梁，本發(fā)明能顯著節(jié)約材料用量，且設(shè)計(jì)更為靈活。
[0016]本發(fā)明可應(yīng)用于多、高層建筑的剪力墻或核心筒結(jié)構(gòu)體系中。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明連接外包鋼板-混凝土組合剪力墻的構(gòu)造正視圖；
[0018]圖2為本發(fā)明連接外包鋼板-混凝土組合剪力墻的構(gòu)造附視圖；
[0019]圖3為圖1Cl-Cl剖面圖；
[0020]圖4為圖1Dl-Dl剖面圖；
[0021]圖5為本發(fā)明連接鋼筋混凝土剪力墻的構(gòu)造正視圖；
[0022]圖6為圖5的A2-A2剖面圖；
[0023]圖7為圖5的B2-B2剖面圖；
[0024]圖8為圖5的C2-C2剖面圖；
[0025]圖9為連接鋼筋混凝土剪力墻的外包鋼板混凝土 -鋼梁混合連梁的構(gòu)造正視圖；
[0026]圖10為圖9的D2-D2剖面圖；
[0027]圖中:1 一鋼梁段翼緣；2 —鋼梁段腹板；3 —分割板；4 一外包鋼板-混凝土組合梁段鋼腹板；5 —外包鋼板-混凝土組合梁段鋼翼緣；6 —外包鋼板-混凝土組合梁段抗剪連接件；7 —外包鋼板-混凝土組合剪力墻肢暗柱鋼板；8 —錨固栓釘；9 一端板；10 —鋼筋混凝土剪力墻肢縱筋；11 一鋼筋混凝土剪力墻肢箍筋。
[0028]具體實(shí)施方法
[0029]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步描述。
[0030]本發(fā)明是一種外包鋼板混凝土 -鋼梁混合連梁，該混合連梁由中部的鋼梁段、兩端的外包鋼板-混凝土組合梁段和分隔板3組成，外包鋼板-混凝土組合梁段的上部開(kāi)設(shè)有施工孔(圖中未示)，鋼梁段兩端通過(guò)分隔板與外包鋼板-混凝土組合梁段固接；所述連梁兩端分別與剪力墻固接。如圖1和圖2所示。鋼梁段為一工字形鋼，由上下翼緣I和腹板2組成，如圖3所示。外包鋼板-混凝土組合梁段由兩鋼腹板4、兩鋼翼緣5、混凝土(圖中未示)和抗剪連接件6組成，抗剪連接件6焊接在兩鋼腹板4和兩鋼翼緣5形成的箱體內(nèi)，通過(guò)外包鋼板-混凝土組合梁段的上部鋼翼緣上開(kāi)設(shè)施工孔向形成的箱體內(nèi)澆筑混凝土，澆筑完畢后用與施工孔大小相同的鋼板將施工孔密封，并將密封鋼板與周?chē)摪搴附映梢惑w。如圖4所示；抗剪連接件可采用栓釘連接件。分隔板3位于外包鋼板-混凝土組合梁段和鋼梁段的交界區(qū)，并與相應(yīng)的外包鋼板-混凝土組合梁段和鋼梁段的鋼板焊接連接，如圖2所示。
[0031 ] 本發(fā)明的外包鋼板混凝土 -鋼梁混合連梁可用于連接外包鋼板-混凝土組合剪力墻(如圖1所示)和鋼筋混凝土剪力墻(如圖5所示)。
[0032]當(dāng)本發(fā)明連接外包鋼板-混凝土組合剪力墻時(shí)，外包鋼板-混凝土組合梁段的鋼翼緣5伸入外包鋼板-混凝土組合剪力墻肢的暗柱內(nèi)，并與周?chē)耐獍摪?混凝土組合剪力墻肢暗柱鋼板7焊接。所述的外包鋼板-混凝土組合梁段的鋼腹板4與相連的墻肢外包鋼板-混凝土組合剪力墻肢暗柱鋼板7通過(guò)對(duì)接焊縫連接，如圖2所示。
[0033]當(dāng)本發(fā)明連接鋼筋混凝土剪力墻時(shí)，伸入墻肢部分的外包鋼板-混凝土組合梁段的鋼腹板4和外包鋼板-混凝土組合梁段鋼翼緣5外部焊接有錨固栓釘8，用于傳遞連梁鋼板與墻肢混凝土之間的界面剪力。連梁兩端焊接有端板9，用于提高連梁在墻肢內(nèi)部的錨固。連梁的伸入中斷了相應(yīng)位置的鋼筋混凝土剪力墻肢箍筋11 ;中斷的鋼筋混凝土剪力墻肢箍筋11端部須焊接在相應(yīng)的外包鋼板-混凝土組合梁段鋼腹板4上，如圖6-圖10所示。本發(fā)明的連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內(nèi)部的長(zhǎng)度可為工字形鋼梁高度的I?2倍。
[0034]本發(fā)明的施工方法為:
[0035]當(dāng)用于連接外包鋼板-混凝土組合剪力墻時(shí)，先加工完成連梁的鋼結(jié)構(gòu)部分，并在相應(yīng)位置焊接好連梁抗剪連接件6 ;將外包鋼板-混凝土組合梁段的鋼腹板4、鋼翼緣5和相應(yīng)的墻肢鋼板焊接成整體；分別澆筑剪力墻肢的內(nèi)填混凝土和外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土。
[0036]當(dāng)用于連接鋼筋混凝土剪力墻時(shí)，先加工完成連梁的鋼結(jié)構(gòu)部分，并在相應(yīng)位置焊接好連梁抗剪連接件6和錨固栓釘8 ;就位連梁鋼結(jié)構(gòu)部分；施工剪力墻肢的縱筋10和箍筋11，將中斷的箍筋11端部焊接在相應(yīng)的外包鋼板-混凝土組合梁段的鋼腹板4上；分別澆筑剪力墻肢的混凝土和外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土。
