一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁。其是由兩個預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁腹板咬合對接，通過螺栓裝配而成。預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁是由上翼緣、腹板、下翼緣、鋼筋混凝土翼板、壓型鋼板、預(yù)應(yīng)力索、橫向加勁肋、錨具和梁端板組成；腹板的斷面呈均勻或不均勻周期性重復(fù)的波形；鋼筋混凝土翼板、壓型鋼板、上翼緣三者通過螺釘固定；預(yù)應(yīng)力索經(jīng)過張拉后由錨具將其固定在梁端板上。本發(fā)明適用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系，尤其是大跨度多高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新型裝配式預(yù)應(yīng)力型鋼組合梁，該組合梁有利于梁板整體裝配，能夠全面提高住宅生產(chǎn)工業(yè)化水平，且具有自重輕、承載力高和跨度大的優(yōu)點。
【專利說明】一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，屬于建筑型材【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系是鋼結(jié)構(gòu)住宅體系發(fā)展的重要方向。為了更好的實現(xiàn)模數(shù)化集成設(shè)計及標準化生產(chǎn)和裝配式施工安裝，往往將各組合梁為一個整體，作為拼裝單元以加快工業(yè)化程度。因此，在對樓層進行拼裝時，組合梁和組合梁部分拼裝便成為一個非常重要的研究問題。
[0003]在現(xiàn)有裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系中，通常采用的是兩個槽鋼拼裝及兩個槽鋼腹板對接并通過螺栓進行連接，形成裝配式H型鋼。同時，組合梁混凝土翼板部分，連接處形成直線拼縫。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，故所需螺栓數(shù)和腹板用鋼量很大，且該組合梁的抗剪承載力及抗屈曲能力較低。拼裝的混凝土翼板之間存在板縫，相鄰混凝土翼板之間缺乏有效地約束，影響板間傳力，進而影響樓層的整體性。基于以上分析本發(fā)明提出一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，該組合梁可以有效地增加裝配式組合梁平面內(nèi)的剪切承載力，保證樓層受力整體性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、力學(xué)性能優(yōu)越且適用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系，尤其是大跨度多高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的裝配式梁。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，該組合梁是由兩個預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁通過螺栓裝配而成，且兩個預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁腹板咬合對接，在腹板處通過采用螺栓在螺栓孔處進行裝配連接。
[0006]預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁包括上翼緣、腹板、下翼緣、鋼筋混凝土翼緣、壓型鋼板、預(yù)應(yīng)力索、橫向加勁肋、錨具和梁端板；其斷面口型由上翼緣、腹板、下翼緣、鋼筋混凝土翼緣和壓型鋼板組成，上翼緣、下翼緣、鋼筋混凝土翼緣和壓型鋼板平行，腹板垂直位于上翼緣與下翼緣之間；鋼筋混凝土翼板位于壓型鋼板上方，壓型鋼板位于上翼緣上方，鋼筋混凝土翼板、壓型鋼板、上翼緣三者通過螺釘固定，橫向鋼筋焊于壓型鋼板上部。
[0007]腹板的斷面呈均勻或不均勻周期性重復(fù)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。
[0008]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，腹板的波紋斷面與上翼緣和下翼緣的波紋曲線邊吻合相連。
[0009]鋼筋混凝土翼板位于壓型鋼板上方，壓型鋼板位于上翼緣上方，橫向鋼筋焊于壓型鋼板上部，鋼筋混凝土翼板和壓型鋼板拼接邊與上翼緣的波紋曲線邊平行，同樣形成波紋曲線，鋼筋混凝土翼板、壓型鋼板、上翼緣在波紋曲線邊處，三者通過螺釘固定。
