CN114016665B - 轻型钢木组合梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种轻型钢木组合梁，包括两个C型钢，两个C型钢的翼缘边相对接形成内部沿轴向贯通的组合梁外骨架，组合梁外骨架内部设有内部中空的支撑钢件，支撑钢件与两个C型钢的腹板均相接触并与两个C型钢的两侧翼缘之间均具有间隔空间，间隔空间内填充有多层胶合木，相邻多层胶合木之间设有调节垫板。两个C型钢相对接形成的组合梁外骨架以及内部中空的支撑钢件具有截面经济合理、节省材料、强度高、塑性优良等特点，多层胶合木具有刚度高、塑性、耗能性和抗震性能良好等特点，二者有机组合降低了组合梁构件整体的重量和成本，同时也保证了组合梁的抗弯、抗压和抗剪能力。

Description

轻型钢木组合梁

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种轻型钢木组合梁。

背景技术

随着现代建筑工业化的发展，建筑材料逐渐多元化。传统工业与民用建筑主要采用现浇钢筋混凝土结构，梁构件主要通过支模板现浇混凝土完成，其施工过程繁琐、工期较长。传统钢混结构或钢结构梁存在用钢量大、混凝土用量大、碳排放量较高等问题，对于建筑行业的可持续发展造成阻碍。

木结构作为一种可再生能源，与钢材的有机结合是一种绿色环保的结构形式。钢木结构赋予建筑现代气息，可以充分利用木结构节能环保的优点，并结合钢材强度高、塑性好等特点，使建筑更加坚固耐用。然而，现有钢木组合结构构件形式单一，多为热轧型钢材与木材分离式组合形式，且构件质量大、生产成本高、装配繁琐、不可拆卸更换，难以满足经济实用且承载力较大的现代化发展趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够同时满足承载力要求和经济性优势的轻型钢木组合梁，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种轻型钢木组合梁，包括两个C型钢，两个C型钢的翼缘边相对接形成内部沿轴向贯通的组合梁外骨架，组合梁外骨架内部设有内部中空的支撑钢件，支撑钢件与两个C型钢的腹板均相接触并与两个C型钢的两侧翼缘之间均具有间隔空间，间隔空间内填充有多层胶合木，相邻多层胶合木之间设有调节垫板。

优选地，多层胶合木与C型钢的翼缘之间通过第一连接件相连接。

优选地，支撑钢件与C型钢的腹板之间通过第二连接件相连接。

优选地，相邻多层胶合木、调节垫板与C型钢的腹板之间通过第三连接件相连接。

优选地，第三连接件为对拉螺栓组件。

优选地，两个C型钢的翼缘边相焊接。

优选地，多层胶合木为与组合梁外骨架的轴向一致的顺纹布置。

优选地，多层胶合木为正交胶合木或旋切板胶合木。

优选地，支撑钢件为方钢管或对开口布置的槽钢。

优选地，支撑钢件内部填充有自密实轻质混凝土。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明的轻型钢木组合梁采用C型钢、内部中空的支撑钢件和多层胶合木组合而成，两个C型钢相对接形成的组合梁外骨架以及内部中空的支撑钢件具有截面经济合理、节省材料、强度高、塑性优良等特点，多层胶合木具有刚度高、塑性、耗能性和抗震性能良好等特点。二者有机组合降低了组合梁构件整体的重量和成本，同时也保证了组合梁的抗弯、抗压和抗剪能力。

附图说明

图1是本发明实施例的轻型钢木组合梁的立体结构示意图。

图2是本发明实施例的轻型钢木组合梁的分体示意图。

图3是本发明实施例的轻型钢木组合梁的横截面示意图。

图4是本发明实施例的轻型钢木组合梁中，组合梁外骨架的结构示意图。

图5是本发明实施例的轻型钢木组合梁中，多层胶合木的结构示意图。

图6是本发明实施例的轻型钢木组合梁中，调节垫板的结构示意图。

图7是本发明实施例的轻型钢木组合梁中，第三连接件的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 C型钢

11 第一连接孔

12 第三连接孔

13 第五连接孔

1a 腹板

1b 翼缘

1c 翼缘边

10 组合梁外骨架

2 支撑钢件

21 第四连接孔

3 多层胶合木

31 第二连接孔

32 连接孔道

4 调节垫板

41 第六连接孔

5 第一连接件

6 第二连接件

7 第三连接件

71 螺纹杆

72 螺母

73 垫片

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”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，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图7所示，本发明的轻型钢木组合梁的一种实施例。

