CN105888134B - 组合桁架埋设型组合梁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合桁架埋设型组合梁。根据本发明的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁包括：组合桁架，包括下悬材、一对折叠式复材以及一对上悬材，其中下悬材以规定厚度形成为板状，一对折叠式复材是连接多个扁钢的端部形成为“之”字形，上悬材包括沿着长度方向隔开规定间隔并穿透有结合孔的垂直板和形成在垂直板上端的水平板；模板，在截面内容纳组合桁架，具有上面开放的“U”字形截面，在与组合桁架的上悬材和下悬材结合的“D”形帽的对应位置穿透有螺栓孔，从而螺栓在外侧通过螺栓孔与“D”形帽结合而固定在组合桁架；以及混凝土，被浇注在模板的截面内而与组合桁架成为一体，所述模板在混凝土硬化后通过松开螺栓进行去除。

Description

组合桁架埋设型组合梁
技术领域
本发明涉及一种在混凝土埋设组合桁架的组合梁，更详细而言，涉及一种组合桁架在混凝土处于硬化之前的液体状态下起到支承混凝土自重和施工荷载的桁架梁作用，在混凝土硬化后与混凝土一起起到主要构造部件作用的组合梁。
背景技术
钢筋混凝土构造在混凝土养护期间为了保持液状混凝土的形状需要模板，而且施工时为了提供构造安全性和防止下垂，需要普通搁梁、支架以及支柱。因此，钢筋混凝土构造伴随有所述模板的拆模、支柱拆卸等附加工序，因此施工复杂，而且工期长。
钢铁构造虽然在施工时无需其他的临时设置操作，但材料费用相较于钢筋混凝土构造昂贵，而且钢材被露出在外，因此耐久性及耐火性低。
为了相互补充钢筋混凝土构造和钢铁构造的问题，开发了钢混凝土组合梁。钢混凝土组合梁形成为钢材梁和混凝土以单一部件移动，当承受弯矩时，大部分的压缩应力被混凝土所承受，而拉伸应力被钢材所承受，是有效的构造部件，从而能够通过降低梁的高度来减小建筑构造物的层高，而且通过增加梁截面的抵抗强度和抵抗硬性，可完成大跨度构造物，增加极寒性能或变形性能。
钢混凝土组合梁经过长时间开发出了多种形状，其中一种为将钢材的截面集中配置在构造部件的拉伸侧外皮，并在内部填充混凝土的钢板永久模板型组合梁。通过钢板限制混凝土，从而增加弯曲硬性，使混凝土不露出在外，因此防止龟裂和中性化，能够提高耐久性。而且，一体浇注组合梁和板坯的混凝土并进行养护，因此能够确保构造的一体性，而且无需另外使用模板，是经济且环保的施工法。
作为本发明的背景技术有专利授权第10-1469798号“钢板组装组合梁”(专利文献1)。该专利包括以规定距离隔开并平行设置的一对腹板、以及在一对腹板的下部结合为相互连接并形成组合梁的下部面的下部凸轮，并组装多个钢板来形成组合梁以在内部填充混凝土。该专利提出的钢板组装组合梁在下部凸轮侧面结合腹板，而没有朝腹板侧面突出的部分，从而能够从原则上去除在构造体本身堆积灰尘的部分，但为了具有永久模具功能而形成为“U”字形的钢板单元通常由厚度为6mm左右的薄板构成，因此截面硬性非常弱而难以支撑在钢板单元的内部填充混凝土时和在底板组装钢筋并在其浇注混凝土时产生的施工荷载，因此在施工步骤中，在钢板单元的中间设置支柱(support)进行施工，从而难以期待现场施工操作性或节约工期，而且露出在外的钢板单元对火灾非常弱。
现有技术文献
专利文献
(专利文献0001)专利授权第10-1469798号“钢板组装组合梁”
发明内容
本发明是为解决所述现有技术而提出的，其目的在于，提供一种使钢材不露出在外，并且无需使用支柱，提高耐久性和耐火性，节约整体的施工时间和费用的组合梁。
本发明的其他目的在于，提供一种通过组合上悬材、下悬材以及折叠式复材形成为桁架形态，从而能够作为有效支承施工时的荷载的构造部件使用的组合梁。
本发明的其他目的在于，提供一种使各个器件标准化而在工厂大量生产，在场地通过除了焊接的组装提高施工时的搬运性、施工方便性以及质量。