[0010]橫向加勁肋為鋼板，在腹板的一側(cè)、上翼緣和下翼緣之間間隔設(shè)置，分別與腹板、上翼緣和下翼緣垂直焊接相連；橫向加勁肋上留有預(yù)應(yīng)力索孔；預(yù)應(yīng)力索穿過橫向加勁肋和梁端板上預(yù)留的預(yù)應(yīng)力索孔，經(jīng)張拉后由錨具將其固定在預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁兩端的梁端板上；預(yù)應(yīng)力索為或者為預(yù)應(yīng)力筋，穿過橫向加勁肋和梁端板上預(yù)留的預(yù)應(yīng)力索孔預(yù)應(yīng)力索是一根或者多根；預(yù)應(yīng)力索的線形是凹口向上的，線形可根據(jù)受力要求改變；梁端板為鋼板，與橫向加勁肋平行放置，位于預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁的梁端，梁端板與上翼緣、腹板和下翼緣焊接相連；梁端板上留有預(yù)應(yīng)力索孔。
[0011]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° ;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；腹板的波紋密度和高度可根據(jù)受力要求改變；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(shù)控折彎技術(shù)制成，正弦曲線采用數(shù)控輥壓技術(shù)制成。
[0012]與傳統(tǒng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系中的裝配式鋼梁相比，本發(fā)明具有以下幾個優(yōu)點:
[0013]1、裝配后的鋼梁采用了兩個預(yù)應(yīng)力索對稱布置，有效地提高了裝配式咬合組合梁的承載能力，保證了受力的合理性；預(yù)應(yīng)力技術(shù)的引用，可以在保證裝配式組合梁承載能力的前提下，有效地減輕裝配式組合梁的自重增加裝配式組合梁的跨度，使本發(fā)明更適用于大跨度和多高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系之中。
[0014]2、裝配后的組合梁腹板是裝配式波紋鋼板，可以有效地利用波紋鋼板優(yōu)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，在厚度相同情況下其抗剪承載力和抗面外變形能力都有顯著提高；裝配后的組合梁腹板為咬合狀，有效地增加裝配式組合梁的平面內(nèi)的剪切承載力。
[0015]3、組合梁翼板通過螺釘固定于鋼梁上，裝配后的組合梁翼板間有形成咬合狀，如此連接鋼梁兩側(cè)樓板，可有效地傳遞樓板間的力，加強了樓層的整體性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用和波紋腹板的形式，減少了用鋼量的同時增加了跨度，可以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和現(xiàn)場快速裝配能力同時也縮短了施工周期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁結(jié)構(gòu)單元分解圖；
[0018]圖3為預(yù)應(yīng)力波紋組合梁的示意圖；
[0019]圖4為預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼梁的單元分解圖；
[0020]圖5為腹板斷面的矩形波紋曲線示意圖；
[0021]圖6為腹板斷面的梯形波紋曲線示意圖；
[0022]圖7為腹板斷面的楔形波紋曲線示意圖；
[0023]圖8為腹板斷面的圓弧角矩形波紋曲線示意圖；
[0024]圖9為腹板斷面的圓弧角梯形波紋曲線示意圖；
[0025]圖10為腹板斷面的圓弧角楔形波紋曲線示意圖；
[0026]圖11為腹板斷面的正弦曲線波紋曲線示意圖；[0027]圖12為預(yù)應(yīng)力波紋組合梁腹板的平面示意圖；
[0028]圖13為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁腹板的平面示意圖；
[0029]圖14為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁的橫剖面圖；
[0030]圖15為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁的縱剖面圖。
[0031]圖中:1、預(yù)應(yīng)力波紋槽組合梁2、上翼緣3、腹板4、下翼緣5、鋼筋混凝土翼板6、壓型鋼板7、橫向配筋8、預(yù)應(yīng)力索9、橫向加勁肋10、錨具11、梁端板12、翼緣螺釘13、腹板螺釘