参见图1、图2、图3和图4，本实施例的轻型钢木组合梁包括两个C型钢1，C型钢1包括腹板1a、位于腹板1a两侧的翼缘1b和分别位于两翼缘1b端部的两翼缘边1c。优选地，两个C型钢1均为冷弯薄壁C型钢。两个C型钢1的开口相对布置，两个C型钢1的翼缘边1c相对接形成内部沿轴向贯通的组合梁外骨架10。优选地，两个C型钢1的翼缘边1c相焊接，构成稳固的组合梁外骨架10。较佳地，可以在两个C型钢1相对接翼缘1b拼缝处设置焊缝，通过连续满焊形成组合梁外骨架10。组合梁外骨架10内部设有支撑钢件2，支撑钢件2内部中空，优选地，支撑钢件2内部沿轴向贯通，支撑钢件2与组合梁外骨架10优选为同轴设置。支撑钢件2与两个C型钢1的腹板1a均相接触，并且，支撑钢件2与两个C型钢1的两侧翼缘1b之间均具有间隔空间，该间隔空间内填充有多层胶合木3，因此，对应于两个C型钢1的四个翼缘1b，多层胶合木3设有四个，分别填充在四个翼缘1b与支撑钢件2之间，多层胶合木3与支撑钢件2、C型钢1的腹板1a、翼缘1b及翼缘边1c均紧密接触。相邻的多层胶合木3之间设有调节垫板4，该调节垫板4亦位于支撑钢件2与C型钢1的翼缘边1c之间，调节垫板4与支撑钢件2、C型钢1的翼缘边1c以及位于调节垫板4两侧的多层胶合木3均紧密接触。调节垫板4设有两个，分别位于两组相对接的翼缘边1c与支撑钢件2之间，起到填补缝隙的作用，使多层胶合木3与支撑钢件2、C型钢1紧密贴合，在承受外力作用时不发生相对位移。调节垫板4优选采用钢制垫板。多层胶合木3具有强度较高的抗弯特性，设置在两个C型钢1的翼缘1b位置，起到代替钢筋的作用；支撑钢件2则约束多层胶合木3和两个C型钢1，起到代替箍筋的作用。

本实施例的轻型钢木组合梁采用C型钢1、内部中空的支撑钢件2和多层胶合木3组合而成，两个C型钢1相对接形成的组合梁外骨架10以及内部中空的支撑钢件2具有截面经济合理、节省材料、强度高、塑性优良等特点，多层胶合木3具有刚度高、塑性、耗能性和抗震性能良好等特点。二者有机组合降低了组合梁构件整体的重量和成本，同时也保证了组合梁的抗弯、抗压和抗剪能力。

参见图1，本实施例中，优选地，多层胶合木3与C型钢1的翼缘1b之间通过第一连接件5相连接。较佳地，参见图2，C型钢1的翼缘1b上开设有第一连接孔11，多层胶合木3与C型钢1的翼缘1b相接触的面上开设有第二连接孔31，第一连接孔11与第二连接孔31通过第一连接件5紧密相连。为保证连接稳固性，第一连接件5可以设有多个，多个第一连接件5阵列布置，相应地，第一连接孔11与第二连接孔31也均设有多个。第一连接件5优选可以采用自攻钉，自攻钉的型号可以采用ST8.0或ST9.5。

参见图1，本实施例中，优选地，支撑钢件2与C型钢1的腹板1a之间通过第二连接件6相连接。较佳地，参见图2，C型钢1的腹板1a上开设有第三连接孔12，支撑钢件2与C型钢1的腹板1a相接触的面上开设有第四连接孔21，第三连接孔12与第四连接孔21通过第二连接件6紧密相连。为保证连接稳固性，第二连接件6可以设有多个，多个第二连接件6在C型钢1的腹板1a的中部位置沿组合梁外骨架10的轴向间隔均匀布置，相应地，第三连接孔12与第四连接孔21也均设有多个。第二连接件6优选可以采用自攻钉，自攻钉的型号可以采用ST8.0或ST9.5。

参见图1和图3，本实施例中，优选地，相邻多层胶合木3、调节垫板4与C型钢1的腹板1a之间通过第三连接件7相连接。较佳地，参见图4，C型钢1的腹板1a上在靠近两侧翼缘1b处均开设有第五连接孔13；参见图5，多层胶合木3与C型钢1的腹板1a相接触的面上开设有贯穿多层胶合木3的连接孔道32；参见图6，调节垫板4上开设有第六连接孔41；参见图3，第三连接件7依次连接一个C型钢1的腹板1a上的第五连接孔13、一个多层胶合木3上的连接孔道32、调节垫板4上的第六连接孔41、另一个多层胶合木3上的连接孔道32以及另一个C型钢1的腹板1a上的第五连接孔13，由此将相邻多层胶合木3、调节垫板4与C型钢1的腹板1a固定连接形成整体，共同参与结构受力。为保证连接稳固性，在C型钢1的腹板1a两侧靠近两侧翼缘1b的位置处均沿组合梁外骨架10的轴向间隔均匀布置有多个第三连接件7，相应地，C型钢1的腹板1a上的第五连接孔13、多层胶合木3上的连接孔道32以及调节垫板4上的第六连接孔41也均设有多个。

