CN110042985A - 一种切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，包括四根主梁和一根次梁；四根主梁组合成矩形框架，次梁固定在矩形框架内，与矩形框架短边一侧的主梁平行设置，形成钢制骨架；其中，主梁和次梁均由工字梁制成，工字梁沿其腹板上的预设折线切割分成两个带缺口的钢梁，在钢梁的缺口上设置翼缘形成腹板带有孔洞的主梁或次梁；钢制骨架预制完成后，在其中布置纵向钢筋和管线，纵向钢筋包括上部纵向钢筋和下部纵向钢筋；其中，下部纵向钢筋和管线均穿过主梁和次梁上的孔洞，上部纵向钢筋从主梁和次梁的上翼缘上部通过，在布置好纵向钢筋和管线后浇筑混凝土，用混凝土将钢制骨架包裹，从而使得钢制骨架与钢筋混凝土楼板形成整体模块。

Description

一种切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁

技术领域

本发明涉及建筑构件技术领域，尤其涉及一种切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁。

背景技术

我国每年城乡新建房屋面积20亿立方米，其中80％以上为高能耗建筑，我国单位建筑面积能耗是发达国家的2倍以上。据中国钢协统计，2016年我国钢产量达到8亿吨，自2000年起稳居世界第一，相对应的当前国内建筑工业化程度不到10％，而发达国家钢结构建筑面积占总建筑面积50％以上，日本占到80％。中国作为世界上建筑规模、钢材产量最大的国家，房屋钢结构的发展严重滞后。

现今我国建筑使用组合梁楼板多采用传统现浇施工方式，位于楼板下方的钢梁为实腹式，用钢量大，导致梁高有限，若将翼缘削弱或腹板开洞，则需进一步考虑其失稳问题，且钢梁易锈蚀，不耐高温，防腐、防火等问题尤为重要；钢梁与楼板需要栓钉相互连接，耗费人力、物力；采用混凝土包裹的组合梁，由于钢梁上翼缘距离模板较近，导致输送混凝土入口极小，施工不便；建筑所用管线多在梁板的下方，导致建筑净空降低，占用室内使用空间；在受地震等荷载情况下，支座处楼板即为控制截面，承受负弯矩，钢筋混凝土处于受拉状态，易发生破坏；此外，梁板截面为T形，梁高为钢梁高度h0与楼板厚度L之和，钢梁净高度h0不能作为梁高表示，表述极易混淆。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁。

本发明公开了一种切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，包括四根主梁和一根次梁；所述四根主梁组合成矩形框架，所述次梁固定在所述矩形框架内，与所述矩形框架短边一侧的主梁平行设置，形成钢制骨架；

其中，所述主梁和次梁均由工字梁制成，所述工字梁沿其腹板上的预设折线切割分成两个带缺口的钢梁，在所述钢梁的缺口上设置翼缘形成腹板带有孔洞的所述主梁或所述次梁；

所述钢制骨架预制完成后，在其中布置纵向钢筋和管线，所述纵向钢筋包括上部纵向钢筋和下部纵向钢筋；其中，所述下部纵向钢筋和所述管线均穿过所述主梁和次梁上的孔洞，所述上部纵向钢筋从所述主梁和次梁的上翼缘上部通过，在布置好所述纵向钢筋和所述管线后浇筑混凝土，用混凝土将所述钢制骨架包裹，从而使得所述钢制骨架与钢筋混凝土楼板形成整体模块。

作为本发明的进一步改进，所述主梁和所述次梁的上部分位于所述钢筋混凝土楼板内部。

作为本发明的进一步改进，所述主梁上翼缘的两端为两个梯形板，所述梯形板自端部向中部渐缩；两个所述梯形板之间不设置上翼缘。

作为本发明的进一步改进，所述次梁不设置上翼缘。

作为本发明的进一步改进，所述主梁和/或次梁的上翼缘宽度小于下翼缘宽度。

作为本发明的进一步改进，所述主梁和所述次梁上的孔洞呈梯形。

作为本发明的进一步改进，所述主梁和所述次梁上的孔洞呈矩形。

作为本发明的进一步改进，所述主梁和主梁之间、所述主梁和次梁之间均以焊接的方式连接固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明将钢梁(主梁或次梁)腹板沿折线切割，一分为二，同时腹板处形成多个梯形或矩形孔洞，不仅节省钢材，而且建筑所用管线(水、暖、电管等)可从孔洞穿过，舍弃了吊顶内走管线的传统方式，做到管线不外露，达到室内规整美观的效果，并且使房间内部净高增加，从而增大了使用空间；

本发明根据靠近支座位置钢梁承受的负弯矩大小，将上翼缘形状变为梯形，钢梁中部不设上翼缘，或将钢梁上翼缘变窄，节省钢材，在受地震作用等反复荷载较大的情况下，上翼缘屈服，但因其处于钢筋混凝土楼板内，故不会发生失稳现象，具有良好的耗能能力，下翼缘较宽，也不发生塑性失稳现象，不会使包裹混凝土脱落；

