一種實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁及該轉(zhuǎn)換梁與鋼筋混凝土剪力墻的連接構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁及該轉(zhuǎn)換梁與鋼筋混凝土剪力墻的連接構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)對建筑結(jié)構(gòu)提出了越來越高的要求，促進(jìn)了建筑 結(jié)構(gòu)不斷向大跨度、輕型、環(huán)保、多功能等方向發(fā)展，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)已不能滿足現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu) 的要求，鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)以其承載能力高、自重輕、結(jié)構(gòu)尺寸小、抗震性能好、施工便利等 優(yōu)點(diǎn)，在橋梁、工業(yè)廠房、高層建筑、城市立交橋等工程中得到了廣泛的應(yīng)用，成為建筑結(jié)構(gòu) 的重要發(fā)展方向之一。
[0003] 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中能夠用作轉(zhuǎn)換梁的閉口鋼箱-混凝土組合梁，該組合梁包 括鋼箱梁和混凝土 9,鋼箱梁具有由頂板1、底板2和兩塊腹板3連接而成的管形主體，該管 形主體的內(nèi)腔中設(shè)有沿管形主體軸向分布的多塊橫向隔板4,每一塊橫向隔板4均設(shè)有混 凝土流通孔4a，橫向隔板4的布置數(shù)量和間隔距離應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017的4. 3節(jié) 中關(guān)于加勁肋的規(guī)定進(jìn)行設(shè)置。混凝土 9充填在該管形主體的內(nèi)腔中，兩塊腹板3的外壁 上均設(shè)有上縱向加勁肋5、下縱向加勁肋6以及對應(yīng)每一塊橫向隔板4設(shè)有一道橫向加勁肋 7,上縱向加勁肋5和下縱向加勁肋6均沿管形主體的軸向延伸，每一道橫向加勁肋7均設(shè) 置在上縱向加勁肋5與下縱向加勁肋6之間。這種組合梁由于在箱室中充填了混凝土，使 受壓區(qū)鋼板的局部屈曲強(qiáng)度大為提高，有利于鋼材強(qiáng)度的充分發(fā)揮，剛度比較大，并且具有 更好的延性，因填充了混凝土，翹曲和畸變受到一定的約束，使結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)性能更優(yōu)于其他 形式的截面。
[0004] 但上述現(xiàn)有的閉口鋼箱-混凝土組合梁用作轉(zhuǎn)換梁仍存在以下不足：
[0005] 第一，為了避免過大和過多的混凝土澆灌孔對轉(zhuǎn)換梁的剛度和抗剪承載力造成影 響，上述組合梁在現(xiàn)有技術(shù)中僅通過在頂板DINGBAN上開設(shè)1~2個(gè)混凝土澆灌孔來將混 凝土澆灌入鋼箱梁GXL的內(nèi)腔NQ中，使得混凝土的施工澆灌過程比較麻煩，并且容易產(chǎn)生 鋼箱梁GXL的內(nèi)腔NQ未被混凝土 HNT填充完全的問題；
[0006] 第二，上述組合梁的鋼箱梁GXL組件用鋼量多，自重比較大，因此，上述組合梁難 以適用于高層建筑中的懸挑轉(zhuǎn)換、大跨度轉(zhuǎn)換，并且還會(huì)使得建筑上部結(jié)構(gòu)成本提高、地基 負(fù)重增大、建筑整體造價(jià)升高的問題；
[0007] 第三，對于轉(zhuǎn)換梁之上設(shè)有鋼筋混凝土剪力墻的情況，上述組合梁的鋼箱梁GXL 需要作特殊的構(gòu)造處理才能確保與鋼筋混凝土剪力墻的連接可靠性，這樣的連接成本較 高、施工繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁及該轉(zhuǎn)換梁與鋼筋混 凝土剪力墻的連接構(gòu)造。
