[發明專利]一種配蜂窩鋼腹板的鋼箱梁

無效

• 申請號: 201310078679.1
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103132649A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 蘇益聲;陳宗平;張雯;陳錫鑫;陳俊;梁中相;孟二從
• 申請（專利權）人: 廣西大學;廣西裕華建設集團有限公司
• 主分類號: E04C3/08
• 分類號: E04C3/08;E01D2/04;E01D101/30
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 翁建華

技術領域

本發明屬鋼箱梁、特別是一種配蜂窩鋼腹板的鋼箱梁。

背景技術

隨著我國經濟建設的快速發展，也帶動了土木建筑工程領域科技及應用的快速發展，其中具有節能環保特點又適用于高層和大跨度建筑及橋梁建筑的鋼結構建筑的發展尤為迅速。在上世紀80年代以前，我國鋼結構技術水平低下、鋼結構工程應用很少；發展到今天，每年我國鋼結構建筑竣工面積超過世界鋼結構建筑竣工面積的一半以上。在高層和大跨度建筑及橋梁建筑結構中，通常用到一種結構構件—鋼箱梁（或稱箱形鋼梁）。鋼箱梁具有抗彎承載力大、抗扭剛度大、比鋼桁架梁構造簡單、易于制造等特點。鋼箱梁通常由兩塊鋼腹板構件及上下各一塊翼緣鋼板（分別稱為鋼頂板和鋼底板，下同）組成。腹板構件的高度決定了鋼箱梁的抗彎承載能力。目前工程中采用的鋼箱梁腹板構件都是實腹式的（即實體鋼板），根據其受力特性，并未能充分發揮鋼材的強度作用；在已公開的技術中，已有一種“內置蜂窩鋼板外包鋼高強混凝土組合梁”（中國專利申請號201210538584.9）的報道，在高強混凝土組合梁中間包有一塊腹板向上的蜂窩鋼板，可以增強與混凝土的有效粘結，同時可以適當提供抗剪承載力；但這種結構的蜂窩鋼構件有在平面外剛度小、易失穩的不足之處，還有繼續改進和提高的潛力。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能充分利用現有鋼箱梁腹板材料強度的配蜂窩鋼腹板的鋼箱梁，與現有的普通實腹鋼箱梁比較，本發明的鋼箱梁能有效減少鋼箱梁的自重并提高抗彎強度、剛度以及穩定性，使鋼箱梁能夠在大跨度結構的應用中受力更合理、承載力更高、經濟效益更好。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

由兩根尺寸相同的H型鋼或工字鋼作為鋼箱梁的腹板構件，兩塊腹板開有多個形狀和間隔都相同的通孔，鋼箱梁的鋼頂板、鋼底板分別與腹板構件的上翼緣或下翼緣固定連接并相互約束，并在一定間隔內配置普通鋼板橫隔板及縱向加勁肋，形成配蜂窩鋼腹板的鋼箱梁。

蜂窩鋼腹板是在H型鋼或普通工字型鋼的腹板上、按設定的線形切割后錯位再焊接形成多個通孔；按設定的切割線形不同，得到的通孔形狀不同。

蜂窩鋼腹板的通孔呈矩形、六邊形、八邊形、圓形或橢圓形。

蜂窩鋼腹板的截面高度H與原實腹型鋼的截面高度h的比值為擴張比，擴張比的合理取值范圍在1.4至1.6之間。

本發明的技術方案相對于現有技術具有如下優點：

1）將蜂窩鋼構件作為箱梁腹板，與目前采用的實腹鋼箱梁相比，在用鋼量相同的條件下，本蜂窩鋼箱梁可提高抗彎承載力及抗彎剛度30%左右，抗扭剛度也大幅提高；

2）將蜂窩鋼梁作為箱梁腹板，同時增強了腹板蜂窩構件的整體穩定性及箱梁外伸翼緣的局部穩定性；

3）在滿足承載能力需求的前提下，可減少鋼材的使用，降低造價，提高經濟效益；

4）造型更加美觀且便于維修。

附圖說明

圖1和圖2分別為腹板上的通孔為六邊形時的蜂窩鋼腹板畫線或錯位焊接后的腹板結構示意圖；

圖3和圖4分別為腹板上的通孔為圓形時的蜂窩鋼腹板畫線或錯位焊接后的腹板結構示意圖；

圖5為配蜂窩鋼腹板的鋼箱梁縱截面示意圖；

圖6為圖5的配蜂窩鋼腹板的鋼箱梁中I-I剖面的結構示意圖；

圖7為配蜂窩鋼腹板的通孔為圓形時鋼箱梁各組合部件的空間示意圖；

圖8為配蜂窩鋼腹板的通孔為六邊形時鋼箱梁各組合部件的空間示意圖。

圖中：1-蜂窩鋼梁腹板，2-箱梁頂板、3-箱梁底板。

具體實施方式

本發明的配蜂窩鋼腹板的箱形鋼梁，外形與普通箱梁類似，其實質為采用蜂窩鋼構件替代普通實腹鋼板作為箱梁腹板。

按設定的切割線形不同，得到的通孔形狀不同；蜂窩鋼腹板的通孔可以是矩形孔、六邊形孔、八邊形孔、圓孔、橢圓孔等形狀。蜂窩鋼構件的截面高度H與原實腹型鋼的截面高度h的比值稱為擴張比，擴張比的合理取值范圍在1.4至1.6之間。

將蜂窩鋼腹板技術應用于鋼箱梁結構中，制成“配蜂窩鋼腹板的鋼箱梁”，這是兩種不同構件的完美結合。它充分利用了蜂窩鋼構件在自身平面內受力合理、承載力高、節省鋼材的優點，使得鋼箱梁抗彎承載力大幅提高；同時又保持了原鋼箱梁的側向抗彎剛度和抗扭剛度大的特點，是一種自重輕、截面形式合理、抗彎剛度大、承載力高和經濟效益顯著的新型建筑結構構件，應用范圍廣泛，可用于高層和大跨度建筑及橋梁建筑結構中，應用前景好。