根据本发明的优选实施形态的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁，其包括：组合桁架，所述组合桁架包括下悬材、一对折叠式复材以及一对上悬材，其中所述下悬材以规定厚度形成为板状，朝宽度方向突出结合有沿着长度方向隔开规定间隔并在两端或全区间形成有螺纹的螺丝棒，所述一对折叠式复材是连接多个扁钢的端部形成为“之”字形，在位于扁钢的接合处的穿孔穿入有结合在下悬材的螺丝棒并在外侧结合”D”形帽，然后将所述折叠式复材的下端结合在下悬材的宽度方向的两端，所述上悬材包括沿着长度方向隔开规定间隔并穿透有结合孔的垂直板和形成在垂直板上端的水平板，螺丝棒穿透垂直板的结合孔和折叠式复材的上端穿孔，并在外侧结合有”D”形帽，然后与一对折叠式复材结合；模板，在截面内容纳组合桁架，具有上面开放的“U”字形截面，在与组合桁架的上悬材和下悬材结合的”D”形帽的对应位置穿透有螺栓孔，从而螺栓在外侧通过螺栓孔与”D”形帽结合而固定在组合桁架；以及混凝土，被浇注在模板的截面内而与组合桁架成为一体，所述模板在混凝土硬化后通过松开螺栓进行去除。
根据本发明的优选实施形态的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁，其包括：组合桁架，所述组合桁架包括下悬材、一对折叠式复材以及一对上悬材，其中所述下悬材以规定厚度形成为板状，朝宽度方向突出结合有沿着长度方向隔开规定间隔并在两端或全区间形成有螺纹的螺丝棒，所述一对折叠式复材是连接多个扁钢的端部形成为“之”字形，在位于扁钢的接合处的穿孔穿入结合在下悬材的螺丝棒并在外侧结合”D”形帽，然后将所述折叠式复材的下端结合在下悬材的宽度方向的两端，所述上悬材包括沿着长度方向隔开规定间隔并穿透有结合孔的垂直板和形成在垂直板上端的水平板，螺丝棒穿透垂直板的结合孔和折叠式复材的上端穿孔，并在外侧结合有”D”形帽，然后与一对折叠式复材结合；模板，在截面内容纳组合桁架，具有上面开放的“U”字形截面，在与组合桁架的上悬材和下悬材结合的”D”形帽的对应位置穿透有螺栓孔，从而螺栓在外侧通过螺栓孔与”D”形帽结合而固定在组合桁架；以及混凝土，被浇注在模板的截面内而与组合桁架成为一体。
此时，所述上悬材由“T”字形钢或“┐”字形钢构成。
所述模板由一对侧壁模板和“U”字形的下部模板构成，在“U”字形的下部模板的两侧面重叠地结合有一对侧壁模板的下端。
而具有上面开放的“U”字形截面，在截面内容纳组合桁架(10)
本发明进一步包括“T”字形钢，所述“T”字形钢是垂直板的下端结合在上悬材的水平板的上面而从上悬材的上端以“T”字形突出而成。
所述折叠式复材选自华伦式桁架(Warren Truss)、普拉特桁架(Pratt Truss)、双重华伦式桁架(Double Warren Truss)中的一种。
所述扁钢形成为两端部增加与穿孔的大小相当的截面的哑铃形态。
根据本发明的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁具有如下效果。
第一，组合桁架起到能够有效支承施工荷载和混凝土自重的构造部件的作用，因此无需支柱，确保宽的操作空间，提高施工方便性，无需等待混凝土养护，而能够首先设置骨架，因此缩短工期。
第二，混凝土硬化后解除模板时，下悬材、上悬材、折叠式复材全不接触外器，被容纳在混凝土内，因此能够提高耐久性和耐火性。
第三，结合上悬材、下悬材和折叠式复材的螺丝棒起到使混凝土和组合桁架一体移动的剪力连接件的作用，从而提高埋设型组合梁的结构性能。
第四，折叠式复材在搬运及保管步骤中通过折叠减小体积，组装设置时通过展开进行组装，从而节约搬运及保管费用，提高施工方便性。
