CN110700078A - 一种不锈钢芯板桁架组合梁及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢芯板桁架组合梁及其制作方法，所述不锈钢芯板桁架组合梁包括：依次设置的第一层架构、中间架构和第二层架构，所述第一层架构包括依次布置的第一不锈钢芯板、第二不锈钢芯板和第三不锈钢芯板，所述中间架构包括彼此间隔布置的第四不锈钢芯板和第五不锈钢芯板，所述第二层架构包括第六不锈钢芯板，所述第一不锈钢芯板与所述第二不锈钢芯板通过第一RPC接头连接，所述第二不锈钢芯板与所述第三不锈钢芯板通过第二RPC接头连接，所述第四不锈钢芯板的第一端连接至所述第一RPC接头。该不锈钢芯板桁架组合梁及其制作方法旨在解决现有技术中钢—混凝土组合结构的抗震性能差、容易出现裂缝和锈蚀的技术问题。

Description

一种不锈钢芯板桁架组合梁及其制作方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种不锈钢芯板桁架组合梁及其制作方法。

背景技术

在建筑工程领域，钢—混凝土组合结构在近几十年来的使用越来越多。钢桁架—混凝土组合梁就是钢—混凝土组合结构中的一种常用结构，它是由钢桁架和混凝土板通过连接件连接在一起从而共同承受荷载作用的受弯构件。这种结构形式很好地发挥了钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能。然而，传统的钢—混凝土组合结构在造价、抗震性能方面不理想，而且也容易出现裂缝和锈蚀现象、并且影响工程进度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种不锈钢芯板桁架组合梁及其制作方法，该不锈钢芯板桁架组合梁及其制作方法旨在解决现有技术中钢—混凝土组合结构的抗震性能差、容易出现裂缝和锈蚀的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种不锈钢芯板桁架组合梁，其中，所述不锈钢芯板桁架组合梁包括：依次设置的第一层架构、中间架构和第二层架构，所述第一层架构包括依次布置的第一不锈钢芯板、第二不锈钢芯板和第三不锈钢芯板，所述中间架构包括彼此间隔布置的第四不锈钢芯板和第五不锈钢芯板，所述第二层架构包括第六不锈钢芯板，所述第一不锈钢芯板与所述第二不锈钢芯板通过第一RPC接头连接，所述第二不锈钢芯板与所述第三不锈钢芯板通过第二RPC接头连接，所述第四不锈钢芯板的第一端连接至所述第一RPC接头，所述第五不锈钢芯板的第一端连接至所述第二RPC接头，所述第四不锈钢芯板的第二端通过第三RPC接头与所述第六不锈钢芯板的第一端连接，所述第五不锈钢芯板的第二端通过第四RPC接头与所述第六不锈钢芯板的第二端连接。

优选地，所述第一不锈钢芯板、第二不锈钢芯板、第三不锈钢芯板、第四不锈钢芯板、第五不锈钢芯板以及第六不锈钢芯板各自连接于对应的RPC接头的部位设置有剪力钉。

优选地，所述第一不锈钢芯板背离所述第一RPC接头的一端与所述第六不锈钢芯板的第一端之间连接有第一斜支撑梁，所述第三不锈钢芯板背离所述第二RPC接头的一端与所述第六不锈钢芯板的第二端之间连接有第二斜支撑梁。

优选地，所述第一斜支撑梁连接至所述第三RPC接头，所述第二斜支撑梁连接至所述第四RPC接头。

优选地，所述第一斜支撑梁与所述第三RPC接头连接的部位设置有剪力钉，所述第二斜支撑梁与所述第四RPC接头连接的部位设置有剪力钉。

优选地，所述第一RPC接头、第二RPC接头、第三RPC接头和第四RPC接头中各自设有波纹管。

优选地，所述第一斜支撑梁、第一不锈钢芯板和第四不锈钢芯板依次围成三角形架构，所述第二斜支撑梁、第五不锈钢芯板和第三不锈钢芯板依次围成三角形架构。

优选地，所述第一层架构、中间架构和第二层架构依次从上至下布置。

优选地，所述所述第一层架构、中间架构和第二层架构形成的组合架沿纵向设置有多组，且多组所述组合架彼此连接，所述第一斜支撑梁和第二斜支撑梁分别与相邻的组合架之间的连接缝对齐。

