CN211058139U - 一种腹板内嵌式冷弯u型钢-混凝土组合梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种腹板内嵌式冷弯U型钢‑混凝土组合梁，目的是解决U形钢‑混凝土组合梁的梁板交界面连接问题。一种腹板内嵌式冷弯U型钢‑混凝土组合梁，包括冷弯U型外包钢、钢筋骨架和楼板。所述冷弯U型外包钢的底板焊接有钢筋骨架，钢筋骨架的上表面伸出冷弯U型外包钢的开口。所述冷弯U型外包钢的两块腹板的上边缘设置有锯齿状构造，锯齿状构造和钢筋骨架伸出冷弯U型外包钢的部分均伸入楼板。所述冷弯U型外包钢内部空腔的混凝土和楼板的混凝土进行整体浇筑。本实用新型构造简单，提升了梁板交界面抗滑移和抗掀起性能，加强组合梁整体作用，可广泛应用于土木工程建筑的楼盖结构中。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁。
背景技术
U型钢-混凝土组合梁的概念在20世纪90年代首次被提出，后来衍生出诸多类似构造。U型钢-混凝土组合梁具有以下优点：内部混凝土对外包U型钢提供支撑，改善薄壁型钢的局部屈曲性能；外包U型钢对内部混凝土提供约束，保持混凝土的完整性，改善混凝土开裂后性能；内部混凝土与外包U型钢共同受力，提升抗弯、抗剪、抗扭承载力；在整体性得到保证的情况下，该类组合梁具有刚度大、稳定性好的特点。
目前出现的相关U型钢-混凝土组合梁具有两个薄弱面：梁板交界面、钢混交界面。对整体性能影响最大的薄弱面是梁板交界面，而目前所有的U型钢均局限于上翼缘内翻、外翻或者卷边的形式。为了改善梁板交界面，在薄壁型钢上翼缘上大量焊接栓钉或角钢之类的抗剪连接件，难免带来焊接量大、工艺复杂、施工难度大、经济成本高等副作用。
因此，亟需研发一种能解决上述问题的新型结构的U型钢-混凝土组合梁。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁。
为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，包括楼板下方的冷弯U型外包钢。
所述冷弯U型外包钢的横截面呈U型，其上端具有开口、下端是封闭的底面。所述开口下方是冷弯U型外包钢的内部空腔。
所述内部空腔的纵向长度方向为冷弯U型外包钢的纵向，所述内部空腔的横向长度方向为冷弯U型外包钢的横向；
所述冷弯U型外包钢位于内部空腔的下方的部分记为底板，底板的内表面焊接有钢筋骨架。所述钢筋骨架的长度方向与冷弯U型外包钢的纵向一致，钢筋骨架的上表面嵌入楼板。
所述冷弯U型外包钢位于内部空腔两侧的部分记为腹板，每块腹板的上边缘设置有若干锯齿，若干锯齿嵌入楼板。
所述楼板的内部设置有两层水平布置的钢筋网片，钢筋网片包括若干纵向钢筋和若干横向钢筋。所述纵向钢筋的长度方向与冷弯 U型外包钢的纵向平行。所述横向钢筋的长度方向与冷弯U型外包钢的横向平行，下层的若干横向钢筋穿过若干锯齿的凹槽和钢筋骨架，下层的若干横向钢筋焊接在腹板的上边缘。上层的若干横向钢筋连接到钢筋骨架的上表面。
所述冷弯U型外包钢的内部空腔浇筑且填满有混凝土。
进一步，所述钢筋骨架包括若干箍筋、底部通长纵向钢筋和架立筋。
若干所述箍筋的下端焊接在底板上，若干箍筋的底部焊接或绑扎有若干相互平行的底部通长纵向钢筋，顶部焊接或绑扎有若干相互平行的架立筋。
上层的若干所述横向钢筋与若干架立筋绑扎连接。
进一步，所述冷弯U型外包钢由一整块厚度均匀的薄钢板经过切割、冷弯加工而成，采用的钢板为花纹钢、普通平面钢材、高强钢材或低屈服点钢材。
进一步，若干所述锯齿呈燕尾型或方波型。
进一步，所述底部通长纵向钢筋的配备满足普通钢筋混凝土梁的最小配筋率，且底部通长纵向钢筋的根数大于等于2。
进一步，所述底部通长纵向钢筋、横向钢筋、纵向钢筋、架立筋均采用型号为HRB400及以上的带肋钢筋。所述箍筋采用型号为 HPB300及以上的光圆或带肋钢筋。
