CN203201018U - 一种空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于，主要由闭合环形半圆形钢板、Y形腹板、剪力连接件、水平连接板、钢筋混凝土翼缘板、弯筋、横纵向配筋、腹板混凝土（负弯矩的局部范围内）、异形横隔板组成；Y形腹板焊接于闭合环形半圆形钢板的内部；在闭合环形半圆形钢板的两侧焊接水平连接板和竖向剪力连接件；先将闭合环形半圆形钢板及其连接钢板焊接成一整体，再将剪力连接件与弯筋、横纵向配筋连接牢固，最后支设模板，浇筑混凝土翼缘板。本实用新型的抗弯及抗扭性能良好，同时梁的重量轻、净高小、外形美观，具有较好的技术经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钢-混凝土组合梁，特别涉及一种空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁。属于建筑工程领域，适用于对梁抗弯抗扭承载力要求高，梁截面尺寸受到严格限制的工程。
背景技术
钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构。它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成一整体，在荷载作用下，上部的混凝土承受压力，下部的钢结构承受弯拉应力，
现有钢-混凝土组合梁一般为外包混凝土的组合梁，该结构具有用钢量省、稳定性好、刚度大、承载力高、延性好等优点，适用于跨度较大的结构。其中，外包U型钢混凝土组合梁是近年来兴起的一种新型组合结构体系，它是采用薄钢板直接冷弯或用冷弯薄壁型钢焊接成U形截面，然后在U形截面内部填充混凝土作为T形梁的肋部，翼缘为现浇混凝土板。外包钢结构与内部混凝土通过钢与混凝土之间的粘结力和开口隔板等连接件来共同受力，协调变形。这种结构克服了钢筋混凝土结构的抗拉强度低的弱点，提高了钢材的屈曲承载力，改善了结构的延性。
箱梁混凝土组合梁，是在原有结构中钢筋混凝土梁的基础上，依靠高强度结构胶结剂或抗剪连接件的连结作用，将箱梁（工字梁、箱型钢梁、钢桁架）与钢筋混凝土板连接起来形成整体。组合梁在荷载作用下，交接面上的混凝土和型钢具有基本相同的应变值，两者共同受力。其中常见的就是T形组合梁（使用工字型钢梁）和侧锚组合梁（使用T形钢梁），继而衍生开发出箱形钢梁、桁架梁和蜂窝形钢梁。该类型结构具有承载力高、刚度大、抗震性能好、自重轻、结构高度小、施工简易，工厂化生产程度高。
上述几种组合梁虽在适宜的工程背景下以取得了较好的技术经济效益，但上述组合梁在受力过程中常存在两个受力薄弱面：一是钢筋与填充混凝土的交界面；二是钢筋混凝土翼缘板与梁的接触面，这两处的滑移过大，容易导致梁发生粘结滑移破坏和纵向剪切滑移破坏；而且组合梁在钢-混凝土协调变形能力方面尚存不足。
综上所述，外包混凝土组合梁的用钢量大，中性线以上钢板的抗拉性能难以发挥，而且易出现纵向剪切滑移破坏；箱梁混凝土组合梁中箱梁与上部混凝土的连接强度偏低，梁的抗扭性能、抗震性能等尚需改善。鉴于此，目前亟需发明一种新型钢与钢筋混凝土组合梁，使其具有变形协调能力强、自重轻、承压能力和抗扭刚度突出等优点。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种钢-混凝土组合梁，使其与上部混凝土板连接充分，具有良好的抗弯及抗扭性能，而且梁的重量轻、净高小、外形美观。
为了实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于，主要由闭合环形半圆形钢板、Y形腹板、剪力连接件、水平连接板、钢筋混凝土翼缘板、弯筋、横纵向配筋组成；“Y形”腹板焊接于闭合环形半圆形钢板的内部；在闭合环形半圆形钢板的平面两端焊接有水平连接板和剪力连接件；剪力连接件与弯筋、横纵向配筋连接；在水平连接板上浇筑有混凝土翼缘板。
所述闭合环形半圆形钢板内部的Y形腹板为倒Y形放置，下部的两支脚对称焊接于半圆形钢板的内壁上，未焊接的另一支脚与闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板之间用高强度结构胶结剂粘结，钢板厚度不小于10mm。
闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板上设有注浆孔和排气孔，半圆形钢板负弯矩段的空腔用异形横隔板分隔，其内灌注有混凝土；所述Y形腹板的各支脚上焊接有加筋板，加筋板长300mm~800mm，宽度为支脚宽度的1/3~1/2，钢板厚度不小于8mm。
所述注浆孔、排气孔呈圆形，在所述组合梁负弯矩段沿闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板的中线均匀布设，注浆孔内径40mm~60mm，排气孔内径20mm~30mm。
所述水平连接板焊接于闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢盖板的上表面，水平连接板上焊接竖向剪力连接件，钢板的厚度不小于10mm。
所述剪力连接件呈T形，其上端与钢筋混凝土翼缘板内的弯筋、横纵向配筋连接。
环形型钢与上部钢筋混凝土翼缘板连接区域的斜面与水平面夹角不大于45度。
本实用新型具有以下的特点和有益效果：
（1）闭合环形半圆形钢板内接Y形截面钢板组合钢梁，充分利用同等截面积下Y形组合的惯性矩大于矩形、工字形、T形、X形的几何特性，使结构具有更好的抗弯性能和抗扭刚度。
（2）在承受负弯矩的区域两端焊接异形横隔板，并灌注混凝土，既可发挥混凝土的抗压性能、节省钢材用量，还可减轻组合结构重量；同时，在该区域Y形腹板上焊接加筋板，可进一步改善组合梁的受力性能。
（3）在闭合环形半圆形钢板上焊接水平连接板和剪力连接件可增强环形型钢与上部钢筋混凝土板的连接强度，防止组合梁发生粘结滑移破坏和纵向剪切滑移等形式的破坏。
附图说明
图1是本实用新型空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁负弯矩区域的断面图；
