[發(fā)明專利]波紋拱板、鋼筋桁架與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910080643.0
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101509277A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭彥林;呂清天;王小安;蘭濤
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: E04B1/32
• 分類號: E04B1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型波紋拱板、鋼筋桁架與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

鋼筋混凝土拱殼與鋼結(jié)構(gòu)拱在土木工程應(yīng)用中已經(jīng)非常普遍，但其有以下缺點(diǎn)：(1)鋼筋混凝土拱殼在建造過程中必須采用支承模板系統(tǒng)，消耗大量的模板材料且支模工程量極大，費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，使結(jié)構(gòu)建造過程成本提高，在土木工程中逐步被淘汰；(2)實(shí)腹式截面鋼拱在制作成型時(shí)，由于構(gòu)件腹板要產(chǎn)生較大的塑性變形才能形成弧形，無論采用冷加工或熱加工，其成型過程極其困難；(3)欲建造一個(gè)承受沖擊荷載能力較強(qiáng)的防護(hù)工程，鋼筋純混凝土拱殼或純鋼結(jié)構(gòu)拱都將不能完成這一使命。前者盡管具有較大的剛度，但缺乏延性易于脆斷而脫落，傷害被保護(hù)的重要設(shè)備。后者盡管具有很好的延性，但鋼拱之間仍需要填充其它結(jié)構(gòu)材料，因而承載力低無法承受較大的沖擊荷載，而且抗局部沖擊能力差，不能滿足功能要求。

為了克服鋼筋混凝土拱殼與鋼結(jié)構(gòu)拱的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種新型的組合拱殼結(jié)構(gòu)，其由波紋拱板結(jié)構(gòu)、鋼筋桁架拱結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)組合而成，見圖1所示。波紋拱板結(jié)構(gòu)不僅作為其混凝土結(jié)構(gòu)施工澆筑時(shí)的模板，而且在混凝土凝固后與其一塊參與工作，既方便了施工，也節(jié)約了施工成本，同時(shí)也提高了結(jié)構(gòu)的整體承載力；將鋼筋桁架拱與波紋拱板焊接成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，在混凝土澆筑時(shí)成為其堅(jiān)強(qiáng)的支承模板，比單獨(dú)利用波紋拱板作為施工過程中的支承模板，其可以承受更大的混凝土澆筑厚度及應(yīng)用于更大的跨度，同時(shí)在混凝土澆注完成后，鋼筋桁架拱、波紋拱板與混凝土所形成的組合拱殼結(jié)構(gòu)，比波紋拱板與鋼筋混凝土所形成的組合拱殼結(jié)構(gòu)的承載力更高，跨越的空間更大。這種組合拱殼結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠承受更大的整體與局部沖擊荷載，而且用于跨度更大的防護(hù)工程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型的組合拱殼結(jié)構(gòu)，用于防護(hù)工程，承載力高，且施工方便節(jié)約成本。

本發(fā)明提出的波紋拱板、鋼筋桁架與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述組合拱殼結(jié)構(gòu)由波紋拱板1、鋼筋桁架與混凝土組成；所述鋼筋桁架由上弦縱向筋2、下弦縱向筋3、腹筋4、腹桿6及橫向鋼筋5組成；所述波紋拱板1通過波紋拱板咬邊7組合成任意長度的拱殼；所述上弦縱向筋2、下弦縱向筋3與腹筋4通過與斜置的腹桿6焊接，形成鋼筋桁架拱；所述橫向鋼筋5與鋼筋桁架拱焊接或綁扎，并在波紋拱板咬合7處通過點(diǎn)焊連接；所述波紋拱板1與鋼筋桁架拱形成拱形模板體系，再澆筑混凝土，待混凝土凝固后，便形成所述的波紋拱板、鋼筋桁架與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)。

在述組合拱殼結(jié)構(gòu)中，所述波紋拱板1采用熱軋薄鋼板軋制而成。

在述組合拱殼結(jié)構(gòu)中，所述鋼筋混凝土拱殼的厚度依防護(hù)要求變化。

在述組合拱殼結(jié)構(gòu)中，所述腹桿6采用直徑為3～6mm的細(xì)鋼筋，與所述縱向鋼筋通過點(diǎn)焊連接。

本發(fā)明提供的波紋拱板、鋼筋桁架與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)，整體性能好，承載力高，方便野外施工，節(jié)約成本，具有很高的整體抗力和承受局部打擊的能力，是一種優(yōu)秀的防護(hù)工程結(jié)構(gòu)形式。

附圖說明

圖1為本發(fā)明波紋拱板、鋼筋桁架與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明波紋拱板、鋼筋桁架與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)截面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1～2所示，1-波紋拱板??2-上弦縱向筋??3-下弦縱向筋??4-腹筋??5-橫向鋼筋??6-腹桿??7-波紋拱板咬邊。

本發(fā)明的波紋拱板、鋼筋桁架拱與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)，由波紋拱板1、鋼筋桁架與混凝土組成。波紋拱板通過咬邊7可組合成任意長度的拱殼，上弦縱向筋2、下弦縱向筋3與腹筋通過與斜置的腹桿焊接，可形成鋼筋桁架拱。橫向鋼筋與鋼筋桁架拱焊接(或綁扎)，并在波紋拱板咬合7處通過點(diǎn)焊連接起來。于是，波紋拱板1可以與鋼筋桁架拱形成拱形模板體系。再澆筑混凝土，待混凝土凝固后，便形成波紋拱板、鋼筋桁架與混凝土組合拱殼結(jié)構(gòu)。

理論和實(shí)驗(yàn)證明，該組合柱面拱殼結(jié)構(gòu)具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

參加組合的兩種結(jié)構(gòu)形式的缺點(diǎn)在組合結(jié)構(gòu)中得到克服，而且二者協(xié)同受力。受壓能力出眾的鋼筋混凝土置于上部，而受拉能力優(yōu)越的壓型鋼板板置于下部，這樣各部分都能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

由鋼筋制作的鋼筋桁架受力合理，其加工在工廠里可直接完成，避免現(xiàn)場綁扎鋼筋，可加快施工速度，方便快捷。

鋼筋桁架拱與壓型鋼板在澆筑混凝土后，便形成受力整體，作為防護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用，能夠更有效地抵抗沖擊荷載對結(jié)構(gòu)的破壞。