CN209194844U - 一种半组合预制装配式梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种半组合预制装配式梁，包括H型钢梁和外包覆保护层，所述外包覆保护层设置于H型钢梁的外表面，所述H型钢梁两端的翼缘和腹板上均开设有螺栓孔，所述H型钢梁的两端分别预留有用于连接钢柱的端部连接节点未包覆区，所述H型钢梁的上翼缘上焊接有栓钉，所述H型钢梁的上翼缘外表面预留有用于连接混凝土楼板的上连接节点未包覆区。本实用新型既保留了传统装配式钢梁的受力和施工优点，又克服了传统装配式钢结构梁需要防腐、防火处理及定期维护等缺点；本实用新型可在降低钢结构体系综合造价的前提下，提高钢结构的整体刚度、抗震性能及施工和使用阶段的便利性。
Description
技术领域
本实用新型涉及装配式建筑领域，特别涉及一种半组合预制装配式梁。
背景技术
装配式钢结构建筑具有自重轻、强度高、抗震性能好、基础造价低、工业化程度高、安装施工便利、施工周期短、投资回收快、绿色节能环保、材料可回收利用、住宅户型布局灵活且得房率较高等特点和优势。钢结构虽然具有上述的若干优点，但其抗腐蚀和抗火问题较为突出，特别是对于钢结构住宅而言。虽然可以采用防腐和防火涂装进行处理，但在设计使用年限内需要定期维护，这对于钢结构住宅来说几乎很难实现，而且后期维护成本也比较高。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出了一种半组合预制装配式梁，它既能免防锈、免防火涂装处理，又能部分考虑构件刚度。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：一种半组合预制装配式梁，包括H型钢梁和外包覆保护层，所述外包覆保护层设置于H型钢梁的外表面，所述H型钢梁两端的翼缘和腹板上均开设有螺栓孔，所述H型钢梁的两端分别预留有用于连接钢柱的端部连接节点未包覆区，所述H型钢梁的上翼缘上焊接有栓钉，所述H型钢梁的上翼缘外表面预留有用于连接混凝土楼板的上连接节点未包覆区。
作为进一步的优选方案，所述H型钢梁的两侧凹槽内均设置有保温填充层。
作为进一步的优选方案，所述保温填充层为泡沫保温层。
作为进一步的优选方案，所述外包覆保护层为钢筋混凝土外包层、钢丝网混凝土外包层、防火砖外包层或防火板外包层。
作为进一步的优选方案，所述钢筋混凝土外包层采用的钢筋或钢丝网混凝土外包层采用的钢丝延伸至栓钉上方。
作为进一步的优选方案，所述钢筋混凝土外包层或钢丝网混凝土外包层采用的混凝土为普通混凝土或高性能混凝土。
作为进一步的优选方案，所述高性能混凝土为钢纤维混凝土、活性粉末混凝土或防火混凝土。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该半组合预制装配式梁既保留了传统装配式钢梁的受力和施工优点，又不需要进行防腐、防火处理及定期维护，节省成本，克服了钢结构梁构件在防腐、防火处理以及定期维护等方面的困难。半组合预制装配式梁考虑外包覆保护层在设计荷载作用下与钢梁共同工作（受力）的“半组合”设计理念，采用半组合预制装配式梁的钢结构体系，可有效增大设计荷载作用下的结构阻尼、减小设计荷载作用下结构的横向位移响应（如层间侧移、屋顶风振加速度等）、提高住宅的舒适度，因此具有较好的综合效益。本实用新型可在降低钢结构体系综合造价的前提下，提高钢结构的整体刚度、抗震性能及施工和使用阶段的便利性。
附图说明
图1是半组合预制装配式梁的结构示意图。
图2是图1中N-N处的截面图。
图3是图1中P-P处的截面图。
图4是图1中M-M处的实施例一截面图。
图5是图1中M-M处的实施例二截面图。
图6是图1中M-M处的实施例三截面图。
