[發(fā)明專利]一種彎曲承載鋼梁

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310069557.6
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN103147537A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒廣平;商磊;張學(xué)義;夏興有;楊麗紅;曲嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C3/10
• 分類號(hào): E04C3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域，具體涉及一種由鋼梁和預(yù)應(yīng)力鋼絲繩相組合的新型承載鋼梁。

背景技術(shù)

輕質(zhì)、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)工程師長期以來追求的目標(biāo)。輕質(zhì)、高強(qiáng)無疑可以節(jié)約材料，增大使用面積，減小基礎(chǔ)荷載還給施工帶來方便。減少建材用量，當(dāng)然會(huì)促成節(jié)能、省資源、減少廢棄物與溫室氣體排放量。發(fā)展高強(qiáng)、輕質(zhì)的建材十分重要。建筑業(yè)用鋼占到53%，有效降低鋼材的重量對建筑等行業(yè)有著十分重要的意義。

隨著國外的輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)慢慢進(jìn)入到中國市場，人們對輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)發(fā)生了巨大的改變，其應(yīng)用也越來越廣，逐漸由工用向民用房展。鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)就是重量輕、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡單。如工字鋼，屬于高效經(jīng)濟(jì)裁面型材，由于截面形狀合理，它們能使鋼材更高地發(fā)揮效能，提高承裁能力。工字鋼梁已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑、道橋等領(lǐng)域；T型鋼是替代雙角鋼焊接的理想材料。具有抗彎能力強(qiáng)、施工簡單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)。主要使用在機(jī)械、充小五金型鋼使用；U型鋼，其有著受壓力大，支撐時(shí)間久，易安裝不易變形等特點(diǎn)。主要用于礦井巷道、礦井巷道二次支護(hù)、以及穿山隧道的支撐支護(hù)等用途。

鋼絲繩是應(yīng)用最廣泛的起重材料之一，具有承載能力大，強(qiáng)度高，質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)。是較好的抗拉材料。預(yù)應(yīng)力鋼絲為采用碳鋼線材加工而成的、應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的一種鋼絲，這種材料的高強(qiáng)度主要表現(xiàn)在軸線方向，徑向明顯更低。在實(shí)際應(yīng)用中同樣的材料同樣的截面，鋼絲繩更能承受拉力。

在工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外荷載之前,對受拉模塊中的鋼筋或鋼絲，施加預(yù)壓應(yīng)力,可提高構(gòu)件的剛度,推遲裂縫出現(xiàn)的時(shí)間,增加構(gòu)件的耐久性。對于機(jī)械結(jié)構(gòu)來看，其含義為預(yù)先使其產(chǎn)生應(yīng)力，其好處是可以提高構(gòu)造本身剛性，減少振動(dòng)和彈性變形這樣做可以明顯改善受拉模塊的彈性強(qiáng)度，使原本的抗性更強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在達(dá)到和傳統(tǒng)鋼梁相同承載能力時(shí)降低重量，降低成本的新型承載鋼梁。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的彎曲承載鋼梁，鋼梁的受拉區(qū)為兩端通過鋼絲預(yù)緊裝置固定在腹板兩端的鋼絲，鋼絲處于鋼梁的彎曲中性面內(nèi)。

鋼梁為工字鋼，所用鋼絲的數(shù)量需滿足

nFmax′≥Fmax,n(h-t2)Fmax′≥Mmax,]]>

其中n為所用鋼絲的數(shù)量，為鋼絲繩的極限抗拉力，F(xiàn)_max為彎曲中性面下半部分所受到的極限合力，M_max為彎曲中性面下半部分所受到的極限合力矩，h為工字鋼中性面位置高度。

鋼梁為T型鋼,彎曲中性面的位置為