CN206521983U - 一种预制钢板‑高延性混凝土连梁 - Google Patents

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邓明科
卜新星
张阳玺
张思海
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Abstract

本实用新型提供了一种预制钢板‑高延性混凝土连梁，所述预制连梁包括H型钢，高延性混凝土，外包钢板和T形钢板连接件；外包钢板的左右两侧分别焊接有H型钢，外包钢板与H型钢的一个翼缘板焊接；H型钢的另一个翼缘板焊接有沿型钢长度方向均匀分布的锚固钢筋，外包钢板的腹部两块钢板及上下两块钢板焊接成矩形空腔，腹部两侧钢板上预先焊上若干T形钢板连接件；外包钢板的顶部钢板上预留若干用于高延性混凝土浇注的浇筑孔；外包钢板两侧的H型钢浇筑在两边的剪力墙墙肢内，构成预制连梁。该预制连梁易于施工、延性高和抗震性能好。

Description

一种预制钢板-高延性混凝土连梁
技术领域
本实用新型属于土木工程领域，涉及一种耗能连梁，具体涉及一种预制钢板-高延性混凝土连梁。
背景技术
连梁作为剪力墙结构或框架-剪力墙结构的重要耗能构件，在强烈水平地震荷载作用下，传统钢筋混凝土连梁易发生脆性的剪切破坏，且耗能差、抗剪承载力低。为了解决延性、耗能和承载力的问题，国内、外研究学者相继采用了许多改进方法，如：交叉暗柱配筋连梁、对角交叉斜筋配筋连梁、菱形配筋连梁、交叉钢筋与菱形钢筋相结合的连梁和三层复合封闭约束箍筋等配筋形式的连梁，这些改进的配筋方式可以在一定程度上解决延性差、耗能差和承载力低等问题，但过多的配筋方式带来了施工复杂及构造困难的问题，很难实现工程上的应用推广。
钢板-混凝土组合连梁可较好解决延性差、耗能差的问题，钢板-混凝土组合连梁分为内置钢板-混凝土组合连梁和外包钢板-混凝土组合连梁两种。钢板-混凝土组合连梁主要是利用钢板的塑性变形能力好以及良好的抗剪能力，加上混凝土和钢板的组合能避免钢板过早屈曲从而影响其抗剪强度的发挥。实践证明：这种形式的连梁既可以提高抗剪承载力，又能更加有效地改善变形能力、刚度退化和耗能等抗震性能，并且该连梁施工便捷和构造简单，利于工程推广应用，但是混凝土材料自身的脆性，导致普通混凝土材料在地震等往复荷载作用下容易发生脆性破坏。由于钢材和混凝土的性能特点相差较大，这种结构构件会因为混凝土的过早开裂或者压酥，而使得该组合连梁延性和耗能能力不能完全发挥出来。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种预制连梁。
为实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
一种预制钢板-高延性混凝土连梁，所述预制连梁包括H型钢，高延性混凝土，外包钢板和T形钢板连接件；
所述外包钢板由四块钢板构成矩形空腔；
所述外包钢板两端分别焊接有H型钢，所述H型钢由两个翼缘板和一个腹板组装而成；
外包钢板与H型钢的一个翼缘板连接；
所述矩形空腔内的两侧面钢板的内侧连接若干T形钢板连接件；
所述T形钢板连接件由翼缘板和腹板构成；
所述T形钢板连接件的腹板上开有对穿孔；
浇筑高延性混凝土的外包钢板和两端焊接的H型钢形成预制连梁构件。
优选的，所述矩形空腔的顶部钢板上预留若干浇筑孔；高延性混凝土通过浇筑孔浇注于矩形空腔内。
优选的，所述H型钢的翼缘板上焊接有沿型钢长度方向均匀分布的锚固钢筋；所述锚固钢筋直径为8～14mm，钢筋间距为100～400mm。
优选的，所述对穿孔呈圆形，直径为10～40mm，间距为20～50mm。
可选的，所述外包钢板的厚度5～12mm。
可选的，所述T形钢板连接件的钢板厚度为5～10mm。
可选的，所述T形钢板连接件的纵向间距为150～300mm，横向间距为50～200mm。
可选的，所述浇筑孔的孔径为100～200mm。
可选的，所述浇筑孔的间距为300～1000mm。
相较于现有技术，本实用新型的技术效果如下：
(1)连梁两端焊接在H型钢上，H型钢与剪力墙墙肢直接浇筑在一起，保证了连梁与剪力墙刚性连接，同时也便于施工时的放置。
(2)剪力墙水平钢筋直接焊接在H型钢翼缘板上，剪力墙竖向钢筋直接从型钢腹板两侧穿过，连梁与剪力墙交接处的钢筋容易布置。
(3)外包钢板内侧焊有T形钢板连接件，可加强高延性混凝土与外包钢板的连接作用，保证两者的共同工作。
(4)在梁端弯矩较大时，锚固钢筋可保证预制连梁与剪力墙墙肢的共同工作能力，防止连梁与剪力墙墙肢发生脱离。
(5)高延性混凝土具有高强度、高韧性、高耐损伤能力，塑性变形能力和耗能能力强，与外包钢板在地震作用下能协同工作，持续耗能，减轻建筑物在较大地震作用下的损伤。
(6)该连梁在地震作用后，若发生损伤，可切除掉破损连梁，替换完好的连梁，便于建筑物震后的维修。
附图说明
以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为预制钢板-高延性混凝土连梁的结构示意图；
图2为预制钢板-高延性混凝土连梁的施工示意图；
图3、图4为预制钢板-高延性混凝土连梁水平断面示意图；
图5为预制钢板-高延性混凝土连梁竖直断面示意图；
图6为T形连接件示意图。
图中各代码表示：1-H型钢；101-翼缘板；102-腹板；2-T形钢板连接件；201-T形钢板连接件翼缘板；202-T形钢板连接件腹板；3-高延性混凝土；4-外包钢板；5-墙肢纵向钢筋；6-墙肢水平钢筋；7-墙肢；8-浇筑孔，9-对穿孔，10-锚固钢筋。
具体实施方式
本实用新型的高延性混凝土的组分为水泥、粉煤灰、砂、PVA纤维、减水剂和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：砂：水＝1：1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为1.5％。
减水剂的添加量为水泥、粉煤灰和硅灰总质量的0.8％。其中：砂的最大粒径为1.26mm；PVA纤维为上海罗洋科技有限公司生产的PA600型纤维，长度为8mm，直径为26μm，抗拉强度为1200MPa，弹性模量为30GPa；水泥为P.O.42.5R硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
减水剂为减水率在30％以上的聚羧酸高效减水剂，聚羧酸减水剂为江苏博特新材料有限公司生产的-Ⅰ型聚羧酸高性能减水剂。
上述高延性混凝土的搅拌方法为：首先将水泥、粉煤灰和砂倒入强制式搅拌机中干拌2～3分钟；再加入减水剂和80％的水；然后加入PVA纤维再搅拌2分钟后加入剩余20％的水，搅拌1～2分钟。
实施例：
该实施例的连梁为某高层住宅楼的跨高比为1.5的耗能连梁，连梁净跨为600mm，截面尺寸400×200mm；外包钢板4厚度为5mm，钢板采用Q235；T形钢板连接件2采用Q235钢，对穿孔9的直径为30mm，间距为30mm，T形钢板连接件2的纵向间距为150mm，横向间距为150mm；H型钢1采用国标H400x200a型号；锚固钢筋10的直径为12mm，间距为150mm，浇筑孔8直径为150mm，本实施例仅设置一个浇筑孔。
施工过程：
1)首先，根据连梁尺寸切割所需的钢板4；在连梁腹部两侧钢板上预先焊上若干T形钢板连接件2，在连梁顶部钢板上预留浇筑孔洞8；
2)然后，将腹部两块钢板及上下两块钢板焊接成矩形空腔，再与H型钢1的翼缘板101焊接在一起；在型钢翼另一侧翼缘板101上焊接锚固钢筋10。
3)最后，通过预留的浇筑孔8将高延性混凝土3浇入外包钢板焊接围成的空腔内，浇水养护。
4)现场施工时，将预制好的连梁定位在结构设计位置，随后浇筑剪力墙墙肢7的混凝土。
上述实施例：高延性混凝土所用砂的最大粒径为1.26mm；PVA纤维为上海罗洋科技有限公司生产的PA600型纤维，长度为8mm，直径为26μm，抗拉强度为1200MPa，弹性模量为30GPa；水泥为P.O.42.5R硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。减水剂为减水率在30％以上的聚羧酸高效减水剂，聚羧酸减水剂为江苏博特新材料有限公司生产的-Ⅰ型聚羧酸高性能减水剂。
参照实施例，制作了一个预制钢板-高延性混凝土连梁的试件，并制作一个预制钢板-普通混凝土连梁的试件作为对比，两个试件均在结构实验室进行拟静力试验。试验结果表明，预制钢板-高延性混凝土组合连梁较预制钢板-普通混凝土连梁的承载力提高了29％，变形能力提高了34％，耗能能力提高了56％。
预制钢板-高延性混凝土连梁试验结果
本实用新型的预制钢板-高延性混凝土连梁可用于高层剪力墙结构或框架剪力墙结构，不仅施工方便，而且可以提高连梁的承载力，变形能力和耗能能力。