此外，本发明提供一种不锈钢芯板桁架组合梁的制作方法，其中，所述制作方法包括以下步骤：

S1、在预制场，采用热轧型钢焊接将多个沿横向布置的不锈钢芯板焊接，多个不锈钢芯板各自对应的连接处形成钢箱结构，钢箱结构内预留波纹管；

S2、向所述钢箱结构中沿垂直于所述横向的纵向浇筑RPC，以将多个不锈钢芯板连接成组合架，并且沿所述横向在相邻的不锈钢芯板之间预留湿接头浇筑空间；

S3、预制多组经过所述步骤S1和步骤S2得到的组合架；

S4、至安装现场，将多组组合架沿纵向对应地拼装，在多组组合架的湿接头浇筑空间中浇筑RPC，在预留的波纹管内穿钢绞线并进行张拉，并且沿所述横向焊接相邻的不锈钢芯板之间的连接缝，以制得不锈钢芯板桁架组合梁。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明的有益效果包括：

由于本发明提供的不锈钢芯板桁架组合梁主要通过不锈钢芯板和RPC接头连接，不锈钢芯板材料重量极轻，且延伸率≥40％，易于多层架设，可加大跨径，减少下部桩基数量，上部重量减轻的同时，下部构造还可节省用量，可以降低工程造价，PRC通常由超细活性粉末、水泥、优质细骨料、高强度纤维等材料组成，具有优良的抗压、抗弯、抗裂和耐久性能等特性，其强度可达到200Mpa，与传统混凝土相比，强度更高，能更好的与钢结构进行结合，所以该不锈钢芯板桁架组合梁具有较好的抗震性能，混凝土材料如遇到较强等级的地震，则可能直接发生脆性破坏，但金属材料韧性极强，具有很好的弹塑性，遇到地震、地陷时只会变形，不会倒塌。此外，还能避免出现裂缝和锈蚀现象，因为不锈钢芯板寿命极长，且永远不需要防锈维护，不锈钢芯板与活性粉末混凝土都属于高强材料，能更好地抵抗开裂问题。该不锈钢芯板桁架组合梁的另一个优点是可以加快工程进度，在施工中简化支架和模板，无需预埋预应力管道工艺，且不锈钢芯板和活性粉末混凝土可以在工厂同时预制生产，然后再运输到现场拼装施工；由于可以在工厂预制，现场工期快数倍以上，对周边干扰小。

本发明的其他有益效果将在下文的具体实施方式中说明。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明的不锈钢芯板桁架组合梁的侧视图；

图2为本发明的不锈钢芯板桁架组合梁的局部俯视图；

图3为相对于图2中俯视图的右视截面图。

附图标记说明：

1、第一不锈钢芯板，2、第二不锈钢芯板，3、第三不锈钢芯板，4、第四不锈钢芯板，5、第五不锈钢芯板，6、第六不锈钢芯板，7、第一RPC接头，8、第二RPC接头，9、第三RPC接头，10、第四RPC接头，11、剪力钉，12、第一斜支撑梁，13、第二斜支撑梁，14、连接缝，15、组合架，16、波纹管，17、桁架斜撑杆。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参见图1-图3，本发明公开了一种不锈钢芯板桁架组合梁，其中，不锈钢芯板桁架组合梁包括：依次设置的第一层架构、中间架构和第二层架构，第一层架构包括依次布置的第一不锈钢芯板1、第二不锈钢芯板2和第三不锈钢芯板3，中间架构包括彼此间隔布置的第四不锈钢芯板4和第五不锈钢芯板5，第二层架构包括第六不锈钢芯板6，第一不锈钢芯板1与第二不锈钢芯板2通过第一RPC接头7连接，第二不锈钢芯板2与第三不锈钢芯板3通过第二RPC接头8连接，第四不锈钢芯板4的第一端连接至第一RPC接头7，第五不锈钢芯板5的第一端连接至第二RPC接头8，第四不锈钢芯板4的第二端通过第三RPC接头9与第六不锈钢芯板6的第一端连接，第五不锈钢芯板5的第二端通过第四RPC接头10与第六不锈钢芯板6的第二端连接。其中，RPC即活性粉末混凝土。当然，本发明还可以根据需要连接更多的不锈钢芯板，相邻的不锈钢芯板之间采用RPC接头连接。第一RPC接头、第二RPC接头、第三RPC接头和第四RPC接头中各自设有波纹管16。

