[發明專利]一種多段式分節可替換組合工字形鋼梁結構

在審

• 申請號: 202010117207.2
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111188456A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 尉然;門進杰;楊岸蓁;霍駿;霍文武
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E04C3/04
• 分類號: E04C3/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種多段式分節可替換組合工字形鋼梁結構，包括分段的Z字形鋼梁、矩形蓋板、端口槽板和鋼柱，相鄰兩段Z字形鋼梁兩端部反向布置，共同組成工字型鋼結構；相鄰兩段Z字形鋼梁之間通過矩形蓋板上下用高強螺栓連接；若干節工字型結構的兩端部嵌入在凹形的端口槽板中，并通過高強螺栓連接，端口槽板通過高強螺栓與鋼柱連接。本發明可削弱地震中梁端處的變形，同時由兩個Z字形鋼梁組成的工字型鋼梁結構，在節省材料的同時，提高了梁結構的穩定性。在梁震后快速恢復方面，鋼梁為多段式結構，各段均可快速拆卸和安裝。同時，每段梁都可以重復利用，實現了震后結構構件資源重新利用。

技術領域

本發明屬于建筑工程和結構抗震鄰域，具體涉及為一種組合工字形可替換梁結構。

背景技術

鋼筋混凝土柱-鋼梁(RCS)中主要承受地震軸力的柱，用穩定性很好的鋼筋混凝土組成，而主要受到扭轉和剪切力的梁采鋼梁，發揮出了兩種材料的優勢，對于預防地震有很好的作用。但由于結構整體焊接問題，梁端口處所受應力會使梁結構發生破壞。同時當發生大型地震時，由于結構為一個整體，當梁受力發生形變時，整個結構的穩定性會迅速下降。如何改善梁兩邊端口處變形，加強梁整體的穩定性是保證結構穩定的重要因素之一。目前的研究對于梁端主要是局部增強或者改變其結構，而嵌入式固定結構較少。究其原因可能是梁整體嵌入技術難度較大。且對于現有的梁結構，研究大多關注于增加其強度，而對更換梁研究相對沒有那么多。同時，對于震后房屋重建方面與資源利用方面研究還相對較少。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種組合工字形可替換梁結構，可削弱地震過程中梁端處的變形，同時由兩個“Z”字形鋼板共同組成的工字型結構，在節省材料的同時，提高梁結構的穩定性。同時，梁結構分段，每一段都具有快速拆卸和安裝的功能，從而實現結構震后快速恢復的作用。同時，每段梁都可以重復利用，實現了震后房屋資源重新利用的效果。

本發明是通過下述技術方案來實現的。

一種多段式分節可替換組合工字形鋼梁結構，包括分段的Z字形鋼梁、矩形蓋板、端口槽板和鋼柱，相鄰兩段Z字形鋼梁兩端部反向布置，共同組成工字型鋼結構；相鄰兩段Z字形鋼梁之間通過矩形蓋板上下用高強螺栓連接；若干節工字型結構的兩端部嵌入在凹形的端口槽板中，并通過高強螺栓連接，端口槽板通過高強螺栓與鋼柱連接。

對于上述技術方案，本發明還有進一步優選的方案：

優選的，所述Z字形鋼梁由腹板和兩端口處相反方向水平延伸的翼緣構成，翼緣上設有螺栓孔。

優選的，所述矩形蓋板上設有沿對角線布置的螺栓孔，螺栓孔連線跨過兩Z 字形鋼梁接縫處；矩形蓋板的寬度與相鄰Z字形鋼梁對接后形成的工字型鋼翼緣寬度相等。

優選的，上下矩形蓋板相對于Z字形鋼梁對稱分布，且平行設置。

優選的，所述矩形蓋板的長度不小于Z字形鋼梁總長度的1/2。

優選的，所述端口槽板由底部端板和頂部槽口板構成，底部端板在與鋼柱接觸面四角上設有螺栓孔，槽口板與Z字形鋼梁接觸上下面上設有螺栓孔。

優選的，嵌入在所述端口槽板頂部槽口板中的Z字形鋼梁接觸面之間不存在空隙，且Z字形鋼梁的腹板端面與端口槽板的底部端板連接處無縫隙。

優選的，Z字形鋼梁嵌入長度多于1/3。

進而，本發明給出了上述多段式分節可替換組合工字形鋼梁結構的替換方法，包括：

拆卸方法為：將上下矩形蓋板拆下，然后將分段的變形Z字形鋼梁拆下，放入新的未變形Z字形鋼梁，然后放置蓋板，安裝高強螺栓；

組裝方法為：先將兩端端口槽板底部端板與鋼柱用高強螺栓連接，再分別在兩邊頂部槽口板槽中放入Z字形鋼梁，用高強螺栓連接；