Claims (9)

1.一种预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在于：所述预制连梁包括H型钢(1)，高延性混凝土(3)，外包钢板(4)和T形钢板连接件(2)；
所述外包钢板(4)由四块钢板构成矩形空腔；
所述外包钢板(4)两端分别焊接有H型钢(1)，所述H型钢(1)由两个翼缘板(101)和一个腹板(102)组装而成；
外包钢板(4)与H型钢(1)的一个翼缘板(101)连接；
所述矩形空腔内的两侧面钢板的内侧连接若干T形钢板连接件(2)；
所述T形钢板连接件(2)由翼缘板(201)和腹板(202)构成；
所述T形钢板连接件(2)的腹板(202)上开有对穿孔(9)；
浇筑高延性混凝土(3)的外包钢板(4)和两端焊接的H型钢(1)形成预制连梁构件。
2.如权利要求1所述的预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在于：所述矩形空腔的顶部钢板上预留若干浇筑孔(8)；高延性混凝土(3)通过浇筑孔(8)浇注于矩形空腔内。
3.如权利要求1所述的预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在于：所述H型钢(1)的翼缘板(101)上焊接有沿型钢长度方向均匀分布的锚固钢筋(10)；所述锚固钢筋(10)直径为8～14mm，钢筋间距为100～400mm。
4.如权利要求1所述的预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在于：所述对穿孔(9)呈圆形，直径为10～40mm，间距为20～50mm。
5.如权利要求1所述的预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在 于：所述外包钢板(4)的厚度5～12mm。
6.如权利要求1所述的预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在于：所述T形钢板连接件(2)的钢板厚度为5～10mm。
7.如权利要求1所述的预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在于：所述T形钢板连接件(2)的纵向间距为150～300mm，横向间距为50～200mm。
8.如权利要求1所述的预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在于：所述浇筑孔(8)的孔径为100～200mm。
9.如权利要求1所述的预制钢板-高延性混凝土连梁，其特征在于：所述浇筑孔(8)的间距为300～1000mm。
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