进一步，所述冷弯U型外包钢和楼板的混凝土整体浇筑完成，浇筑冷弯U型外包钢和楼板的混凝土的类型为C25-C80普通混凝土、轻骨料混凝土、高性能混凝土或再生混凝土。
本实用新型的有益效果在于：
1.冷弯U型外包钢及锯齿由一块薄钢板加工而成，且冷弯U型外包钢的下端封闭，上端开口，便于混凝土整体浇筑，工艺简单，成本廉价；
2.若干锯齿伸入楼板内，能够起到抗竖向掀起、抗纵向滑移等作用，加工简单且对整体性有巨大提升；
3.底部通长纵向钢筋被固定在冷弯U型外包钢底部，与U型钢形成整体，共同承担施工荷载，提高施工过程中钢梁自身刚度，减少支撑的布置；同时，底部通长纵筋可以作为防火构造筋，在外部U 型钢在火灾中失效后，由于满足最小配筋率，可以延缓结构失效。
4.横向钢筋被点焊在腹板顶部锯齿状构造的凹槽内，进一步加强纵向抗剪效果，同时也将开口的U型钢截面转换为一个闭口截面，增强U型钢整体稳定性，提高抗扭性能；
5.箍筋贯穿梁板交界面，通过自身直剪作用参与梁板交界面的纵向抗剪，同时也将底部纵筋与架立筋联系在一起，提高整体作用；
6.混凝土板和混凝土梁同时整体浇筑，梁板交界面的混凝土可以参与纵向抗剪，进一步改善梁板交界面。
附图说明
图1为腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁的三维效果图；
图2为腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁的断面图；
图3为腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁的纵向剖面图。
图中：冷弯U型外包钢1、底板101、腹板102、楼板2、纵向钢筋201、横向钢筋202、箍筋3、底部通长纵向钢筋4和架立筋5。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
实施例1：
本实施例公开了一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，包括楼板2下方的冷弯U型外包钢1。
参见图1，所述冷弯U型外包钢1的横截面呈U型，其上端具有开口、下端是封闭的底面。所述开口下方是冷弯U型外包钢1的内部空腔。
所述内部空腔的纵向长度方向为冷弯U型外包钢1的纵向，所述内部空腔的横向长度方向为冷弯U型外包钢1的横向。
参见图2，所述冷弯U型外包钢1位于内部空腔的下方的部分记为底板101，底板101的内表面焊接有钢筋骨架。所述钢筋骨架的长度方向与冷弯U型外包钢1的纵向一致，钢筋骨架的上表面嵌入楼板2。
所述钢筋骨架包括若干箍筋3、底部通长纵向钢筋4和架立筋5。参见1或2，若干所述箍筋3点焊在底板101上，若干箍筋3的底部点焊有两根相互平行的底部通长纵向钢筋4，顶部点焊有两根相互平行的架立筋5。所述底部通长纵向钢筋4的配备满足普通钢筋混凝土梁的最小配筋率。
参见2或3，所述冷弯U型外包钢1位于内部空腔两侧的部分记为腹板102，每块腹板102的上边缘设置有若干燕尾型锯齿，若干锯齿伸入楼板2。
所述冷弯U型外包钢1和若干锯齿由一整块厚度均匀的薄钢板经过切割、冷弯加工而成。在本实施例中，加工所述冷弯U型外包钢1和若干锯齿所采用的钢板为普通平面钢材。
参见图1，所述楼板2的内部设置有两层水平布置的钢筋网片，钢筋网片包括若干纵向钢筋201和若干横向钢筋202。所述纵向钢筋 201的长度方向与冷弯U型外包钢1的纵向平行。所述横向钢筋202 的长度方向与冷弯U型外包钢1的横向平行，横向钢筋202的布置与若干锯齿相适应，下层的若干横向钢筋202穿过若干锯齿的凹槽和钢筋骨架，下层的若干横向钢筋202焊接在腹板102的上边缘。上层若干所述横向钢筋202与两根架立筋5绑扎连接。