正如前面提到的，由于本发明提供的不锈钢芯板桁架组合梁主要通过不锈钢芯板和RPC接头连接，不锈钢芯板材料重量极轻，且延伸率≥40％，易于多层架设，可加大跨径，减少下部桩基数量，上部重量减轻的同时，下部构造还可节省用量，可以降低工程造价，PRC通常由超细活性粉末、水泥、优质细骨料、高强度纤维等材料组成，具有优良的抗压、抗弯、抗裂和耐久性能等特性，其强度可达到200Mpa，与传统混凝土相比，强度更高，能更好的与钢结构进行结合，所以该不锈钢芯板桁架组合梁具有较好的抗震性能，混凝土材料如遇到较强等级的地震，则可能直接发生脆性破坏，但金属材料韧性极强，具有很好的弹塑性，遇到地震、地陷时只会变形，不会倒塌。此外，还能避免出现裂缝和锈蚀现象，因为不锈钢芯板寿命极长，且永远不需要防锈维护，不锈钢芯板与活性粉末混凝土都属于高强材料，能更好地抵抗开裂问题。该不锈钢芯板桁架组合梁的另一个优点是可以加快工程进度，在施工中简化支架和模板，无需预埋预应力管道工艺，且不锈钢芯板和活性粉末混凝土可以在工厂同时预制生产，然后再运输到现场拼装施工；由于可以在工厂预制，现场工期快数倍以上，对周边干扰小。

根据本发明的优选实施方式，第一不锈钢芯板1、第二不锈钢芯板2、第三不锈钢芯板3、第四不锈钢芯板4、第五不锈钢芯板5以及第六不锈钢芯板6各自连接于对应的RPC接头的部位设置有剪力钉11。

根据本发明的优选实施方式，第一不锈钢芯板1背离第一RPC接头7的一端与第六不锈钢芯板6的第一端之间连接有第一斜支撑梁12，第三不锈钢芯板3背离第二RPC接头8的一端与第六不锈钢芯板6的第二端之间连接有第二斜支撑梁13。当然，第一斜支撑梁12和第二斜支撑梁13优选钢梁结构。

具体地，第一斜支撑梁12连接至第三RPC接头9，第二斜支撑梁13连接至第四RPC接头10。第一斜支撑梁12与第三RPC接头9连接的部位设置有剪力钉11，第二斜支撑梁13与第四RPC接头10连接的部位设置有剪力钉11。

根据本发明的具体实施方式，第二不锈钢芯板2、第五不锈钢芯板5、第六不锈钢芯板6和第四不锈钢芯板4依次围成四边形架构。第一斜支撑梁12、第一不锈钢芯板1和第四不锈钢芯板4依次围成三角形架构，第二斜支撑梁13、第五不锈钢芯板5和第三不锈钢芯板3依次围成三角形架构。三角形架构进一步提高该不锈钢芯板桁架组合梁的强度和稳定性。

此外，本发明优选第一层架构、中间架构和第二层架构依次从上至下布置，但是，可以理解的是，在有特殊需要时，将第一层架构、中间架构和第二层架构以此从下至上布置的方案也将落入本发明的保护范围，甚至第一层架构、中间架构和第二层架构不管也何种方向排布，都将落入本发明的保护范围。

此外，第一层架构、中间架构和第二层架构形成的组合架15可以沿纵向y设置有多组，且多组组合架15彼此连接，第一斜支撑梁12和第二斜支撑梁13分别与相邻的组合架15之间的连接缝14(连接缝14沿垂直于纵向y的横向x延伸)对齐，这样能更好地增加组合架15之间的连接缝14处的连接强度。相邻的第一斜支撑梁12之间连接桁架斜撑杆17形成桁架结构，相邻的第二斜支撑梁13之间也可以连接桁架斜撑杆17，保证翼缘与整个结构的一体性并增加抗剪能力。