第五，混凝土硬化后并去除模板的埋设型组合桁架的组合梁的上下悬材起到抗弯材料的作用，折叠式复材起到抗剪材料的作用，从而结构性能优秀，相较于现有露出型组合梁，对下垂及振动的韧性强。
附图说明
本说明书中所附的图面是用于例示本发明的优选实施例，与发明的详细说明一起起到更加方便理解本发明的技术思想的作用，因此本发明并不局限于附图中记载的事项。
图1是根据本发明的一实施例的附着有模板的组合桁架埋设型组合梁的分解立体图，图2a和2b是截面图。
图3a是根据本发明的其他实施例的附着有模板的组合桁架埋设型组合梁的立体图，图3b是截面图。
图4a-c是本发明的折叠式复材的扁条的各种形状的俯视图。
图5a-c是本发明的折叠式复材的各种形态的侧视图。
图6a-c是根据本发明的折叠式复材的折叠形状的俯视图。
附图标记：
10：组合桁架，110：下悬材，111：固定板，120：折叠式复材，121：扁钢，122：铰链盖，130：上悬材，131：垂直板，132：水平板，133：”T”字形钢，140：螺丝棒，150：”D”形帽，20：模板，20h：螺栓孔，21：侧壁模板，22：“U”字形下部模板，30：混凝土
具体实施方式
以下，参照附图中所示的实施例详细说明本发明，但所示实施例仅是为了方便理解本发明而进行了例示，并不用于限定本发明。
图1是根据本发明的一实施例的附着有模板的组合桁架埋设型组合梁的分解立体图，图2a和2b是截面图。
根据本发明的附着有模板的组合桁架埋设型组合梁大致包括组合桁架10、模板20以及混凝土30。
组合桁架10由包括下悬材、复材、上悬材的桁架部件构成，根据本发明的组合桁架10的下悬材110形成为具有规定厚度的板状，而且沿着长度长度隔开规定间隔并与长度方向垂直地结合有螺丝棒140。螺丝棒140在两端或全区间形成有螺纹，具有比下悬材110的宽度长的长度，从而两端朝下悬材110的宽度方向突出。螺丝棒140可通过直接焊接在下悬材110等的任意方法进行结合，优选地，如图所示，在下悬材的宽度方向的同一直线上形成有穿孔的多个固定板111形成在下悬材110的上面，螺丝棒40可贯穿所述固定板111进行结合。优选为，固定板111可在工厂提前通过焊接等方法进行附着。
折叠式复材120是下端结合在下悬材而上端结合在上悬材，从而连接下悬材和上悬材的倾斜材料。本发明的折叠式复材120是连接多个扁钢(flat steel)121的端部而形成为之字形，以下对具体形状进行叙述。在折叠式复材120的上下端(扁钢121的连接部)形成有穿孔，在穿孔贯穿有与下悬材110结合的螺丝棒140，在贯穿的螺丝棒140结合有”D”形帽150。”D”形帽150使用本领域中统称为盖帽或螺丝帽的公知部件即可。折叠式复材120与下悬材110的宽度方向的两端结合，即一对折叠式复材120、120保持相当于下悬材110宽度的间隔，并垂直结合于下悬材110。
上悬材130结合在折叠式复材120的上端，在一对折叠式复材120、120的上端分别结合有一对上悬材130、130，从而与下悬材110一起整体呈“U”字形的截面。上悬材130包括提供与折叠式复材120的结合面的垂直板131和安装有后述的台面板的水平板132，如图所示，可使用“T”字形钢，虽未图示，可使用角形部件。在上悬材130的垂直板131可穿透有用于结合的结合孔，与下悬材110相同，所述上悬材130也通过螺丝棒140和”D”形帽150与折叠式复材120结合。螺丝棒140贯穿上悬材130的垂直板131的结合孔和折叠式复材120的上端的穿孔，在贯穿的螺丝棒140结合有”D”形帽150。此时，优选为，在上悬材130的内侧首先结合螺母以使两侧的上悬材130保持规定间隔，在折叠式复材的上端外侧结合”D”形帽150。
螺丝棒140是将下悬材110和上悬材130结合在折叠式复材120的单元，起到使混凝土30和组合桁架10一体移动的剪力连接件的作用，从而提高组合梁的结构性能。