在本实施例中，所述底部通长纵向钢筋4、横向钢筋202、纵向钢筋201、架立筋5均采用型号为HRB400的带肋钢筋。所述箍筋3 采用型号为HPB300的带肋钢筋。
所述冷弯U型外包钢1和楼板2的混凝土整体浇筑完成，浇筑冷弯U型外包钢1和楼板2的混凝土的类型为C25-C80普通混凝土。
材料加工时，在工厂中选择符合要求厚度且厚度均匀的普通平面钢材，按照设计需求下料、切割出燕尾型锯齿边缘、冷弯，最后制作成所述冷弯U型外包钢1和燕尾型锯齿。
现场施工时，将两根所述底部通长纵向钢筋4穿入若干箍筋3 内，再将箍筋3点焊固定在底板101上。之后将所述底部通长纵向钢筋4点焊固定在箍筋3的底部。对所述楼板2进行支模，所述冷弯U型外包钢1可直接充当梁模板。将若干所述横向钢筋202穿过若干燕尾型锯齿的凹槽内，并点焊在两块腹板102的上边缘。将所述纵向钢筋201与横向钢筋202绑扎成钢筋网片。将两根所述架立筋5、顶层的横向钢筋202和箍筋3绑扎在一起。最后整体浇筑所述楼板2和冷弯U型外包钢1内部空腔的混凝土。
实施例2：
本实施例公开了一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，包括楼板2下方的冷弯U型外包钢1。
参见图1或2，所述冷弯U型外包钢1的横截面呈U型，其上端具有开口、下端是封闭的底面。所述开口下方是冷弯U型外包钢 1的内部空腔。
所述内部空腔的纵向长度方向为冷弯U型外包钢1的纵向，所述内部空腔的横向长度方向为冷弯U型外包钢1的横向。
参见图2，所述冷弯U型外包钢1位于内部空腔的下方的部分记为底板101，底板101的内表面焊接有钢筋骨架。所述钢筋骨架的长度方向与冷弯U型外包钢1的纵向一致，钢筋骨架的上表面嵌入楼板2。
所述冷弯U型外包钢1位于内部空腔两侧的部分记为腹板102，每块腹板102的上边缘设置有若干锯齿，若干锯齿嵌入楼板2。
参见图1或3，所述楼板2的内部设置有两层水平布置的钢筋网片，钢筋网片包括若干纵向钢筋201和若干横向钢筋202。所述纵向钢筋201的长度方向与冷弯U型外包钢1的纵向平行。所述横向钢筋202的长度方向与冷弯U型外包钢1的横向平行，下层的若干横向钢筋202穿过若干锯齿的凹槽和钢筋骨架，下层的若干横向钢筋 202焊接在腹板102的上边缘。上层的若干横向钢筋202连接到钢筋骨架的上表面。
所述冷弯U型外包钢1的内部空腔浇筑且填满有混凝土。
实施例3：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图2，所述钢筋骨架包括若干箍筋3、底部通长纵向钢筋4和架立筋5。
若干所述箍筋3焊接在底板101上，若干箍筋3的底部绑扎有两根相互平行的底部通长纵向钢筋4，顶部绑扎有两根相互平行的架立筋5。
上层所述钢筋网片的若干横向钢筋202与两根架立筋5绑扎连接。
实施例4：
本实施例主要结构同实施例3，进一步，所述冷弯U型外包钢1 由一整块厚度均匀的薄钢板经过切割、冷弯加工而成，采用的钢板为高强钢材。
实施例5：
本实施例主要结构同实施例4，进一步，若干所述锯齿呈方波型。
实施例6：
本实施例主要结构同实施例5，进一步，所述底部通长纵向钢筋 4的配备满足普通钢筋混凝土梁的最小配筋率，在本实施例中，底部通长纵向钢筋4的根数为2。
实施例7：
本实施例主要结构同实施例6，进一步，所述底部通长纵向钢筋 4、横向钢筋202、纵向钢筋201、架立筋5均采用型号为HRB400的带肋钢筋。所述箍筋3采用型号为HPB300的带肋钢筋。
实施例8：
本实施例主要结构同实施例7，进一步，所述冷弯U型外包钢1 和楼板2的混凝土整体浇筑完成，浇筑冷弯U型外包钢1和楼板2 的混凝土的类型为高性能混凝土。
Claims (7)
1.一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，其特征在于：包括楼板(2)下方的冷弯U型外包钢(1)；