[0009] 解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0010] -種實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁，包括鋼箱梁和混凝土，所述鋼箱梁具有由頂板、底板和兩 塊腹板連接而成的管形主體，該管形主體的內(nèi)腔中設(shè)有沿管形主體軸向分布的多塊橫向隔 板，每一塊橫向隔板均設(shè)有混凝土流通孔，所述混凝土充填在該管形主體的內(nèi)腔中，所述兩 塊腹板的外壁上均設(shè)有上縱向加勁肋、下縱向加勁肋以及對應(yīng)每一塊所述橫向隔板設(shè)有一 道橫向加勁肋，上縱向加勁肋和下縱向加勁肋均沿管形主體的軸向延伸，每一道橫向加勁 肋均設(shè)置在上縱向加勁肋與下縱向加勁肋之間，其特征在于：所述頂板對應(yīng)于轉(zhuǎn)換梁的每 一跨均設(shè)有一組局部敞口，每一組局部敞口均包括一個(gè)混凝土澆灌口和至少兩個(gè)排氣孔； 每一組所述局部敞口中的混凝土澆灌口均設(shè)置在所述轉(zhuǎn)換梁對應(yīng)跨的中間位置，并且該混 凝土澆灌口的最大長度設(shè)置在所述頂板位于所述轉(zhuǎn)換梁對應(yīng)跨范圍內(nèi)長度的|至4之間、 3.2 最大寬度設(shè)置在所述頂板寬度的^?至^之間；每一組所述局部敞口均在所述轉(zhuǎn)換梁對應(yīng)跨 32 的兩個(gè)負(fù)彎矩區(qū)范圍內(nèi)分別設(shè)有至少一個(gè)排氣孔，并且每一個(gè)排氣孔均位于相鄰兩塊所述 橫向隔板之間的間隔空間上方。
[0011] 為了提高鋼箱梁內(nèi)腔中充填混凝土的澆筑質(zhì)量，作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述橫向隔 板還設(shè)有四個(gè)混凝土流通缺口，該四個(gè)混凝土流通缺口分別位于所述橫向隔板的四角位 置，所述混凝土流通孔位于所述橫向隔板的中心位置。
[0012] 作為橫隔板的優(yōu)選實(shí)施方式，所述的混凝土流通孔為由矩形中部、半圓形上部和 半圓形下部組成的異形孔，所述的混凝土流通缺口為扇形缺口。
[0013] 為了提高鋼箱梁的抗彎承載能力并且提高腹板的穩(wěn)定性，所述兩塊腹板的外壁上 均增設(shè)有兩道中間縱向加勁肋；每一道中間縱向加勁肋均沿所述管形主體的軸向延伸，位 于同一塊腹板上的兩道中間縱向加勁肋在該腹板上的上縱向加勁肋與下縱向加勁肋之間 均勻間隔分布。
[0014] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述管形主體的內(nèi)腔中設(shè)有縱向隔板，該縱向 隔板沿所述管形主體的軸向延伸并將所述管形主體的內(nèi)腔分隔為上箱室和下箱室；所述混 凝土流通孔位于上箱室內(nèi)，所述混凝土填充在所述上箱室內(nèi)，所述下箱室中無混凝土填充。
[0015] 為了提高上箱室中充填混凝土的澆筑質(zhì)量，作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述橫向隔板還 設(shè)有四個(gè)混凝土流通缺口，該四個(gè)混凝土流通缺口分別設(shè)置在所述橫向隔板位于上箱室內(nèi) 的部分的四角位置。
[0016] 為了避免應(yīng)力集中，作為混凝土澆灌口的優(yōu)選實(shí)施方式，所述的混凝土澆灌口為 由矩形中部、半圓形前部和半圓形后部組成的異形敞口。
[0017] 為了避免應(yīng)力集中，作為排氣孔的優(yōu)選實(shí)施方式，所述的排氣孔為圓形開孔。
[0018] 在轉(zhuǎn)換梁之上設(shè)有鋼筋混凝土剪力墻的情況下，所述頂板位于所述混凝土澆灌口 之外的上端面部位設(shè)有兩道用于連接鋼筋混凝土剪力墻的鋼板，該兩道鋼板均沿所述管形 主體的軸向延伸。