由如上所述下悬材110、折叠式复材120以及上悬材130构成的组合桁架10被设置为在施工工程中能够支承施工荷载和液状混凝土的重力，混凝土硬化后，上悬材130成为与钢筋混凝土梁的上部钢筋作用相同的抗弯材料，下悬材110成为与下部钢筋作用相同的抗弯材料，折叠式复材120成为与钢筋混凝土梁的箍筋(stirrup)作用相同的抗剪材料。根据需要可进一步设置加强钢筋，上悬材130、下悬材110以及折叠式复材120的部件选择依据构造而定。
模板20在截面内容纳组合桁架10，具有上面开放的“U”字形截面，模板20在与结合在组合桁架10的上悬材130和下悬材110的”D”形帽150相对应的位置穿透有螺栓孔20h，螺栓在模板20的外侧通过螺栓孔20h与”D”形帽150结合，从而模板20被固定在组合桁架10上。
模板20可通过简单的螺栓结合而与组合桁架10结合，相反，通过松开螺栓而能够从组合桁架10拿掉。即，本发明的模板是容易进行拆装，在施工工程中起到容纳液状混凝土30的模板作用，但混凝土30硬化后，如图2a所示，与螺栓一起被拿掉，从而混凝土被露出。因为混凝土构筑物被露出，因此漏水和龟裂等缺陷被明朗化，从而能够准确改善缺陷，而被去除的模板20还可以使用在其他层或其他场地，从而能够环保、经济的同时节约工期。本发明在原则上混凝土30硬化后去除模板20，但并不局限于此，如图2b所示，可根据需要将模板20原样保留后，与组合桁架10、混凝土30一起成为构造部件。
模板20可由“U”字形截面的模具一体形成，如图1及图2a和2b所示，由一对侧壁模板21、21和“U”字形下部模板22构成，在“U”字形下部模板22的两侧面可重叠地结合有一对侧壁模板21、21。如上所述，将侧壁模板21和下部模板22分开形成后进行结合时，在模板截面内浇筑混凝土时，组合梁的下部比起组合梁的上部因液状混凝土而侧压高，因此，将下部模板22比起侧壁模板21形成为较厚时，比起将模板20以规定厚度一体形成，更加有效地进行抵抗。作为模板20的材料，可选自硬质纤维板、合成树脂、铝板、钢板等领域中公知的任意一种。
组合桁架10由钢材构成，因此需要覆盖层，上悬材130通过形成在组合梁上部的板坯，而折叠式复材120通过”D”形帽150完成覆盖层，因此，需要考虑的是下悬材110的覆盖层。因此，模板20的截面形状需要考虑下悬材110的覆盖层后决定其深度。
混凝土30被浇注在模板20的截面内而与组合桁架10形成为一体。混凝土比重大，模板本身的截面硬性非常弱，而难以支承在模板的内部浇注混凝土时产生的施工荷载，因此在施工工程中需要支柱，但根据本发明的组合桁架10因桁架部件的拉伸、压缩作用而有效抵抗施工荷载，因此无需支柱，能够提高现场施工操作性，节约工期。
优选为，在浇注混凝土时，在组合梁上部、即组合桁架的上悬材130的水平板132放置台面板D后，在模板20的截面内及台面板D的上部浇注混凝土并进行养护，从而使组合梁和板坯形成为一体。
图3a是根据本发明的其他实施例的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁的立体图，图3b是截面图。
本实施例进一步包括与上悬材130的上端结合的”T”字形钢133。在上悬材130的上端进一步设置”T”字形钢133，”T”字形钢133的垂直板下端与上悬材130的上面结合，从而”T”字形钢133在上悬材130的上端突出形成为“T”字形。由此，如图3a和3b所示，”T”字形钢133埋设在板坯S，上悬材130可与板坯S一体移动。即，朝板坯内部突出的”T”字形钢133加强组合桁架10和模板20的截面内侧与在台面板D上部填充的混凝土30形成为一体化。因截面硬性被增加，因此构造部件的硬性也增加，从而能够在施工荷载下因充分的硬性而不会发生下垂或振动或除此之外的变形，尤其作用于负力矩时，因将钢材配置在拉伸区，因此具有增加硬性的效果。
图4a-c是本发明的折叠式复材的扁钢的各种形状的俯视图。
