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组合扁梁失效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明属于土木工程结构工程领域,具体涉及一种组合扁梁。

相关背景技术

[0002] 目前,组合梁在建筑结构中应用十分广泛,它充分利用了两种材料(钢材与混凝土) 的优势,使结构获得了较大的刚度及承载力。相比于钢筋混凝土梁,组合梁的施工周期缩短1/2~1/3,施工扰民程度减轻,拥有其不可比拟的优势。
[0003] 如图1所示,在传统组合梁中,钢梁在下,主要承受拉应力;混凝土在上,主要承受压应力。钢梁和混凝土两者之间剪力的传递通过抗剪连接件——栓钉11来实现,确保了两种材料在受弯状态下协同工作,发挥出极佳的力学性能与经济性能。然而由于在传统组合梁中钢材(主要是指工字型钢梁10构件)与混凝土1上下分层布置,组合梁的高度一般较大,这也导致建筑物高度增大及净层高减小。这一因素对中高层建筑是致命的,首先,建筑高度的增加增加了结构、围护及设备的材料成本,随之产生的人工及工期成本也十分巨大;其次,在建筑面积一定的情况下层高的加大往往会导致结构高度超限。
[0004] 同时,由于钢梁外露,组合梁的抗火性能相比于钢筋混凝土梁逊色不少。为了防止这一隐患,规范规定钢结构部分必须使用防火涂料。
[0005] 针对组合梁的这些弊端,欧洲学者在上世纪末提出了组合扁梁的概念,组合扁梁的新形式(slimfor、slimdek等)也层出不穷,然而,这些组合扁梁除了在高度方面未到达最优效果外,钢与混凝土之间剪力传递的有效性与可靠性也不足。

具体实施方式

[0028] 以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0029] 如图2所述的新型组合扁梁,其结构为:包括钢梁,所述钢梁包括钢梁下翼缘2和钢梁腹板3,为由钢梁下翼缘2、钢梁腹板3构成的倒T字形(或倒π形),钢梁下翼缘2、钢梁腹板3两者之间由焊缝8连接;所述钢梁腹板3上部带有锯齿形抗剪连接件4,所述锯齿形抗剪连接4为组合扁梁唯一的剪力传递装置,如图3所示。
[0030] 包括压型钢板5,压制呈凹凸波浪形,所述压型钢板5的凹部直接搁置在钢梁下翼缘2(也可通过点焊的方式焊接在钢梁下翼缘2上)。
[0031] 包括若干封头板9,用于堵住浇筑水泥混凝土时从凸起入口处流失,因此在靠近钢梁腹板3的两侧,将每个封头板9放置在压型钢板5凸起口径处并与水平放置的钢梁下翼缘2形成封闭的封头,图2中钢梁腹板3两侧恰都未能示出。
[0032] 包括混凝土1,混凝土1浇筑在由钢梁、压型钢板5与封头板9组成的封闭空间内。
[0033] 包括抗剪钢筋6,抗剪钢筋6布置在锯齿形抗剪连接件之间,每个间隔可布置一根或多根抗剪钢筋。
[0034] 包括分布钢筋7,抗剪钢筋7分布于锯齿形抗剪连接件4之中,其最小长度应不小于《混凝土结构设计规范》规定的最小值。所述抗剪钢筋通过浇筑的混凝土与钢梁连城一个整体。
[0035] 所述钢梁形状为倒T型或倒π形,一块下翼缘钢板上可焊接1~2块带锯齿形抗剪连接件的腹板。
[0036] 所述压型钢板高度超过2/3倍的梁高。
[0037] 所述倒π形钢梁中两块腹板的间距不应小于1/3倍的腹板高度。
[0038] 所述锯齿形抗剪连接件上层混凝土板厚度不宜超过钢梁高度的1/3。
[0039] 受力分析:如图3所示,钢与混凝土之间的纵向剪力由锯齿形抗剪连接件4传递,且锯齿形抗剪连接件4为唯一的剪力传递装置;在使用状态下新型组合扁梁的受力状态如图4所示,组合截面形心轴位于锯齿形抗剪连接件之下,下部钢梁承受拉应力,上部混凝土1承受压应力,具备极佳的力学性能。
[0040] 本发明的施工方式为:1、在工厂中加工并焊接上新型组合扁梁所需钢梁;
2、施工现场吊装钢梁就位;
3、在钢梁下翼缘上搁置压型钢板并安装封头板;
4、绑扎抗剪钢筋及分布钢筋;
5、浇筑混凝土。

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