所述冷弯U型外包钢(1)的横截面呈U型，其上端具有开口、下端是封闭的底面；所述开口下方是冷弯U型外包钢(1)的内部空腔；
所述内部空腔的纵向长度方向为冷弯U型外包钢(1)的纵向，所述内部空腔的横向长度方向为冷弯U型外包钢(1)的横向；
所述冷弯U型外包钢(1)位于内部空腔的下方的部分记为底板(101)，底板(101)的内表面焊接有钢筋骨架；所述钢筋骨架的长度方向与冷弯U型外包钢(1)的纵向一致，钢筋骨架的上表面嵌入楼板(2)；
所述冷弯U型外包钢(1)位于内部空腔两侧的部分记为腹板(102)，每块腹板(102)的上边缘设置有若干锯齿，若干锯齿嵌入楼板(2)；
所述楼板(2)的内部设置有两层水平布置的钢筋网片，钢筋网片包括若干纵向钢筋(201)和若干横向钢筋(202)；所述纵向钢筋(201)的长度方向与冷弯U型外包钢(1)的纵向平行；所述横向钢筋(202)的长度方向与冷弯U型外包钢(1)的横向平行，下层的若干横向钢筋(202)穿过若干锯齿的凹槽和钢筋骨架，下层的若干横向钢筋(202)焊接在腹板(102)的上边缘；上层的若干横向钢筋(202)连接到钢筋骨架的上表面；
所述冷弯U型外包钢(1)的内部空腔浇筑且填满有混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述钢筋骨架包括若干箍筋(3)、底部通长纵向钢筋(4)和架立筋(5)；
若干所述箍筋(3)的下端焊接在底板(101)上，若干箍筋(3)的底部焊接或绑扎有若干相互平行的底部通长纵向钢筋(4)，顶部焊接或绑扎有若干相互平行的架立筋(5)；
上层的若干所述横向钢筋(202)与若干架立筋(5)绑扎连接。
3.根据权利要求2所述的一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述底部通长纵向钢筋(4)的配备满足普通钢筋混凝土梁的最小配筋率，且底部通长纵向钢筋(4)的根数大于等于2。
4.根据权利要求2所述的一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述底部通长纵向钢筋(4)、横向钢筋(202)、纵向钢筋(201)、架立筋(5)均采用型号为HRB400及以上的带肋钢筋；所述箍筋(3)采用型号为HPB300及以上的光圆或带肋钢筋。
5.根据权利要求1所述的一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述冷弯U型外包钢(1)由一整块厚度均匀的薄钢板经过切割、冷弯加工而成，采用的钢板为花纹钢、普通平面钢材、高强钢材或低屈服点钢材。
6.根据权利要求1所述的一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，其特征在于：若干所述锯齿呈燕尾型或方波型。
7.根据权利要求1所述的一种腹板内嵌式冷弯U型钢-混凝土组合梁，其特征在于：所述冷弯U型外包钢(1)和楼板(2)的混凝土整体浇筑完成，浇筑冷弯U型外包钢(1)和楼板(2)的混凝土的类型为C25-C80普通混凝土、轻骨料混凝土、高性能混凝土或再生混凝土。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114482401A (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-13 | 华中科技大学 | 一种自承式异形外包钢-混凝土组合梁 |
| CN114960973A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-08-30 | 重庆大学 | 一种钢管混凝土异形柱与u形钢-混凝土组合梁节点 |
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