如上所述，本发明的折叠式复材120由连接多个扁钢121的端部形成，扁钢121的形状可如图4a所示，直接使用通常的长方形形态，或者如图4b所示，可由将扁条的端部磨圆的形状构成，尤其，如图4c所示，形成为将扁条的两端部增加相当于穿孔大小的截面的哑铃形态构成，从而能够有效使用钢材量。
图5a-c是本发明的折叠式复材的各种形态的侧视图。
根据本发明的折叠式复材120由构成用于连接上悬材和下悬材的桁架部件的倾斜材料形成，可具有各种桁架形状。如图5a所示，如果具有华伦式桁架(Warren Truss)形状，则能够体现方便施工的同时，方便搬运复材的组合桁架，如图5b所示，如果具有普拉特桁架(Pratt Truss)形状，则因长度短的垂直材料承受压缩应力而长度场的倾斜材料承受拉伸应力，而起到构造效率强且垂直材料和倾斜材料皆抵抗剪力的箍筋(Stirrup)作用，因此能够体现抗剪效果强的组合桁架。尤其，当组合梁的高度高时，如图5c所示，优选将折叠式复材120形成为双重华伦式桁架(Double Warren Truss)。当组合梁的高度高时，浇注混凝土时，作用于模板20的侧压会变大，此时，将折叠式复材120形成为双重华伦式桁架(DoubleWarren Truss)形状，而且在扁钢121的交叉点进一步设置”D”形帽150，此时，在模板20增加支撑点，因此能够体现节约模板20厚度的组合桁架10。
图6a-c是根据本发明的折叠式复材的折叠状态的俯视图。
图6a-c分别是图5a-c的华伦式桁架(Warren Truss)、普拉特桁架(Pratt Truss)、双重华伦式桁架(Double Warren Truss)形状的折叠式复材的折叠形状的示意图。连接扁钢121的端部来形成折叠式复材120，在连接部形成穿孔，并通过铰链盖122可旋转地连接扁钢121，此时，如图6a-c所示，能够进行折叠以具备小体积。因此，折叠式复材120在搬运及保管过程中能够折叠来减小体积，在组装设置时，展开进行组装，从而节约搬运及保管费用，提高施工方便性。
如上所述，根据本发明，组合桁架起到能够有效支撑施工荷载和混凝土重力的构造部件作用，因此无需支柱，能够确保宽的操作空间，提高施工方便性，而且无需等待混凝土养护而能够首先设置骨架，缩短工期。
而且，混凝土硬化后解除模板时，下悬材、上悬材、折叠式复材全不接触外器，被容纳在混凝土内，因此能够提高耐久性和耐火性。
折叠式复材在搬运及保管步骤中通过折叠减小体积，组装设置时通过展开进行组装，从而节约搬运及保管费用，提高施工方便性。
混凝土硬化后去除模板的埋设型组合桁架的组合梁的上下悬材起到抗弯材料的作用，折叠式复材起到抗剪材料的作用，从而结构性能优秀，相较于现有露出型组合梁，对下垂及振动的韧性强。
以上参照所示实施例详细说明了本发明，但本领域的技术人员可参照所示实施例在不脱离本发明的技术思想的范围内进行各种变形及修改。本发明并不局限于以上变形及修改，而依据以下所附权利要求范围而定。

Claims (6)

1.一种附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁，其特征在于，包括：
组合桁架(10)，所述组合桁架包括下悬材(110)、一对折叠式复材(120、120)以及一对上悬材(130、130)，其中所述下悬材(110)以规定厚度形成为板状，朝宽度方向突出结合有沿着长度方向隔开规定间隔并在两端或全区间形成有螺纹的螺丝棒(140)，所述一对折叠式复材(120、120)是连接多个扁钢(121)的端部形成为“之”字形，在位于扁钢(121)的接合处的穿孔穿入与下悬材(110)结合的螺丝棒(140)并在外侧结合”D”形帽(150)，然后将所述折叠式复材(120、120)的下端结合在下悬材(110)的宽度方向的两端，所述上悬材(130、130)包括沿着长度方向隔开规定间隔并穿透有结合孔的垂直板(131)和形成在垂直板(131)上端的水平板(132)，螺丝棒(140)穿透垂直板(131)的结合孔和折叠式复材(120)的上端穿孔，并在外侧结合有”D”形帽(150)，然后与一对折叠式复材(120、120)结合；
