CN212507056U - 一种拼接式预应力钢木组合梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拼接式预应力钢木组合梁，包括钢梁和木梁，所述钢梁包括两个T型钢梁和两个I型钢梁，两个I型钢梁位于所述的钢木组合梁中间并竖向布置，上下两个T型钢梁的腹板置入两个I型钢之间并与之紧贴；所述的木梁包括两块梯形截面木构件，两块梯形截面木构件分别紧贴两个I型钢梁外侧和上、下T型钢梁腹板的内侧，亦被上、下T型钢梁翼缘所固定；上、下T型钢梁腹板之间留有空隙，所述的两个I型钢梁在与空隙相应的位置处配有螺栓穿孔，利用螺栓通过螺栓螺穿孔将两个I型钢连接一体。本实用新型构造形式简单、安装方便快捷、承载性能良好、外观绿色优美，具有广泛的推广和应用价值。

Description

一种拼接式预应力钢木组合梁

技术领域：

本实用新型涉及一种钢木组合梁，尤其是涉及一种基于预应力的钢木一体式组合梁，属于建筑工程技术领域。

背景技术：

近年来，我国倡导绿色、安全的建筑结构，以胶合木为主的现代木结构以及适于建造底层建筑的冷弯型钢结构符合政策导向，更具有发展前景。钢结构具有性能稳定、轻质高强、塑性和韧性好、装配化程度高、施工周期短、建筑垃圾少、环境污染小等诸多优点，但存在稳定性问题。而木材是自然、丰富、稳定、寿命和耐久性长的天然可再生无污染材料，但其抗弯强度相对较低，材质脆性大，梁式构件的跨越能力差。

针对上述问题，可以将这两种材料结合起来，通过界面黏结或栓接形成钢-木组合构件。钢-木组合构件在承受外荷载后，由于木板为钢板提供了足够的整体刚度，钢板能够在屈曲发生之前达到屈服强度，充分发挥钢材的力学性能和木材顺纹的抗拉压强度，从而使得组合构件承载力较纯钢构件稳定承载力得到很大提高，同时构件的重量降低，防火性、耐腐蚀性、美观性均有提升。

在众多组合梁中，比较通用的有以H型钢为骨架，并在钢梁上、下翼缘外表面胶粘或栓接胶合木板，从而构成工字形截面的组合梁，钢板与木板之间通过胶层或螺栓传递剪力，从而协同工作。也有在此基础上，进一步地在H型钢腹板处胶粘或栓接木梁的钢木组合梁，然而由于腹板处木梁始终与H型钢翼缘存在间隙，木材不能从开始受力阶段就和钢材发挥组合协同作用，因此腹板处的木梁组合效率不高，对构件承载性能的整体增强较小。

实用新型内容：

本实用新型目的在于提供一种拼接式的预应力钢木组合梁，通过装配时提供的预应力将各组件紧密连接，使得钢木能够充分协作，共同发挥作用，提升了组合效率，且在外力下具有自紧的效果。该组合梁结构设计合理、安装简单、螺栓数量少保证了部件的完整性，且受气候影响较小、具有良好的防火性和耐腐蚀性，适用于村镇房屋建筑中。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种拼接式预应力钢木组合梁，包括钢梁和木梁，其特征在于，所述钢梁包括两个T型钢梁和两个I型钢梁，两个I型钢梁位于所述的钢木组合梁中间并竖向布置，上下两个T型钢梁的腹板置入两个I型钢之间并与之紧贴；所述的木梁包括两块梯形截面木构件，两块梯形截面木构件分别紧贴两个I型钢梁外侧和上、下T型钢梁腹板的内侧，亦被上、下T型钢梁翼缘所固定；上、下T型钢梁腹板之间留有空隙，所述的两个I型钢梁在与空隙相应的位置处配有螺栓穿孔，利用螺栓通过螺栓螺穿孔将两个I型钢连接一体。

优选地两个T型钢梁尺寸相同，上下对称布置，翼缘为直角梯形截面，由中部至端部翼缘内侧逐渐变厚；梯形截面木构件，靠近I型钢梁内侧的高度相当于梯形截面长底面长度，远离I型钢梁外侧的高度相当于梯形截面的短底面，梯形截面木构件的上表面与上T型钢梁翼缘的内侧相贴合，梯形截面木构件的下表面与下T型钢梁翼缘的内侧相贴合。

