CN103615069A - 桁架式钢骨混凝土连梁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种桁架式钢骨混凝土连梁，包括混凝土连梁，所述的混凝土连梁中设有桁架式钢骨，该桁架式钢骨伸入两端与混凝土连梁连接的剪力墙中，所述的桁架式钢骨由弦杆和腹杆构成，所述的弦杆和腹杆连接，所述的弦杆为T形截面，所述的腹杆为斜腹杆和竖腹杆，所述的斜腹杆呈十字交叉状，该斜腹杆的倾斜角度为30°～60°。交叉斜腹杆反复拉压变形可在一定程度上耗散地震能量。桁架杆件与混凝土具有较大的粘结力，不需设置剪力键。该连梁刚度大、延性好、耗能能力强，充分利用并发挥了混凝土与钢材两种材料各自的优势。本发明具有结构合理、节省钢材、简化构造、施工方便的特点。

Description

桁架式钢骨混凝土连梁
技术领域
本发明涉及一种连梁，特别是一种桁架式钢骨混凝土连梁。
背景技术
连梁是开洞剪力墙的重要构件。在水平荷载如地震作用下，墙肢产生弯曲变形，使连梁产生变形和内力，同时连梁的变形也对墙肢起到一定的约束作用，改善墙肢的受力状态。延性性能好的连梁，在地震作用下，连梁先于墙肢进入塑性，梁端形成塑性铰，不但能吸收大量能量，延缓墙肢屈服，连梁对墙肢的约束作用在一定程度上使剪力墙保持足够的刚度和强度。连梁由于跨高比小，与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下其内力往往很大，设计时即使采取降低连梁内力的各种措施，仍难使连梁的设计符合要求。因此，寻找抗震性能好、刚度与承载力足够的连梁形式关系到剪力墙的抗震性能的好坏，是开洞剪力墙结构中的关键技术。
国内外许多学者对连梁进行了大量的研究，分别提出了钢筋混凝土连梁、改进的钢筋混凝土连梁、钢结构连梁、型钢混凝土连梁等连梁形式。钢筋混凝土连梁构造简单、施工方便、造价低廉，但其变形能力欠佳，截面转动变形能力有限，往往导致斜拉破坏或剪切滑移破坏，使得耗能能力下降。改进的钢筋混凝土连梁其延性、耗能性能等方面有较大的提升，但也存在较多不足，如构造施工复杂、变形性能不足等缺点。钢连梁在强度、延性、施工等方面较混凝土连梁有明显的优势，且大震后可方便更换维修，但存在用钢量大、连梁刚度不足及防火防腐等问题。型钢混凝土连梁具有较好的延性、耗能性能，但也存在用钢量大、钢与混凝土之间粘结性能不足等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种抗震性能好、具有足够的刚度和承载力、易于设计的一种桁架式钢骨混凝土连梁。
解决上述技术问题的技术方案是：一种桁架式钢骨混凝土连梁，包括混凝土连梁，所述的混凝土连梁中设有桁架式钢骨，该桁架式钢骨伸入两端与混凝土连梁连接的剪力墙中，所述的桁架式钢骨由弦杆和腹杆构成，所述的弦杆和腹杆连接，所述的弦杆为T形截面，所述的腹杆为斜腹杆和竖腹杆。
本发明的进一步技术方案是：所述的斜腹杆和竖腹杆为角钢，所述的弦杆与腹杆焊接相连。
所述的斜腹杆的倾斜角度为30°～60°。
所述的弦杆为上弦杆和下弦杆，所述的竖腹杆为竖杆，所述的斜腹杆为连梁中部斜杆和梁端锚固斜杆，所述的竖杆、连梁中部斜杆和梁端锚固斜杆分别焊接在上弦杆和下弦杆之间，所述的连梁中部斜杆和梁端锚固斜杆分别呈交叉状。
所述的桁架式钢骨混凝土连梁的跨高比小于等于1时，其中部节间数为1个节间；当桁架式钢骨混凝土连梁的跨高比大于1时，其中部节间数为2个节间。
由于采用上述技术方案，本发明之桁架式钢骨混凝土连梁与现有的连梁相比，具有以下有益效果：
1. 本发明是基于上述技术背景提出的一种新型的连梁形式，以期避免上述连梁形式不足，充分利用钢和混凝土两种材料各自的优点，获得抗震性能优良的新型连梁结构形式。本发明中的混凝土连梁中设有桁架式钢骨，充分发挥钢材与混凝土两种材料的优势，大幅度提高了混凝土连梁的刚度、延性、耗能性能等抗震性能，避免钢结构连梁板件容易屈曲以及可能存在的连梁刚度不足，避免型钢混凝土连梁粘结性能较差的缺点，因而避免了现有连梁各自的不足；且桁架杆件与混凝土具有较大的粘结力，不需设置剪力键。
2.本发明采用钢桁架式钢骨，制作简单、施工方便、易于设计，在一定程度上节省了钢材，同时，桁架式钢骨的弦杆代替或部分代替纵向钢筋、斜腹杆代替混凝土连梁中交叉斜筋及部分箍筋的作用，简化了混凝土连梁复杂的配筋。另外，在较大地震作用时，交叉斜腹杆通过反复拉压塑性变形耗散地震能量，进一步提高了连梁的耗能性能。 
3．本发明的桁架式钢骨混凝土连梁是采用钢桁架作为钢骨来提高混凝土连梁的延性、滞回耗能性能的新型连梁形式。同时，混凝土兼有受力和保护层的双层作用，提高钢骨整体稳定性、钢板的局部稳定性，更有利于连梁的耗能性能。本发明的桁架式钢骨由T型钢为弦杆，角钢为腹杆，通过焊缝相连，通过腹杆不同的布置形式可满足连梁的抗震设计需求。本发明中斜腹杆呈交叉状，交叉斜腹杆反复拉压变形可在一定程度上耗散地震能量。
下面，结合说明书附图和具体实施例对本发明之桁架式钢骨混凝土连梁的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：为本发明之桁架式钢骨混凝土连梁的结构示意图。
图2：是图1中的I-I剖视图。 
在上述附图中，各标号说明如下：
1-上弦杆，2-下弦杆，3-竖杆，4-连梁中部斜杆，5-梁端锚固斜杆，6-剪力墙。
具体实施方式
一种桁架式钢骨混凝土连梁，包括混凝土连梁，所述的混凝土连梁中设有桁架式钢骨，该桁架式钢骨伸入两端与混凝土连梁连接的剪力墙6中，所述的桁架式钢骨由弦杆和腹杆构成，所述的弦杆和腹杆焊接，所述的弦杆为T形截面，所述的腹杆为斜腹杆和竖腹杆，所述的斜腹杆和竖腹杆采用角钢，所述的斜腹杆的倾斜角度为30°～60°。
所述的弦杆为上弦杆1和下弦杆2，所述的竖腹杆为竖杆3，所述的斜腹杆为连梁中部斜杆4和梁端锚固斜杆5，所述的竖杆3、连梁中部斜杆4和梁端锚固斜杆5分别焊接在上弦杆1和下弦杆2之间，所述的竖杆3竖直焊接在上弦杆1和下弦杆2之间，所述的连梁中部斜杆4呈十字交叉状焊接在上弦杆1和下弦杆2之间，所述的梁端锚固斜杆5或是呈十字交叉状焊接在上弦杆1和下弦杆2之间，或是梁端锚固斜杆5一端焊接在上弦杆1或下弦杆2上，另一端焊接在竖杆3上，梁端锚固斜杆5和竖杆3呈K形。
所述的桁架式钢骨混凝土连梁中部节间数可根据桁架式钢骨混凝土连梁的跨高比设置不同的数值，例如，桁架式钢骨混凝土连梁的跨高比小于等于1时，其中部节间数为1个节间；当桁架式钢骨混凝土连梁的跨高比大于1时，其中部节间数为2个节间；所述的桁架式钢骨混凝土连梁中部节间数可根据具体情况选择，并使得斜腹杆倾斜角度不致过大或过小；图1所示为桁架式钢骨混凝土连梁中部有2个节间的钢骨桁架。
作为本实施例的一种变换：所述的斜腹杆的倾斜角度可根据实际情况适当调整。