模板(20)，由一对侧壁模板(21、21)和“U”字形的下部模板(22)构成，在“U”字形的下部模板(22)的两侧面重叠地结合有一对侧壁模板(21、21)的下端，而具有上面开放的“U”字形截面，在截面内容纳组合桁架(10)，在与组合桁架(10)的上悬材(130)和下悬材(110)结合的”D”形帽(150)的对应位置穿透有螺栓孔(20h)，螺栓从外侧通过螺栓孔(20h)与”D”形帽(150)结合，将模板(20)固定在组合桁架(10)上；以及
混凝土(30)，被浇注在模板(20)的截面内而与组合桁架(10)成为一体，
所述模板(20)在混凝土(30)硬化后通过松开螺栓进行去除。
2.一种附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁，其特征在于，包括：
组合桁架(10)，所述组合桁架包括下悬材(110)、一对折叠式复材(120、120)以及一对上悬材(130、130)，其中所述下悬材(110)以规定厚度形成为板状，朝宽度方向突出结合有沿着长度方向隔开规定间隔并在两端或全区间形成有螺纹的螺丝棒(140)，所述一对折叠式复材(120、120)是连接多个扁钢(121)的端部形成为“之”字形，在位于扁钢(121)的接合处的穿孔穿入与下悬材(110)结合的螺丝棒(140)并在外侧结合”D”形帽(150)，然后将所述折叠式复材(120、120)的下端结合在下悬材(110)的宽度方向的两端，所述上悬材(130、130)包括沿着长度方向隔开规定间隔并穿透有结合孔的垂直板(131)和形成在垂直板(131)上端的水平板(132)，螺丝棒(140)穿透垂直板(131)的结合孔和折叠式复材(120)的上端穿孔，并在外侧结合有”D”形帽(150)，然后与一对折叠式复材(120、120)结合；
模板(20)，由一对侧壁模板(21、21)和“U”字形的下部模板(22)构成，在“U”字形的下部模板(22)的两侧面重叠地结合有一对侧壁模板(21、21)的下端，而具有上面开放的“U”字形截面，在截面内容纳组合桁架(10)，在与组合桁架(10)的上悬材(130)和下悬材(110)结合的”D”形帽(150)的对应位置穿透有螺栓孔(20h)，螺栓从外侧通过螺栓孔(20h)与”D”形帽(150)结合，将模板(20)固定在组合桁架(10)上；以及
混凝土(30)，被浇注在模板(20)的截面内而与组合桁架(10)成为一体。
3.根据权利要求1或2所述的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁，其特征在于，所述上悬材(130)由“T”字形钢或“┐”字形钢构成。
4.根据权利要求1或2所述的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁，其特征在于，进一步包括“T”字形钢(133)，所述“T”字形钢是垂直板的下端结合在上悬材(130)的水平板(132)的上面而从上悬材(130)的上端以“T”字形突出而成。
5.根据权利要求1或2所述的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁，其特征在于，所述折叠式复材(120)选自华伦式桁架、普拉特桁架、双重华伦式桁架中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的附着有模板的埋设型组合桁架的组合梁，其特征在于，所述扁钢(121)形成为两端部增加与穿孔的大小相当的截面的哑铃形态。
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