附图标记：1.半组合预制装配式梁，2.外包覆保护层/钢筋混凝土外包层，21.钢筋，22.混凝土，23.保温填充层/泡沫保温层；3.H形钢梁，31.栓钉，41.端部连接节点未包覆区，42.上连接节点未包覆区。
具体实施方式
为了让本实用新型的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
实施例一：如图1~4所示，一种半组合预制装配式梁，所述半组合预制装配式梁1包括H型钢梁3和外包覆保护层2，所述外包覆保护层2设置于H型钢梁3的外表面，所述H型钢梁3两端的翼缘和腹板上均开设有螺栓孔，所述H型钢梁3的两端分别预留有用于连接钢柱的端部连接节点未包覆区41，所述H型钢梁3的上翼缘上焊接有栓钉31，所述H型钢梁3的上翼缘外表面预留有用于连接混凝土楼板的上连接节点未包覆区42。
在本实施例一中，所述外包覆保护层2优选但不局限于钢筋混凝土外包层2，所述外包覆保护层2包含钢筋21和混凝土22，即直接沿H型钢梁3截面的外轮廓包覆钢筋混凝土层，当然还可以选用钢丝网混凝土外包层、防火砖外包层或防火板外包层等外包类型。在实际应用时，所述外包覆保护层2的材料和厚度可以根据H型钢梁3的防护需求和受力性能进行设计，使外包覆保护层2既具备特定的防护功能，同时又能与H型钢梁3具有相同的设计使用年限。
在本实施例一中，所述钢筋混凝土外包层2采用的混凝土为普通混凝土或高性能混凝土。其中，所述高性能混凝土为钢纤维混凝土、活性粉末混凝土或防火混凝土等。所述钢筋混凝土外包层2采用的钢筋21可按构造进行配置，只需采用小直径钢筋网，对连接精度也没有要求。当然，若外包覆保护层2选用钢丝网混凝土外包层时，所述钢丝网混凝土外包层的混凝土也可以是普通混凝土或高性能混凝土。
请参阅图1~4，一种半组合预制装配式梁的制作方法，包括以下步骤：
（1）制作H型钢梁3：在工厂按常规钢结构生产方式加工H型钢梁3，并去除表面浮锈；
（2）制作外包覆保护层2：所述外包覆保护层2为钢筋混凝土外包层2，先在H型钢梁3的外表面配置构造钢筋网，再在工厂的模台上立模板、浇筑混凝土、振捣密实，并快速蒸汽养护至设计强度后脱模；在外包覆保护层2的制作过程中，对于预制装配式梁的节点连接区域则无需进行外包层的制作，节点连接区域的钢构件保持外露。
在步骤（1）中，所述H型钢梁3上的栓钉31也可以在工厂预先焊接。完成构件的制作后再除去钢板表面的浮锈，但不要求抛丸或喷砂除锈的工序，也没有严格除锈等级的要求。
在步骤（2）中，在H型钢梁3的外表面配置构造钢筋网或钢丝网时，也可以配置抗剪件，以提高抗剪能力；钢筋网的钢筋可按构造进行配置，只需采用小直径钢筋网，对连接精度也没有要求；外包覆保护层2的厚度可以根据建筑的防火等级及构件的耐火极限进行设计。
当然，步骤（2）的外包覆保护层2还可以采用钢丝网混凝土外包层、防火砖外包层或防火板外包层等；若外包覆保护层2为钢丝网混凝土外包层，则先在H型钢梁3的外表面配置构造钢丝网或者配置构造钢丝网和抗剪件（有需要时），再在工厂的模台上立模板、浇筑混凝土、振捣密实，并快速蒸汽养护至设计强度后脱模；若步骤（2）的外包覆保护层2为防火砖外包层或防火板外包层等现场型材，则仅需在H型钢梁3的外表面配置抗剪件，在工厂简单装配牢固即可。
施工时，将制作好的半组合预制装配式梁运输到施工现场进行装配施工，该半组合预制装配式梁与其他构件（如预制装配式柱、混凝土楼板）之间的节点连接方式与传统钢结构连接方法相同，即采用高强螺栓连接或栓焊连接；在半组合预制装配式梁两端的节点连接后，再在现场对两个端部连接节点处的未包覆区进行施工，补上外包覆保护层2。
请参阅图1~4，一种半组合预制装配式梁的设计方法，包括以下步骤：