【具體實施方式】
[0032]以下將結(jié)合附圖及實例對本發(fā)明作進一步說明。
[0033]如附圖1所示為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁結(jié)構(gòu)單元分解圖，圖3為預(yù)應(yīng)力波紋組合梁的示意圖，圖4為預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼梁的單元分解圖，本發(fā)明提出的一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合鋼梁是由兩個預(yù)應(yīng)力波紋組合梁I通過螺栓13裝配而成，兩個預(yù)應(yīng)力波紋組合梁I腹板咬合對接，在腹板處通過采用螺栓13在相應(yīng)孔處進行裝配連接；預(yù)應(yīng)力波紋組合梁I包括上翼緣2、腹板
3、下翼緣4、鋼筋混凝土翼緣5、壓型鋼板6、預(yù)應(yīng)力索8、橫向加勁肋9、錨具10和梁端板11 ；其斷面口型由上翼緣2、腹板3、下翼緣4、鋼筋混凝土翼緣5、壓型鋼板6組成，上翼緣2、下翼緣4、鋼筋混凝土翼緣5和壓型鋼板6平行，腹板3垂直位于上翼緣2與下翼緣4之間，上翼緣2相應(yīng)位置上開有螺栓孔，所述腹板3相應(yīng)位置上開有螺栓孔。
[0034]如附圖5所示為腹板斷面的矩形波紋曲線示意圖，圖6為腹板斷面的梯形波紋曲線示意圖，圖7為腹板斷面的楔形波紋曲線示意圖，圖8為腹板斷面的圓弧角矩形波紋曲線示意圖，圖9為腹板斷面的圓弧角梯形波紋曲線示意圖，圖10為腹板斷面的圓弧角楔形波紋曲線示意圖，圖11為腹板斷面的正弦曲線波紋曲線示意圖，腹板3的斷面呈均勻或不均勻周期性重復(fù)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。
[0035]圖12為預(yù)應(yīng)力波紋組合梁腹板的平面示意圖，圖13為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁腹板的平面示意圖圖，14為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁的橫剖面圖，圖15為裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁的縱剖面圖，上翼緣2、下翼緣4、鋼筋混凝土翼緣5和壓型鋼板6四者對齊的邊為波形曲線，此波紋曲線的形狀與腹板3的波紋斷面形狀相同，腹板3放置于上翼緣2和下翼緣4的波紋曲線邊處，腹板3的波紋斷面與上翼緣2和下翼緣4的波紋曲線邊吻合相連，腹板3與上翼緣2和下翼緣4之間分別為單面角焊縫；橫向加勁肋9為鋼板，在腹板3的一側(cè)、上翼緣2和下翼緣4之間間隔設(shè)置并分別與腹板3、上翼緣2和下翼緣4垂直焊接相連，橫向加勁肋9上留有預(yù)應(yīng)力索孔；梁端板11為鋼板，與橫向加勁肋9平行放置，位于預(yù)應(yīng)力波紋組合梁I的梁端，梁端板11與上翼緣2、腹板3和下翼緣4焊接相連，梁端板11上留有預(yù)應(yīng)力索孔；所述預(yù)應(yīng)力索8，穿過橫向加勁肋9和梁端板11上預(yù)留的預(yù)應(yīng)力索孔，經(jīng)張拉后由錨具10將其固定在預(yù)應(yīng)力波紋組合梁I兩端的梁端板11上；預(yù)應(yīng)力索8的線形是凹口向上的，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° ;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3的波紋密度和高度可根據(jù)受力要求改變；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(shù)控折彎技術(shù)制成，正弦曲線采用數(shù)控輥壓技術(shù)制成。
[0036]本發(fā)明提出的一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，斷面組合的最大特點是通過優(yōu)化斷面力學(xué)性能與產(chǎn)品用鋼量之間關(guān)系，使其更趨于合理化和科學(xué)化。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的引用可以提高鋼梁的承載能力，減輕鋼梁自重，增加鋼梁的跨度。因此，本發(fā)明具有高承載力和高剛度等優(yōu)良的受力性能，是一種十分理想的結(jié)構(gòu)用型鋼結(jié)構(gòu)，同時采用全自動焊接技術(shù)和專業(yè)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(xiàn)標準化，可以實現(xiàn)多規(guī)模生產(chǎn)，有效提高生產(chǎn)效率。
