CN103061442A - 一种新型外包钢-混凝土组合梁 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型外包钢-混凝土组合梁，包括下部的C型钢梁，压型钢板固定设置于C型钢梁的上翼缘，在C型钢梁的梁肋内，以及压型钢板面层整体浇筑混凝土形成组合梁。本发明构造简单，组合作用强，施工快速方便，可实现产业化生产，经济效益明显，可广泛应用于民用建筑楼盖结构中，对实现住宅产业化起到很好的推进作用。

Description

一种新型外包钢-混凝土组合梁
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种针对建筑住宅产业化生产的新型外包钢-混凝土组合梁。
背景技术
现有的应用于建筑结构领域的外包钢-混凝土组合梁结构形式主要有轻钢-混凝土组合梁，帽形截面钢-混凝土组合梁和外包厚底板钢-混凝土组合梁。
其中轻钢-混凝土组合梁是采用带卷边的冷弯薄壁Z形或C形钢焊接组合成外包钢梁，然后在其内部和上翼缘浇筑混凝土形成组合梁，这种结构形式的特点是利用钢梁的底面和侧面所带的卷边来保证外包钢梁和混凝土之间的粘结性能，但构件截面尺寸受冷弯薄壁型钢规格的限制，整体承载力较小，外包钢梁本身焊接工作量大，且薄壁型钢焊接易产生较大的残余应力与残余变形，工程实用性受到限制。
帽形截面钢-混凝土组合梁是采用整块薄壁型钢焊成或冷弯成U型截面作为外包钢梁，钢梁侧板上翼缘外翻形成帽形截面，在其内部和上翼缘中浇混凝土形成组合梁，这种结构形式要求设置足够数量的抗剪连接件(栓钉或角钢)来保证帽形钢梁和混凝土之间的共同工作，剪力连接件与钢梁的上翼缘焊接，较为费工费时，且焊接质量不易保证。
而外包厚底板钢-混凝土组合梁是是以较厚的钢板做底板，腹板采用冷弯薄壁型钢，两者通过焊缝连接形成U形外包钢梁，在其内部和上翼缘浇筑混凝土形成组合梁，这种结构的特点是采用较厚的钢板做受拉底板，有利于增大构件的截面承载力，适用于跨度较大的构件，但侧板与底板的焊接工作量相对较大，外包钢梁与混凝土之间的组合作用也主要通过设置剪力连接件实现，组合梁的施工工艺较为复杂。
发明内容
针对上述外包钢-混凝土组合梁存在的焊接工作量大，剪力连接件设置较为复杂的问题，本发明的目的在于提供一种成型方便、施工方便，经济适用、可实现产业化生产的新型组合梁。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种新型外包钢-混凝土组合梁，所述组合梁包括下部的C型钢梁，压型钢板固定设置于C型钢梁的上翼缘，在所述C型钢梁的梁肋内，以及压型钢板面层整体浇筑混凝土形成组合梁。
所述C型钢梁采用花纹钢板冷弯制成，C型钢梁内表面布设有花纹样凸起。
所述压型钢板通过螺杆螺母组件固定于C型钢梁的上翼缘。
所述螺杆螺母组件中的螺杆两端分别伸入上部的整体浇筑混凝土和下部的梁肋内。
所述C型钢梁上翼缘上横向设置构造拉条，所述构造拉条通过所述螺杆螺母组件与上翼缘相固定。
所述构造拉条在上翼缘上呈间隔设置。
所述压型钢板上设有构造分布筋。
所述组合梁内设有钢筋骨架。
所述C型钢梁的梁肋内，以及压型钢板面层整体浇筑混凝土为普通混凝土、轻骨料混凝土或再生混凝土。
本发明的有益效果为：外包钢梁采用花纹钢板冷弯而成，成型方便，钢梁侧板的上翼缘内翻形成C形截面，C型钢梁内表面有凸起花纹，花纹的凸起高度应满足一定的要求，凸起花纹的存在能有效增大外包钢梁与混凝土的粘结作用，同时钢梁上翼缘内翻扣入混凝土内形成的C形截面对梁肋内的混凝土也具有约束作用，每隔一定间距配置的拉条使得钢构件和混凝土的组合作用更加增强，共同保证外包钢梁与混凝土之间的共同工作，不发生外包钢梁和混凝土之间的整体滑移；同时采用在钢梁上翼缘和压型钢板相应位置成孔穿螺杆螺母组件方式来固定连接钢梁与压型钢板，能有效避免因钢梁上翼缘较薄时，与栓钉焊接时易产生焊接变形甚至焊穿的缺点，施工方便；施工中，螺杆螺母组件连接是通过螺纹机械连接螺帽配合使用的，螺杆螺母组件的上下端分别伸入混凝土翼板和梁肋中一定高度，当梁中设有纵筋和箍筋组成的钢筋骨架时，螺杆螺母组件数量可仅按满足压型钢板的固定要求设置。
本发明构造简单，组合作用强，施工快速方便，可实现产业化生产，经济效益明显，可广泛应用于民用建筑楼盖结构中，对实现住宅产业化起到很好的推进作用。
附图说明
图1带压型钢板的C形花纹钢梁立体示意图；
图2带压型钢板的C形花纹钢梁横截面示意图；
图3C形外包花纹钢-压型钢板混凝土组合梁立体示意图；
图4C形外包花纹钢-压型钢板混凝土组合梁立体示意图(梁肋内配有钢筋骨架)；
图5C型钢梁结构示意图。
图中标号：1为C型钢梁，2为压型钢板，3为整体浇注的混凝土，4为构造拉条，5为螺杆螺母组件，6为构造分布筋，7为钢筋骨架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
本发明提供了一种新型外包钢-混凝土组合梁，包括下部的C型钢梁1，压型钢板2固定设置于C型钢梁1的上翼缘，在C型钢梁1的梁肋内，以及压型钢板2面层整体浇筑混凝土3形成组合梁。其中用于整体浇注混凝土2可采用普通混凝土、轻骨料混凝土或再生混凝土。
本发明采用钢梁外包的形式，梁肋内与压型钢板2的面层进行混凝土现场整浇，压型钢板2和组合梁之间的整体性强，共同工作性能较好。
本发明中，C型钢梁1采用花纹钢板冷弯制成，钢梁侧板的上翼缘向内翻截面成C形，成型方便。采用花纹钢板制成的C型钢梁1，其内表面布设有花纹样凸起，花纹的凸起需满足一定的高度要求，从而有效增大外包钢梁与混凝土的粘结咬合作用。同时钢梁上翼缘内翻扣入混凝土内形成的C形截面对梁肋内的混凝土也具有约束作用。
为防止组合梁混凝土翼板纵向劈裂破坏，本发明在压型钢板2上设有构造分布筋6；为保证组合梁的承载力，可在组合梁内根据需要设置由纵筋和箍筋组成的钢筋骨架7。
本发明中压型钢板2是通过螺杆螺母组件5固定于C型钢梁1的上翼缘的，其中螺杆螺母组件5中螺杆的两端分别伸入上部的整体浇筑混凝土3和下部的梁肋内。具体操作方法为：在C型钢梁1上翼缘和压型钢板2相应位置穿孔，以穿螺杆螺母组件的方式来固定C型钢梁1与压型钢板2，能有效避免因钢梁上翼缘较薄时，与栓钉焊接时易产生焊接变形甚至焊穿的缺点。此方法施工方便，螺杆螺母组件5连接是通过螺纹机械连接螺帽配合使用的，螺杆螺母组件5的上下端分别伸入整体浇筑混凝土3和梁肋中一定高度。当组合梁中设有由纵筋和箍筋组成的钢筋骨架7时，螺杆螺母组件5的数量可仅按满足压型钢板2的固定要求设置。
为了提高组合梁的整体作用性，本发明还在C型钢梁1上翼缘上横向并间隔设置构造拉条4，构造拉条4也通过螺杆螺母组件5与上翼缘相固定。按一定间距设置的构造拉条4使得钢构件和混凝土的组合作用更加增强，保证了外包钢梁和混凝土之间的共同工作，不会发生外包钢梁和混凝土之间的整体滑移，也不需另设剪力连接件抗整体滑移，工序简单，施工方便。
为验证本组合梁的性能，首先进行了花纹钢板的推出试验，制作了厚度分别为3mm，4mm，5mm的花纹钢板棱柱体，并在其内浇筑强度等级不同的混凝土，研究了花纹钢板与混凝土之间的粘结性能。其次进行了C形外包花纹钢-混凝土组合梁的试验研究，试件中C形外包花纹钢梁1用Q235花纹钢板冷弯而成，花纹钢板厚为5mm，C形外包花纹钢梁1上翼缘内翻，宽度为50mm，C形外包花纹钢梁的转角处过渡圆弧半径为2tmm(t为花纹钢梁的厚度)，组合梁的翼板厚度为110mm，混凝土强度等级为C30，栓杆5采用M12×120，压型钢板2采用YX51-240-720。