（1）根据H型钢梁3的防护需求（如防火等级、防火极限等需求）和受力性能，选择外包覆保护层2的材料，并确定厚度；
（2）在计算结构基本周期时，考虑H型钢梁3和外包覆保护层2组合截面的整体刚度；
（3）在竖向荷载、风载和多遇地震组合（即设计荷载）作用下，考虑H型钢梁3和外包覆保护层2组合截面的整体刚度，即考虑外包覆保护层2对预制装配式梁刚度的贡献，应保证外包覆保护层2与H型钢梁3的变形协调，不应出现外包覆保护层2与H型钢梁3发生剪切滑移（错动）或外包覆保护层2开裂的情况；
（4）在中震和罕遇地震作用下，允许外包覆保护层2开裂失效，不考虑外包覆保护层2对预制装配式梁刚度的贡献，即只考虑H型钢梁3的作用。
实施例二：如图5所示，其与实施例一的区别在于：所述H型钢梁3的两侧凹槽内均设置有保温填充层23。
在本实施例二中，所述保温填充层23优选但不局限于泡沫保温层23。制作时，先在H型钢梁3的两侧凹槽内填充泡沫保温层23，然后再包覆钢筋混凝土层。
实施例三：如图6所示，其与实施例二的区别在于：所述钢筋混凝土外包层2采用的钢筋延伸至栓钉31上方，即将外包覆保护层2的箍筋直接延伸进楼板范围。施工时，将延伸进楼板范围内的栓钉31和箍筋现场浇筑在楼板内，使楼板与H型钢梁3、外包覆保护层2可靠地连接成一体。当然，若外包覆保护层2选用钢丝网混凝土外包层时，所述钢丝网混凝土外包层的钢丝也可以延伸至栓钉31上方。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做任何简单的修改、均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种半组合预制装配式梁，其特征在于，包括H型钢梁和外包覆保护层，所述外包覆保护层设置于H型钢梁的外表面，所述H型钢梁两端的翼缘和腹板上均开设有螺栓孔，所述H型钢梁的两端分别预留有用于连接钢柱的端部连接节点未包覆区，所述H型钢梁的上翼缘上焊接有栓钉，所述H型钢梁的上翼缘外表面预留有用于连接混凝土楼板的上连接节点未包覆区。
2.根据权利要求1所述的半组合预制装配式梁，其特征在于，所述H型钢梁的两侧凹槽内均设置有保温填充层。
3.根据权利要求2所述的半组合预制装配式梁，其特征在于，所述保温填充层为泡沫保温层。
4.根据权利要求1所述的半组合预制装配式梁，其特征在于，所述外包覆保护层为钢筋混凝土外包层、钢丝网混凝土外包层、防火砖外包层或防火板外包层。
5.根据权利要求4所述的半组合预制装配式梁，其特征在于，所述钢筋混凝土外包层采用的钢筋或钢丝网混凝土外包层采用的钢丝延伸至栓钉上方。
6.根据权利要求4或5所述的半组合预制装配式梁，其特征在于，所述钢筋混凝土外包层或钢丝网混凝土外包层采用的混凝土为普通混凝土或高性能混凝土。
7.根据权利要求6所述的半组合预制装配式梁，其特征在于，所述高性能混凝土为钢纤维混凝土、活性粉末混凝土或防火混凝土。
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| CN201821840443.1U CN209194844U (zh) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | 一种半组合预制装配式梁 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109184076A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-01-11 | 福建省建筑设计研究院有限公司 | 一种半组合预制装配式梁及其制作方法和设计方法 |
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