【權(quán)利要求】
1.一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，其特征在于:該組合梁是由兩個預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁(I)通過螺栓(13 )裝配而成，兩個預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁(I)腹板咬合對接；在腹板處通過采用螺栓(13)在相應(yīng)螺栓孔處進行裝配連接；預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁(I)包括上翼緣(2)、腹板(3)、下翼緣(4)、鋼筋混凝土翼緣(5)、壓型鋼板(6)、預(yù)應(yīng)力索(8)、橫向加勁肋(9)、錨具(10)和梁端板(11);其斷面口型由上翼緣(2)、腹板(3)、下翼緣(4)鋼筋混凝土翼緣(5)和壓型鋼板(6)組成；上翼緣(2)、下翼緣(4)、鋼筋混凝土翼緣(5)和壓型鋼板(6)平行；腹板(3)垂直位于上翼緣(2)與下翼緣(4)之間；鋼筋混凝土翼板(5)位于壓型鋼板(6)上方，壓型鋼板(6)位于上翼緣(2)上方，鋼筋混凝土翼板(5)、壓型鋼板(6)、上翼緣(2)三者通過螺釘(12)固定，橫向鋼筋(7)焊于壓型鋼板(6)上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，其特征在于:腹板(3)斷面呈均勻或不均勻周期性重復(fù)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(3)上開設(shè)有螺栓孔；上翼緣(2)和下翼緣(4)為鋼板，鋼板中與腹板(3)平行的一條邊為波形曲線，波紋曲線的形狀與腹板(3)的波紋斷面形狀相同；腹板(3)放置于上翼緣(2)和下翼緣(4)的波紋曲線邊處，腹板(3)的波紋斷面與上翼緣(2)和下翼緣(4)的波紋曲線邊吻合相連；鋼筋混凝土翼板(5)位于壓型鋼板(6)上方，壓型鋼板(6)位于上翼緣(2)上方，橫向鋼筋(7)焊于壓型鋼板(6)上部，鋼筋混凝土翼板(5)和壓型鋼板(6)拼接邊與上翼緣(2)的波紋曲線邊平行，同樣形成波紋曲線，鋼筋混凝土翼板(5)、壓型鋼板(6)、上翼緣(2)在波紋曲線邊處，三者通過螺釘(12)固定；橫向加勁肋(9)為鋼板，在腹板(3)的一側(cè)、上翼緣(2)和下翼緣(4)之間間隔設(shè)置，分別與腹板(3)、上翼緣(2)和下翼緣(4)垂直焊接相連；橫向加勁肋(9)上留有預(yù)應(yīng)力索孔；梁端板(11)為鋼板，與橫向加勁肋(9)平行放置，位于預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁(I)的梁端；梁端板(11)與上翼緣(2)、腹板(3)和下翼緣(4)焊接相連；梁端板(11)上留有預(yù)應(yīng)力索孔；預(yù)應(yīng)力索(8)，穿過橫向加勁肋(9)和梁端板(11)上預(yù)留的預(yù)應(yīng)力索孔，經(jīng)張拉后由錨具(10)將其固定在預(yù)應(yīng)力波紋槽鋼組合梁(I)兩端的梁端板(11)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，其特征在于:矩形波紋曲線為圓弧角矩形波紋曲線，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(3)與上翼緣(2)和下翼緣(4)之間分別為單面角焊縫；腹板(3)的波紋密度和高度可根據(jù)受力要求改變；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(shù)控折彎技術(shù)制成，正弦曲線采用數(shù)控輥壓技術(shù)制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種裝配式預(yù)應(yīng)力波紋腹板咬合組合梁，其特征在于:預(yù)應(yīng)力索(8)為預(yù)應(yīng)力索，或者為預(yù)應(yīng)力筋，穿過橫向加勁肋(9)和梁端板(11)上預(yù)留的預(yù)應(yīng)力索孔的預(yù)應(yīng)力索(8)是一根或者多根；預(yù)應(yīng)力索(8)的線形是凹口向上的，線形可根據(jù)受力要求改變。
【文檔編號】E04B1/61GK103485477SQ201310418502
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】張愛林, 張勁愛, 趙亮, 劉學(xué)春, 趙海明, 惠怡 申請人:北京工業(yè)大學(xué)