Claims (9)

1.一种新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述组合梁包括下部的C型钢梁，压型钢板固定设置于C型钢梁的上翼缘，在所述C型钢梁的梁肋内，以及压型钢板面层整体浇筑混凝土形成组合梁。
2.根据权利要求1所述的新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述C型钢梁采用花纹钢板冷弯制成，C型钢梁内表面布设有花纹样凸起。
3.根据权利要求1所述的新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述压型钢板通过螺杆螺母组件固定于C型钢梁的上翼缘。
4.根据权利要求3所述的新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述螺杆螺母组件中的螺杆两端分别伸入上部的整体浇筑混凝土和下部的梁肋内。
5.根据权利要求1或3所述的新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述C型钢梁上翼缘上横向设置构造拉条，所述构造拉条通过所述螺杆螺母组件与上翼缘相固定。
6.根据权利要求5所述的新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述构造拉条在上翼缘上呈间隔设置。
7.根据权利要求1所述的新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述压型钢板上设有构造分布筋。
8.根据权利要求1所述的新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述组合梁内设有钢筋骨架。
9.根据权利要求1所述的新型外包钢-混凝土组合梁，其特征在于所述C型钢梁的梁肋内，以及压型钢板面层整体浇筑混凝土为普通混凝土、轻骨料混凝土或再生混凝土。
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