施工完成后，钢梁被混凝土完全包裹于内部，提高了构件的局部稳定，且具有良好的防腐、防火效果；

传统组合梁楼板梁截面按T形计算，梁高为钢梁高度h0与楼板厚度L之和，与之不同的是，而本发明的现浇包裹蜂窝梁为梁板整体模块，梁高即为钢梁净高h0，表述较为明确；此外，传统组合梁楼板中楼板处于T形截面上部，钢梁位于楼板下方，在承受荷载的情况下，支座处楼板承受负弯矩，处于受拉状态，而本发明的现浇包裹蜂窝梁的钢梁上部分位于楼板内部，一方面不仅省去梁板栓钉连接，混凝土浇灌，提高了施工效率，另一方面使得钢梁承受弯矩的中性轴上移，楼板受拉截面面积减小，结构安全性能得到提升。

附图说明

图1是本发明的开梯形孔洞的钢梁腹板制作流程图；

图2是本发明的开矩形孔洞的钢梁腹板制作流程图；

图3是本发明腹板开梯形孔洞的钢梁示意图；

图4是本发明腹板开矩形孔洞的钢梁示意图；

图5是本发明的现浇包裹蜂窝梁的钢制骨架示意图；

图6是本发明的现浇包裹蜂窝梁断面分解图；

图7是本发明的楼板浇筑完成截面图；

图8是本发明上翼缘较窄、腹板开梯形孔洞的钢梁示意图；

图9是本发明上翼缘较窄、腹板开矩形孔洞的钢梁示意图；

图10是本发明上翼缘为梯形、腹板开梯形孔洞的钢梁示意图；

图11是本发明上翼缘为梯形、腹板开矩形孔洞的钢梁示意图；

图12是本发明的上翼缘削弱型现浇包裹蜂窝梁的钢制骨架示意图；

图13是本发明的上翼缘削弱型现浇包裹蜂窝梁断面分解图；

图14是本发明的上翼缘削弱型楼板浇筑完成截面图。

图中：

1、腹板；2、上翼缘；3、下翼缘；4、孔洞；5、主梁；6、次梁；7、钢制骨架；8、混凝土。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

实施例1：

如图1所示，本发明提供一种切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，包括钢制骨架7和包裹在钢制骨架7上的混凝土8；其中：

如图5所示，本发明的钢制骨架7包括四根主梁5和一根次梁6，四根主梁5和一根次梁6可焊接固定构成的如图6所示的“日”字型骨架，即次梁6与两根短边主梁5平行设置。

如图3、4所示，本发明的主梁5或次梁6为工字梁结构，其包括腹板1、上翼缘2、下翼缘3和开设在腹板1上的孔洞4。如图1、2所示，主梁5或次梁6的制作方法为：主梁5和次梁6均由工字梁制成，工字梁沿其腹板上的预设折线切割分成两个带缺口的钢梁，即一个钢梁具有上翼缘和带下缺口的腹板、另一钢梁具有下翼缘和带上缺口的腹板；在钢梁的缺口上设置翼缘形成腹板带有孔洞4的主梁5或次梁6，优选采用焊接的方式对应固定翼缘；即，在带下缺口的钢梁腹板下方焊接固定下翼缘，下翼缘与带下缺口的腹板构成腹板带有孔洞的主梁或次梁；在带上缺口的钢梁腹板上方焊接固定上翼缘，上翼缘与带上缺口的腹板构成腹板带有孔洞的主梁或次梁。

进一步，孔洞4可呈如图3所示的梯形或如图4所示的矩形，或其他形状。腹板上的预设折线根据所需孔洞的形状进行设计；上述方法形成的孔洞较大，较现有圆形孔洞的优势在于更方便管线与钢筋从中穿过。

如图6、7所示，本发明在钢制骨架7预制完成后，在其中布置纵向钢筋和管线(水、暖、电管等)，该纵向钢筋包括上部纵向钢筋和下部纵向钢筋；其中，下部纵向钢筋和管线均穿过主梁5和次梁6上的孔洞4，从而隐藏于楼板内部，增加房间内部净高，且达到室内规整美观的效果。上部纵向钢筋从主梁5和次梁6的上翼缘的上部通过，在布置好纵向钢筋和管线后浇筑混凝土8，用混凝土8将钢制骨架7包裹，从而使得钢制骨架7与钢筋混凝土楼板形成整体模块。

如图6、7所示，上述主梁5和次梁6的上部分位于钢筋混凝土楼板内部；如此一来，不仅可以省去梁板栓钉连接，便于混凝土浇灌，提高施工效率，又可以在楼板受荷情况下，钢梁承受弯矩的中性轴上移，支座处楼板负弯矩减小，受拉截面面积减小，结构安全性能得到提升。并且由于钢制骨架7被混凝土8完全包裹于内部，从而提高了构件的局部稳定，且具有良好的防腐、防火效果。此外，由于钢梁的上翼缘2位于楼板的上表面，因此梁高即为钢梁净高h0，表述明确。