图2是空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁在正弯矩区域的断面图；
图3是异形横隔板的示意图；
图4是闭合环形半圆形钢板俯视图。
图中：1-闭合环形半圆形钢板、2-Y形腹板、3-钢筋混凝土翼缘板、4-加筋板、5-剪力连接件、6-水平连接板、7-弯筋、8-横纵向配筋、9-腹板混凝土（负弯矩的局部范围内）、10-注浆孔、11-排气孔、12-异形横隔板。
具体实施方式
混凝土的设计参数及施工要求，钢板间焊接、粘结施工要求，剪力连接件与钢筋间的绑扎施工要求，异形横隔板的切割方法等，本实施方式中不再累述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。
图1是本实用新型空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁负弯矩区域的断面图，图2是空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁在正弯矩区域的断面图，图3是异形横隔板的示意图，图4是闭合环形半圆形钢板俯视图。
参照图1~4所示，闭合环形半圆形钢板1由底面外径为300mm的环形半圆形钢板和顶面宽为300mm的矩形钢板焊接而成，钢板的厚度为12mm，长度为9000mm，钢板的强度等级为Q235，各项参数应满足现行相关规范之要求。
闭合环形半圆形钢板1内部的Y形腹板2由三块大小和规格相同的钢板焊接成，钢板间夹角为120°，长度与组合梁长度相等，厚度为10mm，宽为80mm，各项参数应满足现行相关规范之要求。
将Y形腹板2呈倒Y形放置于闭合环形半圆形钢板1的内部，将Y形腹板2下部的两支脚对称焊接于闭合环形半圆形钢板1底面的环形半圆形钢板的内壁上，未焊接的另一支脚与闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板之间用高强度结构胶结剂粘结。
在闭合环形半圆形钢板1顶面的矩形钢板的上表面上焊接有水平连接板6，水平连接板6的宽度为100mm，钢板厚度12mm，长9000mm，钢板的强度等级为Q235，与矩形钢板的搭接宽度为40mm，各项参数应满足现行相关规范之要求。
在闭合环形半圆形钢板1受负弯矩区域两端部设异形横隔板12，用于封堵负弯矩段后期浇筑的混凝土，控制混凝土成型，异形横隔板12厚度为8mm，强度等级为Q235，各项参数应满足现行相关规范之要求。
在Y形腹板2的各支脚中部等间隔焊接加筋板4，加筋板长度为500mm，宽度为40mm，间隔500mm，通过焊接位置设计，使加筋板4与异形横隔板12相焊接，强度等级为Q235，各项参数应满足现行相关规范之要求；同时在组合梁受负弯矩区域内闭合环形半圆形钢板1顶面的矩形钢板上设有两排注浆孔10（间距500mm，直径50mm）和两排排气孔11（间距500mm，直径30mm）。
闭合环形半圆形钢板1与Y形腹板2、异形横隔板12、水平连接板6、连接完成后，在其上焊接4排竖向T形剪力连接件5，T形剪力连接件5采用长度为80mm、直径为10mm、强度等级为Q235的螺栓，T形剪力连接件5的上部与弯筋7和横纵向配筋8绑扎连接。
通过注浆孔10向承受负弯矩的局部范围内灌注混凝土，形成腹板混凝土9，再支模浇筑混凝土，形成钢筋混凝土翼缘板3；腹板混凝土9与钢筋混凝土翼缘板3的混凝土强度等级均为C30。
Claims (7)
1.一种空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于，主要由闭合环形半圆形钢板、Y形腹板、剪力连接件、水平连接板、钢筋混凝土翼缘板、弯筋、横纵向配筋组成；Y形腹板焊接于闭合环形半圆形钢板的内部；在闭合环形半圆形钢板的平面两端焊接有水平连接板和剪力连接件；剪力连接件与弯筋、横纵向配筋连接；在水平连接板上浇筑有混凝土翼缘板。
2.根据权利要求1所述的空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于所述闭合环形半圆形钢板内部的Y形腹板为倒Y形放置，下部的两支脚对称焊接于半圆形钢板的内壁上，未焊接的另一支脚与闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板之间用高强度结构胶结剂粘结。
3.根据权利要求1所述的空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板上设有注浆孔和排气孔，半圆形钢板负弯矩段的空腔用异形横隔板分隔，其内灌注有混凝土；所述Y形腹板的各支脚上焊接有加筋板，加筋板长300mm~500mm，宽度为支脚宽度的1/3~1/2，钢板厚度不小于8mm。
4.根据权利要求3所述的空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于所述注浆孔、排气孔呈圆形，在所述组合梁负弯矩段沿闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板的中线均匀布设，注浆孔内径40mm~60mm，排气孔内径20mm~30mm。
5.根据权利要求1所述的空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于所述水平连接板焊接于闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢盖板的上表面，水平连接板上焊接竖向剪力连接件。
6.根据权利要求5所述的空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于所述剪力连接件呈T形，其上端与钢筋混凝土翼缘板内的弯筋、横纵向配筋连接。
7.根据权利要求1所述的空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于环形型钢与上部钢筋混凝土翼缘板连接区域的斜面与水平面夹角不大于45度。
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