[0037]在澆筑外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土前，需在外包鋼板-混凝土組合梁段的上部鋼翼緣上開(kāi)施工孔，混凝土澆筑完畢后用與施工孔大小相同的鋼板將施工孔密封，并將密封鋼板與周?chē)摪搴附映梢惑w。
【權(quán)利要求】
1.一種外包鋼板混凝土 -鋼梁混合連梁，其特征在于，該連梁包括中部的鋼梁段、兩端的外包鋼板-混凝土組合梁段和分隔板，所述外包鋼板-混凝土組合梁段的上部開(kāi)設(shè)有施工孔，所述鋼梁段兩端通過(guò)分隔板與外包鋼板-混凝土組合梁段固接；所述連梁兩端分別與剪力墻固接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁，其特征在于，所述鋼梁段為一工字形鋼，由上、下翼緣和腹板固接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁，其特征在于，所述的外包鋼板-混凝土組合梁段包括固接在一起的兩鋼腹板和兩鋼翼緣，在兩鋼腹板和兩鋼翼緣形成的空間內(nèi)焊接有抗剪連接件并澆注混凝土。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁，其特征在于，所述的抗剪連接件為檢釘連接件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁，其特征在于，所述的剪力墻為外包鋼板-混凝土組合剪力墻或鋼筋混凝土剪力墻；為鋼筋混凝土剪力墻時(shí)，連梁兩端還分別固接有端板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的外包鋼板混凝土-鋼梁混合連梁的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: 加工完成鋼梁段、兩端的外包鋼板-混凝土組合梁段和分隔板；在外包鋼板-混凝土組合梁段的上部開(kāi)設(shè)有施工孔，并將連梁兩端分別與剪力墻固接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述剪力墻為外包鋼板-混凝土組合剪力墻，該施工方法包括以下步驟: 將上、下翼緣和腹板焊接完成工字形鋼，在外包鋼板-混凝土組合梁段的兩鋼腹板和兩鋼翼緣相應(yīng)位置焊接好抗剪連接件后焊接到一起，并在外包鋼板-混凝土組合梁段的上部鋼翼緣上開(kāi)設(shè)施工孔；工字形鋼兩端通過(guò)分隔板與外包鋼板-混凝土組合梁段焊接一起；將鋼翼緣伸入墻肢的暗柱內(nèi)，并與外包鋼板-混凝土組合剪力墻肢暗柱鋼板焊接；鋼腹板與相連的外包鋼板-混凝土組合剪力墻肢暗柱鋼板通過(guò)對(duì)接焊縫連接；分別澆筑剪力墻肢的內(nèi)填混凝土和外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土 ；在澆筑完外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土后，用與施工孔大小相同的鋼板將施工孔密封，并將密封鋼板與周?chē)摪搴附映梢惑w。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述剪力墻為鋼筋混凝土剪力墻，該施工方法包括以下步驟: 將上、下翼緣和腹板焊接完成工字形鋼，在外包鋼板-混凝土組合梁段的兩鋼腹板和兩鋼翼緣相應(yīng)位置焊接好抗剪連接件后焊接到一起；并在外包鋼板-混凝土組合梁段的上部鋼翼緣上開(kāi)設(shè)施工孔；工字形鋼兩端通過(guò)隔板與外包鋼板-混凝土組合梁段焊接一起；就位連梁鋼結(jié)構(gòu)部分，伸入墻肢部分的鋼腹板和鋼翼緣外部焊接有錨固栓釘；連梁兩端還分別焊接有端板，施工鋼筋混凝土剪力墻肢縱筋和箍筋，將中斷的箍筋端部焊接在對(duì)應(yīng)的外包鋼板-混凝土組合梁段的鋼腹板上；分別澆筑剪力墻肢的混凝土和外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土，在澆筑完外包鋼板-混凝土組合梁段的內(nèi)填混凝土后，用與施工孔大小相同的鋼板將施工孔密封，并將密封鋼板與周?chē)摪搴附映梢惑w。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述的連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內(nèi)部的長(zhǎng)度為工字形鋼梁高度的I?2倍。
【文檔編號(hào)】E04C3/293GK104251037SQ201310270313
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月29日
【發(fā)明者】聶建國(guó), 胡紅松 申請(qǐng)人:清華大學(xué)