所述两个I型钢梁尺寸相同，呈竖向对称布置。

所述两块梯形截面木构件尺寸相同，呈对称布置，其顺纹方向沿着组合梁轴向。

在上、下T型钢梁翼缘外侧连接有矩形截面木梁。

本实用新型原理在于：将2根梯形截面木梁分别置于于2根I型钢梁两侧，利用螺栓连为一体，左右I型钢梁端部的间距大于T型钢梁腹板端部宽度，此时将上下T型钢梁腹板逐渐插入左右I型钢梁中间，直至腹板侧面贴住I型钢梁斜面，进一步推动T型钢梁，腹板往中部移动时由于斜面存在令I型钢梁和所结合梯形截面木构件向左右移动，此时T型截面的翼缘也向中间移动，直至4个翼缘分别与左右梯形截面木构件相贴。进一步推入T型钢梁，由于木梁下底宽大于上下T型钢梁间距且T型钢梁腹板与梯形截面木构件为斜面，令木梁不会滑出而是被逐渐压缩沿锥面略有移动。在这个过程中，木梁与T型钢梁的接触斜面，T型钢梁与I型钢梁的接触斜面，木梁与I型钢梁的接触面上的接触压力逐渐增大，令组合构件各结构之间产生了预应力，紧密贴合，增加了木和钢的组合效果，同时由于接触压力增大导致各接触面之间摩擦力较大，令各部件之间基本不会发生滑移，各个构件在预应力作用下形成了统一的整体。

各组件安装到制定位置后，I型钢梁端部与T型钢梁腹板间仍有一定间距，且上下T型钢梁腹板间也有一定间距，提供组件发生相对移动时的富余量。为进一步锁定结构的预应力，大螺栓穿过左右I型钢梁和梯形木构件，螺栓穿过上下T型钢梁腹板之间的空隙，将2根构件的相对位置锁定，即锁定了结构的预应力。构件的自锁和自增强特性表现在，当构件上部受压时，会推动T型梁进一步往中间移动，使得构件内部预压力进一步增加，此时钢与木的结合更加紧密，充分利用了木材的强度，组合效率大大提升。

与现有钢木组合构件相比，本实用新型具有的有益效果是：本实用新型通过装配将特殊的几何外形的钢构件和木构件组合成一体，在装配力下形成构件内部钢构件与木构件的预应力，令整个结构成为紧密的一体，提升了钢木的组合效率。本实用新型结构简单、安装方便、外形绿色美观、承载性能好，且具有自紧的效果，适用于住宅结构中。

附图说明

图1为本实用新型钢木组合梁立体结构示意图；

图2为本实用新型钢木组合梁结构示意图；

图3为本实用新型钢木组合梁爆炸图。

1-矩形截面木梁；2-T型钢梁；3-梯形截面木构件；4-I型钢梁；5-螺栓

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对于本实用新型做进一步的说明：

具体实施例是一种拼接式预应力钢木组合梁，包括T型钢梁2、I型钢梁4、梯形截面木构件3、螺栓5、矩形截面木梁1。整个构件关于水平中轴和垂直中轴对称，两根相同的I型钢梁4位于组合构件中间竖向布置，上下两根T型钢梁2的腹板置入I型钢梁4之间与之紧贴，两块梯形截面木构件3分别紧贴左右I型钢梁4和上下T型钢梁2腹板，亦被上下T型钢梁2翼缘斜面固定。梯形截面木构件3、I型钢梁4相同位置可配有螺栓穿孔；

T型钢梁2有相同的2根，上下对称布置，其左右翼缘为直角梯形截面，由中部至端部翼缘内侧逐渐变厚，腹板为等腰梯形截面，由无翼缘一侧至有翼缘一侧逐渐变厚；I型钢梁4有同尺寸的左右2根，呈竖向对称布置，其截面为梯形，钢梁4上底面朝内，I型钢梁4中部可制备有螺纹穿孔；梯形截面木构件3有左右相同的2根，呈对称布置，由原生木材或者胶合木材制成，其顺纹方向沿着组合构件轴向；

2根T型钢梁2的腹板置于两根I型钢梁4中间，上下T型钢梁2的腹板左右侧面分别同时紧贴左右I型钢梁4的两斜面，其腹板斜角与I型钢梁4斜角相同，T型钢梁2腹板高度小于I型钢梁4高度的一半；

左右梯形截面木构件3的下底面分别紧贴左右I型钢梁4，下底面宽度略大于I型钢梁4的高度，梯形截面木构件3和所贴I型钢梁4之间可胶接；

可在I型钢梁4中部和左右梯形截面木梁3中部的对应位置制备有螺栓孔，由于T型钢梁2之间具有间隙，可以用1根螺栓5将左右的2根梯形截面木构件3和2根I型钢梁4直接贯通，将4根梁连为一体。木梁和钢梁之间粘结、栓接可同时存在；