Claims (5)

1.一种桁架式钢骨混凝土连梁，包括混凝土连梁，其特征在于：所述的混凝土连梁中设有桁架式钢骨，该桁架式钢骨伸入两端与混凝土连梁连接的剪力墙（6）中，所述的桁架式钢骨由弦杆和腹杆构成，所述的弦杆和腹杆连接，所述的弦杆为T形截面，所述的腹杆为斜腹杆和竖腹杆。
2.根据权利要求1所述的桁架式钢骨混凝土连梁，其特征在于：所述的斜腹杆和竖腹杆为角钢，所述的弦杆与腹杆焊接相连。
3.根据权利要求1所述的桁架式钢骨混凝土连梁，其特征在于：所述的斜腹杆的倾斜角度为30°～60°。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的桁架式钢骨混凝土连梁，其特征在于：所述的弦杆为上弦杆（1）和下弦杆（2），所述的竖腹杆为竖杆（3），所述的斜腹杆为连梁中部斜杆（4）和梁端锚固斜杆（5），所述的竖杆（3）、连梁中部斜杆（4）和梁端锚固斜杆（5）分别焊接在上弦杆（1）和下弦杆（2）之间，所述的连梁中部斜杆（4）和梁端锚固斜杆（5）分别呈交叉状。
5.根据权利要求4所述的桁架式钢骨混凝土连梁，其特征在于：所述的桁架式钢骨混凝土连梁的跨高比小于等于1时，其中部节间数为1个节间；当桁架式钢骨混凝土连梁的跨高比大于1时，其中部节间数为2个节间。
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