参见图7，优选地，第三连接件7为对拉螺栓组件，对拉螺栓组件包括螺纹杆71，螺纹杆71的两端均设有螺母72和垫片73，参见图2和图3，螺纹杆71依次穿过一个C型钢1的腹板1a上的第五连接孔13、一个多层胶合木3上的连接孔道32、调节垫板4上的第六连接孔41、另一个多层胶合木3上的连接孔道32以及另一个C型钢1的腹板1a上的第五连接孔13，螺纹杆71的两端分别穿过两个C型钢1的腹板1a上的第五连接孔13和一个垫片73后与一个螺母72紧固连接，通过拧紧两个螺母72，实现第三连接件7将相邻多层胶合木3、调节垫板4与C型钢1的腹板1a紧固连接。由此可便于组合梁后期的更换和维护。较佳地，对拉螺栓组件中，螺纹杆71采用精轧螺纹杆，螺母72采用六角精轧螺母，垫片73采用钢制垫片。对拉螺栓组件可以为M16 8.8s对拉螺栓或M18 8.8s对拉螺栓。

本实施例中，优选地，多层胶合木3为与组合梁外骨架10的轴向一致的顺纹布置，木材顺纹能够承受较大的拉力，具有强度较高的抗弯特性。

本实施例中，优选地，多层胶合木3为正交胶合木或旋切板胶合木，采用奇数层交错布置，如采用正交胶合木时可以为五层交错布置，采用旋切板胶合木时可以为七层交错布置。

本实施例中，优选地，支撑钢件2为方钢管或对开口布置的槽钢，槽钢可以采用卷边槽钢。支撑钢件2的壁厚优选为1.5mm-3.0mm。

本实施例中，优选地，支撑钢件2内部可以填充有自密实轻质混凝土，用于满足承受压力更大的工况。

与现有技术相比，本实施例的轻型钢木组合梁具有截面经济合理、节省材料且抗弯、剪能力高、塑性优良等特点，降低了组合梁构件整体的重量和成本，同时干式连接方便组合梁后期的更换和维护。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轻型钢木组合梁，其特征在于，包括两个C型钢(1)，两个所述C型钢(1)的翼缘边(1c)相对接形成内部沿轴向贯通的组合梁外骨架(10)，两个所述C型钢(1)的翼缘边(1c)相焊接，所述组合梁外骨架(10)内部设有内部中空的支撑钢件(2)，所述支撑钢件(2)与两个所述C型钢(1)的腹板(1a)均相接触并与两个所述C型钢(1)的两侧翼缘(1b)之间均具有间隔空间，所述间隔空间内填充有多层胶合木(3)，相邻所述多层胶合木(3)之间设有调节垫板(4)。

2.根据权利要求1所述的轻型钢木组合梁，其特征在于，所述多层胶合木(3)与所述C型钢(1)的翼缘(1b)之间通过第一连接件(5)相连接。

3.根据权利要求1所述的轻型钢木组合梁，其特征在于，所述支撑钢件(2)与所述C型钢(1)的腹板(1a)之间通过第二连接件(6)相连接。

4.根据权利要求1所述的轻型钢木组合梁，其特征在于，相邻所述多层胶合木(3)、所述调节垫板(4)与所述C型钢(1)的腹板(1a)之间通过第三连接件(7)相连接。

5.根据权利要求4所述的轻型钢木组合梁，其特征在于，所述第三连接件(7)为对拉螺栓组件。

6.根据权利要求1所述的轻型钢木组合梁，其特征在于，所述多层胶合木(3)为与所述组合梁外骨架(10)的轴向一致的顺纹布置。

7.根据权利要求1所述的轻型钢木组合梁，其特征在于，所述多层胶合木(3)为正交胶合木或旋切板胶合木。

8.根据权利要求1所述的轻型钢木组合梁，其特征在于，所述支撑钢件(2)为方钢管或对开口布置的槽钢。

9.根据权利要求1所述的轻型钢木组合梁，其特征在于，所述支撑钢件(2)内部填充有自密实轻质混凝土。

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