实施例2：

实施例2与实施例1大致相同，区别仅在于将实施例1的图6中主梁和/或次梁的上翼缘宽度等于下翼缘宽度更换为如图8所示的主梁和/或次梁的上翼缘宽度小于下翼缘宽度。

实施例3：

实施例3与实施例2大致相同，区别仅在于将实施例2的图8中主梁和/或次梁的梯形孔洞更换为如图9所示的主梁和/或次梁的矩形孔洞。

实施例4：

实施例4与实施例2大致相同，区别仅在于将实施例2的图8中主梁和/或次梁的上翼缘宽度小于下翼缘宽度更换为如图10所示的主梁上翼缘的两端为两个梯形板，梯形板自端部向中部渐缩，两个梯形板之间不设置上翼缘；同时，在次梁不设置上翼缘。

实施例5：

实施例5与实施例4大致相同，区别仅在于将实施例4的图10中主梁和/或次梁的梯形孔洞更换为如图11所示的主梁和/或次梁的矩形孔洞。

实施例6：

如图12-14所示，以实施例4所示的主梁和次梁的结构为例，按照实施例所示的方法进行施工，得到如图12的钢制骨架7结构，如图13的现浇包裹蜂窝梁结构以及如图14的上翼缘削弱型楼板浇筑结构。

本发明将钢梁(主梁或次梁)腹板沿折线切割，一分为二，同时腹板处形成多个梯形或矩形孔洞，不仅节省钢材，而且建筑所用管线(水、暖、电管等)可从孔洞穿过，舍弃了吊顶内走管线的传统方式，做到管线不外露，达到室内规整美观的效果，并且使房间内部净高增加，从而增大了使用空间；

本发明根据靠近支座位置钢梁承受的负弯矩大小，将上翼缘形状变为梯形，钢梁中部不设上翼缘，或将钢梁上翼缘变窄，节省钢材，在受地震作用等反复荷载较大的情况下，上翼缘屈服，但因其处于钢筋混凝土楼板内，故不会发生失稳现象，具有良好的耗能能力，下翼缘较宽，也不发生塑性失稳现象，不会使包裹混凝土脱落；施工完成后，钢梁被混凝土完全包裹于内部，提高了构件的局部稳定，且具有良好的防腐、防火效果；传统组合梁楼板梁截面按T形计算，梁高为钢梁高度h0与楼板厚度L之和，与之不同的是，而本发明的现浇包裹蜂窝梁为梁板整体模块，梁高即为钢梁净高h0，表述较为明确；此外，传统组合梁楼板中楼板处于T形截面上部，钢梁位于楼板下方，在承受荷载的情况下，支座处楼板承受负弯矩，处于受拉状态，而本发明的现浇包裹蜂窝梁的钢梁上部分位于楼板内部，一方面不仅省去梁板栓钉连接，混凝土浇灌，提高了施工效率，另一方面使得钢梁承受弯矩的中性轴上移，楼板受拉截面面积减小，结构安全性能得到提升。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，其特征在于，包括四根主梁和一根次梁；所述四根主梁组合成矩形框架，所述次梁固定在所述矩形框架内，与所述矩形框架短边一侧的主梁平行设置，形成钢制骨架；

其中，所述主梁和次梁均由工字梁制成，所述工字梁沿其腹板上的预设折线切割分成两个带缺口的钢梁，在所述钢梁的缺口上设置翼缘形成腹板带有孔洞的所述主梁或所述次梁；

所述钢制骨架预制完成后，在其中布置纵向钢筋和管线，所述纵向钢筋包括上部纵向钢筋和下部纵向钢筋；其中，所述下部纵向钢筋和所述管线均穿过所述主梁和次梁上的孔洞，所述上部纵向钢筋从所述主梁和次梁的上翼缘上部通过，在布置好所述纵向钢筋和所述管线后浇筑混凝土，用混凝土将所述钢制骨架包裹，从而使得所述钢制骨架与钢筋混凝土楼板形成整体模块。

2.如权利要求1所述的切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，其特征在于，所述主梁和所述次梁的上部分位于所述钢筋混凝土楼板内部。

3.如权利要求1所述的切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，其特征在于，所述主梁上翼缘的两端为两个梯形板，所述梯形板自端部向中部渐缩；两个所述梯形板之间不设置上翼缘。

4.如权利要求1所述的切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，其特征在于，所述次梁不设置上翼缘。

5.如权利要求1所述的切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，其特征在于，所述主梁和/或次梁的上翼缘宽度小于下翼缘宽度。

6.如权利要求1-5中任一项所述的切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，其特征在于，所述主梁和所述次梁上的孔洞呈梯形。

7.如权利要求1-5中任一项所述的切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，其特征在于，所述主梁和所述次梁上的孔洞呈矩形。

8.如权利要求1-5中任一项所述的切分式腹板开洞的现浇包裹蜂窝梁，其特征在于，所述主梁和主梁之间、所述主梁和次梁之间均以焊接的方式连接固定。