[發明專利]裝配式蜂窩形腹板鋼梁

有效

• 申請號: 201310139115.4
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103233551A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 張愛林;趙亮;于勁;劉學春;胡婷婷;郭志鵬
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;北京市住宅建筑設計研究院有限公司
• 主分類號: E04C3/07
• 分類號: E04C3/07
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種裝配式蜂窩形腹板鋼梁，屬于建筑型材技術領域。

背景技術

目前，裝配式鋼結構住宅體系是鋼結構住宅體系發展的重要方向。傳統的鋼結構住宅建筑施工時采用了大量的現場焊接，施工速度慢，對環境的污染嚴重，最重要的是焊縫的質量不宜控制，嚴重影響建筑物的安全性能，裝配式鋼結構體系有效地克服了傳統鋼結構住宅的缺點。在裝配式鋼結構體系中，梁和梁現場拼裝后的受力性能是一個需要重點研究的問題。

在同類領域可以采用的型鋼梁包括熱軋工字鋼、熱軋H型鋼、焊接H型鋼、熱軋方鋼管、焊接箱型梁和槽鋼等。

熱軋工字鋼、熱軋H型鋼、焊接H型鋼、熱軋方鋼管、焊接箱型梁等型鋼用在裝配式梁構件中時，只能通過采用蓋板和螺栓對梁的翼緣進行連接，連接效果比較差，連接處的抗剪性能較差，影響梁的整體受力性能，嚴重浪費鋼材。

在現有的裝配式鋼結構體系中，通常采用的是兩個槽鋼進行拼裝，兩個槽鋼的腹板對接，通過螺栓進行連接，形成裝配式的H型鋼。但是，在這種拼接方式中，剪力是通過螺栓傳遞給腹板，腹板為平鋼板，所以所需的螺栓數和腹板的用鋼量很大。

由此可見，將傳統的型鋼構件用在裝配式鋼結構之中效果不是很理想，不僅影響構件的受力性能，而且需要消耗大量的鋼材，產生不必要的浪費。所以，創新出應用于裝配式鋼結構體系的新型受力構件勢在必行。

發明內容

基于上述缺陷，本發明提出了一種屬于建筑型材技術領域的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，目的在于提供一種成本低廉，受力性能優越的適用于裝配式鋼結構體系的裝配式鋼梁。

本發明的技術方案如下：

一種裝配式蜂窩形腹板鋼梁，是由兩個波紋腹板槽鋼梁通過螺栓裝配而成，兩個波紋腹板槽鋼梁腹板對接相連，在腹板對接處通過螺栓進行裝配連接。

所述波紋腹板槽鋼梁，其斷面口型由上翼緣，腹板和下翼緣組成，上翼緣與下翼緣平行，腹板垂直位于上翼緣與下翼緣之間，所述腹板上開有螺栓孔，用于連接螺栓。

所述腹板的斷面呈均勻或不均勻周期性重復的波紋，該波紋斷面為矩形波紋曲線，或為圓弧角矩形波紋曲線，或為梯形波紋曲線，或為圓弧角梯形波紋曲線，或為楔形波紋曲線，或為圓弧角楔形波紋曲線，或為正弦曲線波紋曲線。

所述上翼緣和下翼緣為平鋼板，腹板整體位于上翼緣和下翼緣之間，腹板的波紋曲線沿長度方向的最外側與上翼緣和下翼緣沿長度方向的一條邊線齊平。

所述梯形波紋曲線和圓弧角梯形波紋曲線的梯形斜線段的傾角為20°--90°。所述楔形波紋曲線和圓弧角楔形波紋曲線的楔形斜線段的傾角為20°--90°。

所述腹板的波紋密度和高度可根據受力要求改變。

所述腹板與上翼緣和下翼緣之間分別為單面角焊縫。本發明采用全自動焊接技術和專業定位工裝夾具，能確保腹板和翼緣之間的準確定位，焊縫軌跡一致，容易實現標準化，可以實現多規模生產，有效提高生產效率。

所述圓弧角梯形波紋曲線，圓弧角矩形波紋曲線和圓弧角楔形波紋曲線采用數控折彎技術制成，正弦曲線采用數控輥壓技術制成。

有益效果：本發明提出了一種適用于裝配式鋼結構體系的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，改善了裝配式構件的受力性能，相比與傳統的裝配式鋼結構體系中的裝配式鋼梁，本發明有以下幾個優點：

裝配后的鋼梁腹板是呈現波紋曲線型，可以有效的利用波紋鋼板優良的平面外剛度、抗屈曲承載能力和較高的疲勞強度，與槽鋼拼裝成的平鋼板相比，在厚度相同的情況下，抗剪承載力和抗面外變形能力都有顯著提高。將其用于建筑結構用鋼梁能在保證抗剪承載力的前提下大量節約鋼材。

裝配后的鋼梁腹板是兩個波紋腹板的裝配，相當于雙波紋腹板，可以有效地提高構件的穩定性和承載能力，尤其是抗扭承載力，腹板的平面布置呈蜂窩狀，可以在構件的整體承載力方面獲得最優結果。

因此，采用本發明的裝配式蜂窩形腹板鋼梁可以同時發揮上述兩種技術優勢，與其他同類產品相比，其力學性能有顯著提高，且翼緣和腹板的厚度均可以減小，可以大幅度的節省鋼材用量，符合我國可持續發展戰略的總體目標。

同時，本發明提出的裝配式蜂窩形腹板鋼梁中，斷面組合最大特點是更大程度上優化了斷面力學性能與產品用鋼量之間的關系，使其更趨于合理化和科學化。裝配后的鋼梁腹板的平面布置呈蜂窩狀，可以在構件的整體承載力方面獲得最優結果，有效的節省剛才。因此，本發明具有高承載力和高剛度等優良的受力性能，是一種十分理想的結構用型鋼材料。