此外，本发明还提供一种不锈钢芯板桁架组合梁的制作方法，其中，制作方法包括以下步骤：

S1、在预制场，采用热轧型钢焊接将多个沿横向x布置的不锈钢芯板焊接，多个不锈钢芯板各自对应的连接处形成钢箱结构，钢箱结构内预留波纹管16；

S2、向钢箱结构中沿垂直于横向x的纵向y浇筑RPC，以将多个不锈钢芯板连接成组合架15，并且沿横向x在相邻的不锈钢芯板之间预留湿接头浇筑空间；

S3、预制多组经过步骤S1和步骤S2得到的组合架15；

S4、至安装现场，将多组组合架15沿纵向y对应地拼装，在多组组合架15的湿接头浇筑空间中浇筑RPC，在预留的波纹管16内穿钢绞线并进行张拉(这样可以增强混凝土接头处的承载能力)，并且沿横向x焊接相邻的不锈钢芯板之间的连接缝14，以制得不锈钢芯板桁架组合梁，连接缝14可以采用机器人小车焊接的方法，以大幅缩短工期。

当然，本发明提供的不锈钢芯板桁架组合梁的制作方法的优点与上述不锈钢芯板桁架组合梁的优点相同，这里不再重复说明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述不锈钢芯板桁架组合梁包括：依次设置的第一层架构、中间架构和第二层架构，所述第一层架构包括依次布置的第一不锈钢芯板、第二不锈钢芯板和第三不锈钢芯板，所述中间架构包括彼此间隔布置的第四不锈钢芯板和第五不锈钢芯板，所述第二层架构包括第六不锈钢芯板，所述第一不锈钢芯板与所述第二不锈钢芯板通过第一RPC接头连接，所述第二不锈钢芯板与所述第三不锈钢芯板通过第二RPC接头连接，所述第四不锈钢芯板的第一端连接至所述第一RPC接头，所述第五不锈钢芯板的第一端连接至所述第二RPC接头，所述第四不锈钢芯板的第二端通过第三RPC接头与所述第六不锈钢芯板的第一端连接，所述第五不锈钢芯板的第二端通过第四RPC接头与所述第六不锈钢芯板的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述第一不锈钢芯板、第二不锈钢芯板、第三不锈钢芯板、第四不锈钢芯板、第五不锈钢芯板以及第六不锈钢芯板各自连接于对应的RPC接头的部位设置有剪力钉。

3.根据权利要求1所述的不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述第一不锈钢芯板背离所述第一RPC接头的一端与所述第六不锈钢芯板的第一端之间连接有第一斜支撑梁，所述第三不锈钢芯板背离所述第二RPC接头的一端与所述第六不锈钢芯板的第二端之间连接有第二斜支撑梁。

4.根据权利要求3所述的不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述第一斜支撑梁连接至所述第三RPC接头，所述第二斜支撑梁连接至所述第四RPC接头。

5.根据权利要求4所述的不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述第一斜支撑梁与所述第三RPC接头连接的部位设置有剪力钉，所述第二斜支撑梁与所述第四RPC接头连接的部位设置有剪力钉。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述第一RPC接头、第二RPC接头、第三RPC接头和第四RPC接头中各自设有波纹管。

7.根据权利要求3至5中任意一项所述的不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述第一斜支撑梁、第一不锈钢芯板和第四不锈钢芯板依次围成三角形架构，所述第二斜支撑梁、第五不锈钢芯板和第三不锈钢芯板依次围成三角形架构。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述第一层架构、中间架构和第二层架构依次从上至下布置。

9.根据权利要求3至5中任意一项所述的不锈钢芯板桁架组合梁，其特征在于，所述所述第一层架构、中间架构和第二层架构形成的组合架沿纵向设置有多组，且多组所述组合架彼此连接，所述第一斜支撑梁和第二斜支撑梁分别与相邻的组合架之间的连接缝对齐。

10.一种不锈钢芯板桁架组合梁的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：

S1、在预制场，采用热轧型钢焊接将多个沿横向布置的不锈钢芯板焊接，多个不锈钢芯板各自对应的连接处形成钢箱结构，钢箱结构内预留波纹管；

S2、向所述钢箱结构中沿垂直于所述横向的纵向浇筑RPC，以将多个不锈钢芯板连接成组合架，并且沿所述横向在相邻的不锈钢芯板之间预留湿接头浇筑空间；

S3、预制多组经过所述步骤S1和步骤S2得到的组合架；

S4、至安装现场，将多组组合架沿纵向对应地拼装，在多组组合架的湿接头浇筑空间中浇筑RPC，在预留的波纹管内穿钢绞线并进行张拉，并且沿所述横向焊接相邻的不锈钢芯板之间的连接缝，以制得不锈钢芯板桁架组合梁。

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