[發明專利]一種型鋼部分包裹混凝土組合梁及其設計與施工方法

在審

• 申請號: 202110347336.5
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112922230A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 辛力;姚怡帆;史生志;劉源;黃華;葉艷霞
• 申請（專利權）人: 中國建筑西北設計研究院有限公司
• 主分類號: E04C3/293
• 分類號: E04C3/293
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 孫雅靜;杜薇

一種型鋼部分包裹混凝土組合梁及其設計與施工方法，包括H型鋼梁和部分包裹H型鋼梁的混凝土，H型鋼梁包括鋼梁腹板和垂直設在鋼梁腹板兩邊的兩個鋼梁翼緣，還包括設在所述鋼梁腹板兩側、且位于兩個鋼梁翼緣之間的抗火巖棉板，抗火巖棉板的高度小于兩個鋼梁翼緣之間的距離，抗火巖棉板的寬度小于鋼梁翼緣寬度與鋼梁腹板寬度差的一半。通過對部件結構的合理設置，在不過多降低組合梁承載力及剛度的同時，解決現大跨梁中質量偏重，跨中存在初始撓度的問題，降低工程造價，可應用于高層大跨的鋼結構建筑物中。

技術領域

本發明屬于結構工程技術領域，具體涉及一種型鋼部分包裹混凝土組合梁及其設計與施工方法。

背景技術

鋼-混凝土組合結構是在鋼結構和鋼筋混凝土結構基礎上發展起來的一種新型結構,這種結構是用型鋼或鋼板焊接鋼截面,在其上面、四周或內部澆注混凝土與型鋼形成整體,從而形成了共同受力的結構體系。型鋼部分包裹混凝土組合結構是鋼一混凝土組合結構的一種形式，是指在鋼梁腹板及其上下翼緣所包圍區域內配置縱向鋼筋并澆筑混凝土的鋼-混凝土組合梁，在鋼梁腹板上一般采用設置焊接鋼筋、栓釘、型鋼或鉆孔穿筋等方式，以保證鋼梁與腹部混凝土能夠作為一個整體共同參加工作，提高構件的抗火能力，同時鋼梁上下翼緣和腹板與混凝土相互作用相互約束，使得腹部內部混凝土的剝落、開裂也受到抑制。

現有型鋼部分包裹混凝土組合結構在大跨超高層結構中，梁截面高的情況下質量偏重，不利于超高層鋼結構或鋼混組合結構的施工與安裝；混凝土部分增加額外結構自重，對水平結構抗震帶來不利影響；組合梁在大跨結構跨中存在初始撓度，給結構帶來安全隱患。組合梁的鋼材部分防腐處理造價偏高，投入使用后長期存在維護的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種型鋼部分包裹混凝土組合梁及其設計與施工方法，通過對部件結構的合理設置，在不過多降低組合梁承載力及剛度的同時，解決現大跨梁中質量偏重，跨中存在初始撓度的問題，降低工程造價，可應用于高層大跨的鋼結構建筑物中。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案包括：

一種型鋼部分包裹混凝土組合梁，包括H型鋼梁和部分包裹H型鋼梁的混凝土，H型鋼梁包括鋼梁腹板和垂直設在鋼梁腹板兩邊的兩個鋼梁翼緣，還包括設在鋼梁腹板兩側、且位于兩個鋼梁翼緣之間的抗火巖棉板，抗火巖棉板的高度小于兩個鋼梁翼緣之間的距離，抗火巖棉板的寬度小于鋼梁翼緣寬度與鋼梁腹板寬度差的一半。

進一步的，還包括設在兩個鋼梁翼緣與抗火巖棉板間的鋼筋籠,鋼筋籠的長度與H型鋼梁長度相等，且鋼筋籠被混凝土包裹。

優選的，鋼筋籠包括沿H型鋼梁縱向均勻分布的多個箍筋組件；

箍筋組件包括設在一鋼梁翼緣內側的第一矩形箍筋，第一矩形箍筋的共面垂直于鋼梁翼緣和鋼梁腹板，第一矩形箍筋的高度小于所在鋼梁翼緣內側與抗火巖棉板間的距離，第一矩形箍筋的寬度小于鋼梁翼緣寬度與鋼梁腹板寬度差的一半；箍筋組件還包括設在另一鋼梁翼緣內側、且與第一矩形箍筋相對稱的第二矩形箍筋，第二矩形箍筋的結構與第一矩形箍筋結構一致；

箍筋組件還包括連設在第一矩形箍筋和第二矩形箍筋間、且垂直于鋼梁翼緣的第三箍筋；抗火巖棉板位于箍筋組件內側、且與箍筋組件間留有澆注混凝土的空間，抗火巖棉板與第一矩形箍筋和第二矩形箍筋間的距離相等。

優選的，鋼筋籠還包括沿H型鋼梁縱向、且分別設于第一矩形箍筋和第二矩形箍筋內角的八個縱筋，縱筋的長度與H型鋼梁長度相等。

進一步的，還包括沿H型鋼梁縱向均勻且橫向居中設在兩個鋼梁翼緣內側的多個抗剪栓釘，任一個抗剪栓釘設在相鄰的兩個鋼筋籠中點。