[發明專利]一種裝配式波紋腹板咬合H型鋼組合梁

無效

• 申請號: 201310418970.9
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103485476A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 張愛林;趙海明;趙亮;劉學春;惠怡;張勁愛
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04C3/07
• 分類號: E04C3/07;E04B1/61
• 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波紋腹板咬合H型鋼組合梁，屬于建筑型材技術領域。

背景技術

裝配式鋼結構體系有效地克服了傳統鋼結構住宅現場焊接量大、施工速度慢及施工質量不易控制的缺點，是鋼結構住宅體系發展的重要方向。在裝配式鋼結構體系中，梁和梁的現場拼裝是一個需要重點研究問題。

相比鋼梁，組合梁有如下有優勢：可利用鋼梁上組合樓板混凝土的受壓作用，增加梁截面的有效高度，提高鋼梁的抗彎剛度及承載力，從而節省鋼材和降低造價；鋼結構組合梁與鋼筋混凝土梁板結構相比，可節約模板減少預埋件，減輕自重，降低層高，方便施工，縮短工期，且便于安裝管線；組合梁可以實現高層鋼結構體系的全裝配式。

在現有裝配式鋼結構體系中，傳統組合梁通常采用的是兩個槽鋼組合梁進行拼裝，兩個槽鋼的腹板對接并通過螺栓進行連接，形成裝配式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，所需的螺栓數和腹板的用鋼量很大，抗剪承載力有待提高。

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。基于以上分析本發明提出一種裝配式波紋腹板咬合H型鋼組合梁，該組合梁可以達到提高梁承載能力和節約鋼材雙重效果，用途更加廣泛，同時可以實現大規模的工業化生產、促進全裝配式鋼結構體系的發展。

發明內容

本發明的目的在于提出一種裝配式波紋腹板咬合H型鋼組合梁，其將將波紋腹板咬合H型鋼代替傳統型鋼作為組合梁中的鋼梁，進而提供一種成本低廉、受力性能優越、適用于裝配式鋼結構體系尤其是大跨度多高層裝配式鋼結構體系的裝配式組合梁。

為實現上述目的，本發明的技術方案為一種裝配式波紋腹板咬合H型鋼組合梁，該組合梁是由兩個波紋槽鋼組合梁通過螺栓裝配而成，其中，兩個波紋槽鋼組合梁的腹板咬合對接，在腹板處通過螺栓進行連接；波紋槽鋼組合梁，其斷面口型由上翼緣、腹板、下翼緣、鋼筋混凝土翼板和壓型鋼板組成，鋼筋混凝土翼板、壓型鋼板、上翼緣三者通過栓釘固定；上翼緣與下翼緣平行，腹板垂直位于上翼緣與下翼緣之間；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、梯形波紋曲線、楔形波紋曲線或正弦曲線；腹板上開有螺栓孔，用于連接螺栓；上翼緣和下翼緣為鋼板，鋼板中與腹板平行的一條邊為波形曲線，波紋曲線的形狀與腹板的波紋斷面形狀相同；腹板放置于上翼緣和下翼緣的波紋曲線邊處，上翼緣和下翼緣的波紋曲線邊與腹板的波紋斷面吻合相連；壓型鋼板位于上翼緣上方，橫向鋼筋焊接于壓型鋼板上部，鋼筋混凝土翼板位于壓型鋼板上方，其中壓型鋼板、鋼筋混凝土翼板中與腹板平行的一條邊為波形曲線，波紋曲線的形狀與腹板的波紋斷面形狀相同，可以實現兩個槽鋼組合梁中鋼筋混凝土翼板的咬合連接。

矩形波紋曲線為圓弧角矩形波紋曲線，所述梯形波紋曲線為圓弧角梯形波紋曲線，楔形波紋曲線為圓弧角楔形波紋曲線；梯形波紋曲線、圓弧角矩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、圓弧角楔形波紋曲線的楔形斜線段的傾角為20°--90°；腹板與上翼緣和下翼緣之間分別為單面角焊縫；腹板波紋密度和高度可根據受力要求改變；圓弧角矩形波紋曲線、圓弧角梯形波紋曲線以及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。

相比傳統的裝配式鋼結構體系中的裝配式組合梁，本發明有以下幾個優點：

1、裝配后的鋼梁腹板是裝配式波紋鋼板，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其抗剪承載力和抗面外變形能力都有顯著提高。

2、裝配后的組合梁呈咬合狀，有效的增加裝配式組合梁平面內的剪切承載力，傳統的裝配式組合梁的平面內的剪力是依靠螺栓承擔和傳遞的，本發明是依靠組合梁的咬合作用使整個組合梁來承擔平面內的剪力，有效地提高裝配式組合梁的抗剪承載能力，可以在保證抗剪承載力的前提下大量節約鋼材。

3、本發明提出的裝配式波紋腹板咬合H型鋼組合梁中，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，而且比工字鋼和H型鋼組合梁用途更加廣泛；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，有效提高生產效率。

附圖說明

圖1為裝配式波紋腹板咬合H型鋼組合梁結構示意圖；