[發明專利]一種兩階段工作連梁及其施工方法

有效

• 申請號: 201310271003.4
• 申請日: 2013-06-29
• 公開（公告）號: CN104251040B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 聶建國;胡紅松
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04C3/293
• 分類號: E04C3/293;E04B2/64;E04G21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種兩階段工作連梁，屬于建筑結構技術領域。

背景技術

在高層建筑中，剪力墻結構是主要的抗側力結構。在正常使用狀態下，剪力墻結構必須具有足夠大的剛度來抵抗風等水平荷載，使建筑發生較小的水平側移，從而保證建筑的舒適度要求。因此，連接剪力墻肢的連梁必須具有足夠大的正常使用剛度，保證剪力墻肢能夠協同工作，充分發揮抗側能力。而在地震等極端荷載作用下，又要求連梁盡早屈服，使剪力墻結構的剛度減小，從而降低作用在結構上的地震力。連梁在屈服后也是重要的耗能構件，用于耗散地震能量，保證剪力墻肢等豎向構件不發生重大破壞而使結構倒塌。

鋼連梁在不發生梁端彎曲破壞的情況下，具有較好的剪切屈服耗能能力，因此能夠滿足地震荷載作用下結構對連梁高延性、高耗能的要求。但由于鋼連梁的組成板件較薄，相比兩側的鋼筋混凝土剪力墻肢剛度偏弱，因此很難使鋼筋混凝土剪力墻肢具有較強的協同工作能力。如果為了提高結構剛度而增加鋼梁組成板件的厚度，會造成鋼材的浪費，不夠經濟合理。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中存在的不足，提出一種兩階段工作連梁及其施工方法。它具有較大的正常使用剛度，而接近屈服時剛度又能迅速減小，且屈服后的耗能能力強。

本發明的技術方案如下：

一種兩階段工作連梁，其特征在于，該連梁包括核心鋼梁、外包混凝土9；所述核心鋼梁為一鋼結構，包括工字形鋼梁、端板、錨固栓釘，工字形鋼梁由上、下翼緣和腹板組成，端板固接于工字形鋼梁兩端；該連梁兩端伸入混凝土剪力墻肢內并與其固接，伸入混凝土剪力墻肢內的上、下翼緣和腹板上焊接有錨固栓釘。所述的工字形鋼梁表面包裹彈性材料或焊接螺紋鋼筋。所述的彈性材料為橡膠、塑料泡沫或塑料布。

本發明的一種兩階段工作連梁的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

加工完成連梁的鋼結構部分，在工字形鋼梁的相應位置焊接錨固栓釘，就位；施工鋼筋混凝土剪力墻肢的縱筋、箍筋，將中斷的箍筋端部焊接在對應的鋼梁腹板上；支模，澆筑連梁的外包混凝土和鋼筋混凝土剪力墻肢的混凝土。所述的工字形鋼梁上包裹彈性材料或焊接螺紋鋼筋。所述的連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內部的長度可為工字形鋼梁高度的1～2倍。本發明相對于現有技術具有以下優點及突出效果：

相比傳統的鋼連梁，本發明具有更大的正常使用剛度，在風荷載作用下更能滿足舒適度要求；在地震荷載作用下，由于混凝土的約束，鋼梁腹板不易發生局部屈曲，因此耗能能力更強。

本發明可應用于多、高層建筑的剪力墻結構體系中。

附圖說明

圖1為本發明連梁與墻肢的連接構造主視圖；

圖2為本發明工字形鋼梁與混凝土界面的不同處理方法；

圖3為圖1的B-B剖面圖；

圖4為本發明連梁的鋼結構示意圖；

圖5為圖4的C-C剖面圖。

圖中：1－翼緣；2－腹板；3－彈性材料；4－螺紋鋼筋；5－錨固栓釘；6－端板；7－鋼筋混凝土剪力墻肢縱筋；8－鋼筋混凝土剪力墻肢箍筋；9-外包混凝土；

具體實施方法

以下結合附圖，對本發明的具體實施方法作進一步描述。

本發明的一種兩階段工作連梁，該連梁包括核心鋼梁和外包混凝土9，如圖1所示。核心鋼梁為一鋼結構，包括工字形鋼梁、端板6、錨固栓釘5，工字形鋼梁由上、下翼緣1和腹板2組成，在工字形鋼梁兩端分別焊接有端板6，用于提高連梁在剪力墻肢內部的錨固。如圖4、圖5所示。連梁的兩端伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內，伸入中斷了相應位置的鋼筋混凝土墻肢箍筋8；中斷的箍筋8端部須焊接在對應的工字形鋼梁腹板2上。伸入剪力墻肢內部的工字形鋼梁的上、下翼緣1和腹板2上焊接有錨固栓釘5，用于傳遞鋼梁與墻肢混凝土之間的界面剪力。連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內部的長度可為工字形鋼梁高度的1～2倍，如圖3所示。

工字形鋼梁界面處理方案可以是自然界面、鋼梁表面包裹彈性材料或鋼梁表面焊接螺紋鋼筋三種。彈性材料可以采用橡膠、塑料泡沫或塑料布。如圖2所示。

采用自然界面的連梁，當荷載較小時，混凝土與鋼梁之間通過界面粘結力共同工作，剛度較大；當荷載達到某一值后，界面粘結破壞，連梁剛度迅速降低；荷載繼續增大，混凝土退出受力，但混凝土能為鋼梁提供約束作用，延緩鋼梁腹板發生局部屈曲。采用鋼梁表面包裹彈性材料的界面處理方案，可降低鋼梁和外包混凝土之間的界面粘結力，使剛度提前退化。采用鋼梁表面焊接螺紋鋼筋的界面處理方案，可增強鋼梁與混凝土之間的界面粘結力，延緩剛度退化。