所述上下2根T型钢梁2左右翼缘内表面分别紧贴左右梯形截面木构件3的斜面，T型钢梁2翼缘的内侧面斜角与所贴木构件3斜面的斜角相同，且T型钢梁2翼缘的内侧面长度大于梯形截面木构件3的斜面长；

可在上下T型钢梁2的翼缘外表面粘贴有矩形截面木梁1做进一步加固，提升构件性能，同时也能够将钢制组件保护起来，提升构件的耐火性和防腐性。

本实用新型原理在于：将2根梯形截面木梁分别置于于2根I型钢梁4两侧，利用螺栓连为一体，左右I型钢梁4端部的间距大于T型钢梁2腹板端部宽度，此时将上下T型钢梁2腹板逐渐插入左右I型钢梁4中间，直至腹板侧面贴住I型钢梁4斜面，进一步推动T型钢梁2，腹板往中部移动时由于斜面存在令I型钢梁4和所结合梯形截面木构件3向左右移动，此时T型截面2的翼缘也向中间移动，直至4个翼缘分别与左右梯形截面木构件3相贴。进一步推入T型钢梁2，由于木构件3下底宽大于上下T型钢梁2间距且T型钢梁2腹板与梯形截面木构件3为斜面，令木构件3不会滑出而是被逐渐压缩沿锥面略有移动。在这个过程中，木构件3与T型钢梁2的接触斜面，T型钢梁2与I型钢梁4的接触斜面，木构件3与I型钢梁4的接触面上的接触压力逐渐增大，令组合构件各结构之间产生了预应力，紧密贴合，增加了木和钢的组合效果，同时由于接触压力增大导致各接触面之间摩擦力较大，令各部件之间基本不会发生滑移，各个构件在预应力作用下形成了统一的整体。

各组件安装到制定位置后，I型钢梁4端部与T型钢梁2腹板间仍有一定间距，且上下T型钢梁2腹板间也有一定间距，提供组件发生相对移动时的富余量。为进一步锁定结构的预应力，螺栓5穿过左右I型钢梁4和梯形截面木构件3，螺栓5穿过上下T型钢梁2腹板之间的空隙，将2根构件的相对位置锁定，即锁定了结构的预应力。构件的自锁和自增强特性表现在，当构件上部受压时，会推动T型钢梁2进一步往中间移动，使得构件内部预压力进一步增加，此时钢与木的结合更加紧密，充分利用了木材的强度，组合效率大大提升。

本实用新型并不限于上文描述的实施方式。上文优选实施例仅为说明本实用新型的技术方案，仅为示意性的，而非全部实施例。在未脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种拼接式预应力钢木组合梁，包括钢梁和木梁，其特征在于，所述钢梁包括两个T型钢梁和两个I型钢梁，两个I型钢梁位于所述的钢木组合梁中间并竖向布置，上下两个T型钢梁的腹板置入两个I型钢之间并与之紧贴；所述的木梁包括两块梯形截面木构件，两块梯形截面木构件分别紧贴两个I型钢梁外侧和上、下T型钢梁腹板的内侧，亦被上、下T型钢梁翼缘所固定；上、下T型钢梁腹板之间留有空隙，所述的两个I型钢梁在与空隙相应的位置处配有螺栓穿孔，利用螺栓通过螺栓螺穿孔将两个I型钢连接一体。

2.根据权利要求1所述的拼接式预应力钢木组合梁，其特征在于：两个T型钢梁尺寸相同，上下对称布置，翼缘为直角梯形截面，由中部至端部翼缘内侧逐渐变厚；梯形截面木构件，靠近I型钢梁内侧的高度相当于梯形截面长底面长度，远离I型钢梁外侧的高度相当于梯形截面的短底面，梯形截面木构件的上表面与上T型钢梁翼缘的内侧相贴合，梯形截面木构件的下表面与下T型钢梁翼缘的内侧相贴合。

3.根据权利要求1所述的拼接式预应力钢木组合梁，其特征在于：所述两个I型钢梁尺寸相同，呈竖向对称布置。

4.根据权利要求1所述的拼接式预应力钢木组合梁，其特征在于：所述两块梯形截面木构件尺寸相同，呈对称布置，其顺纹方向沿着组合梁轴向。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的拼接式预应力钢木组合梁，其特征在于：在上、下T型钢梁翼缘外侧还连接有矩形截面木梁。

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