[0019] -種轉(zhuǎn)換梁與鋼筋混凝土剪力墻的連接構(gòu)造，包括轉(zhuǎn)換梁和設(shè)置在該轉(zhuǎn)換梁之上 的鋼筋混凝土剪力墻，其特征在于：所述轉(zhuǎn)換梁采用實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁；所述鋼筋混凝土 剪力墻的兩排鋼筋中位于所述實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁混凝土澆灌口范圍內(nèi)的鋼筋下端均從混 凝土澆灌口伸入所述管形主體的內(nèi)腔內(nèi)并錨固在所述混凝土中、位于所述實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換 梁混凝土澆灌口范圍之外的鋼筋下端分別與所述實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁的兩道鋼板焊接固定。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0021] 第一，參見圖2至圖7,本發(fā)明通過在鋼箱梁的頂板1對應(yīng)于轉(zhuǎn)換梁的每一跨均設(shè) 置一組包括一個(gè)混凝土澆灌口 la和至少兩個(gè)排氣孔lb的局部敞口，將混凝土澆灌口 la均 設(shè)置在轉(zhuǎn)換梁對應(yīng)跨的中間位置，并且每一組局部敞口均在轉(zhuǎn)換梁對應(yīng)跨的兩個(gè)負(fù)彎矩區(qū) 范圍內(nèi)分別設(shè)置至少一個(gè)排氣孔lb，從而，對于采用本實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁的轉(zhuǎn)換層來說，在 鋼箱梁焊接施工完成后，混凝土 9能夠分別從頂板1上的各個(gè)混凝土澆灌口 la澆灌到鋼箱 梁的內(nèi)腔a中，并且混凝土 9從混凝土澆灌口 la進(jìn)入后能夠通過各塊橫向隔板4上的混凝 土流通孔4a流向轉(zhuǎn)換梁每一跨的兩端，并且，在混凝土 9的流動(dòng)過程中，鋼箱梁內(nèi)腔a中的 空氣通過頂板1上的各個(gè)排氣孔lb被排出至鋼箱梁之外，使得混凝土 9能夠快速的完成對 鋼箱梁內(nèi)腔a的充填，極大的方便了施工過程中混凝土 9的澆灌、提高了混凝土的澆灌效 率；
[0022] 本發(fā)明將局部敞口的分布方式設(shè)置為：每一個(gè)混凝土澆灌口 la均位于轉(zhuǎn)換梁對 應(yīng)跨的中間位置且最大長度L1設(shè)置在頂板1位于轉(zhuǎn)換梁對應(yīng)跨范圍內(nèi)長度L2的|至$之 間、最大寬度W1設(shè)置在頂板1寬度W2的$至|之間，每一個(gè)排氣孔lb均設(shè)置在負(fù)彎矩區(qū) 3.2 范圍內(nèi)且位于相鄰兩塊橫向隔板4之間的間隔空間上方，通過這樣的分布方式最大限度的 降低局部敞口開設(shè)對鋼箱梁的承載力造成的不良影響，確保了通過開設(shè)局部敞口來提高混 凝土澆灌效率的可行性；經(jīng)過對本實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁與現(xiàn)有的閉口鋼箱-混凝土組合梁進(jìn) 行有限元計(jì)算分析比較，上述局部敞口對本實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁的承載力影響較小，本實(shí)腹 式鋼箱轉(zhuǎn)換梁的正截面抗彎性能、抗扭性能、豎向抗剪性能和局部穩(wěn)定性能相較于現(xiàn)有技 術(shù)中未開局部敞口的閉口鋼箱-混凝土組合梁未降低；
[0023] 由于本發(fā)明在鋼箱梁的頂板1開設(shè)了多個(gè)大面積的混凝土澆灌口 la在不影響鋼 箱梁承載能力的前提下盡可能的擴(kuò)大了局部敞口的面積，顯著的降低了鋼箱梁的用鋼量和 自重，不但省料省工，還能使得建筑上部結(jié)構(gòu)成本降低、減輕地基負(fù)重、進(jìn)一步降低建筑的 整體造價(jià)；而且，本實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁由于還能夠具有足夠大的強(qiáng)度和承載力，因此，本實(shí) 腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁適用于高層建筑中的懸挑轉(zhuǎn)換、大跨度轉(zhuǎn)換，能夠確保高層建筑中轉(zhuǎn)換層 的設(shè)置的可行性；
[0024] 綜上所述，本發(fā)明的實(shí)腹式鋼箱轉(zhuǎn)換梁能夠在正截面抗彎性能、抗扭性能、豎向抗 剪