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PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁及施工方法技术

技术编号:19004867 阅读:28 留言:0更新日期:2018-09-22 06:48
本发明专利技术涉及室内建筑结构领域,具体涉及一种PBL加劲型开口钢箱‑混凝土组合梁及施工方法。PBL加劲型开口钢箱‑混凝土组合梁,包括钢箱,所述钢箱包括一块底板和两块腹板,钢箱的横截面呈“凵”型;钢箱内设置有隔板将钢箱分隔成上箱室和下箱室,上箱室内填充有混凝土;上箱室内两块腹板沿纵向对称地设置有PBL加劲肋。PBL加劲型开口钢箱‑混凝土组合梁的施工方法,包括以下步骤:a、吊装钢箱,将钢箱与两侧框架柱进行铰接或刚接;b、向上箱室浇筑混凝土。本发明专利技术能够增强钢箱对混凝土的约束,自重小,且组合梁能与现浇板同时浇筑。

PBL stiffened open steel box concrete composite beam and its construction method

The invention relates to the field of indoor building structure, in particular to a PBL stiffened open steel box concrete composite beam and construction method. PBL stiffened open steel box concrete composite beam, including steel box, the steel box includes a bottom plate and two webs, the cross section of the steel box is \_\ type; the steel box is divided into upper box room and lower box room with partitions, the upper box room is filled with concrete; the upper box room with two webs along the longitudinal symmetry of PB. L stiffener. The construction method of PBL stiffened open steel box concrete composite beam includes the following steps: A. hoisting steel box, articulating or rigidly joining the steel box with the frame columns on both sides; B. pouring concrete into the box chamber. The invention can strengthen the restraint of the steel box on the concrete, has small dead weight, and the composite beam can be concurrently poured with the cast-in-place board.

【技术实现步骤摘要】
PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁及施工方法
本专利技术涉及室内建筑结构领域,具体涉及一种PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁及施工方法。
技术介绍
钢管混凝土轴压和小偏压构件已被广泛研究,相关理论日趋成熟,主要应用于工业与民用建筑以及桥梁结构中。但是,钢管(箱)混凝土受弯构件(梁)的研究相对较少,且多集中于对矩形截面的钢管混凝土梁进行研究。公知的是,矩形钢管混凝土梁具有良好的延性和后期承载力,研究的目的仅在于有助求解偏压构件的承载力。经分析,矩形钢管混凝土梁有以下缺点:受拉区(即梁的中性面下部)混凝土不能发挥作用并增大自重,受压区(即梁的中性面上部)钢管对混凝土约束不强、且只在角部有约束,混凝土与钢管容易脱空,超过一定荷载时受压区钢管腹板和顶板向外侧发生局部屈曲,混凝土与钢管沿纵向滑移较大,混凝土浇筑麻烦,不能与现浇板同时浇筑混凝土,梁与楼板协同性差。因此,在实际工程中很少将钢管混凝土作为受弯构件而直接使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够增强钢箱对混凝土的约束、自重小、能与现浇板同时浇筑的PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁及施工方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁,包括钢箱,所述钢箱包括一块底板和两块腹板,钢箱的横截面呈“凵”型;钢箱内设置有隔板将钢箱分隔成上箱室和下箱室,上箱室内填充混凝土;上箱室内两块腹板沿纵向对称地设置有PBL加劲肋。其中,还包括若干个拉杆,拉杆的两端分别连接两块腹板上的PBL加劲肋,若干个拉杆均匀间隔分布。其中,隔板上表面沿纵向设置有PBL加劲肋。其中,钢箱横截面的高宽比为2-3;隔板位于钢箱高度1/2-2/3处。其中,PBL加劲肋的宽度为5-10cm;隔板的厚度≤PBL加劲肋的厚度≤两侧腹板的厚度<底板的厚度;PBL加劲肋的圆孔直径为PBL加劲肋的宽度的1/2;PBL加劲肋上相邻圆孔之间距离5-8cm。其中,拉杆为热轧带肋钢筋;拉杆的直径≥6mm,相邻拉杆之间的间距为15-30cm。PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁的施工方法,包括以下步骤:a、吊装钢箱,将钢箱与两侧框架柱进行铰接或刚接;b、向上箱室浇筑混凝土。上箱室可与梁上楼板同时浇筑,也可单独浇筑。本专利技术的有益效果是:1、钢箱的横截面呈“凵”型,即没有顶板,相对于矩形截面的钢管混凝土梁而言,浇筑混凝土更加容易,使梁与现浇板能够实现同时浇筑,进而使梁与楼板协同性更好;同时钢箱上箱室为焊接开口截面,内外侧均便于施焊,焊缝质量容易得到保证;2、设置有隔板将钢箱隔成上箱室和下箱室,由于下箱室(即受拉区所在区域)没有填充混凝土,因此梁的自重大幅降低;3、两块腹板沿纵向对称地设置有PBL加劲肋,PBL加劲肋不但能够有效阻止受压区钢箱腹板向外侧发生局部屈曲,同时PBL加劲肋圆孔内混凝土形成榫可提供较大的抗剪承载力,能够起到抗剪连接件的作用,界面强度明显提高,使钢材和混凝土两种材料共同协调工作;4、还设置有拉杆,拉杆将两侧腹板的PBL加劲肋沿纵向每隔一定间距的位置对拉起来,可避免PBL加劲肋被拔出,进一步防止腹板向外侧发生失稳,减小钢箱与混凝土的脱空面积,增强对混凝土的约束程度;5、PBL加劲肋与拉杆的设置对于改善组合梁的延性具有明显的作用;使上箱室对混凝土的约束增强,箱内混凝土处于双向或三向受压应力状态,进而提高了混凝土的承载力,同时可减小钢箱板与混凝土脱空面积;6、钢箱本身兼有受力筋和模板双重作用,施工方便、节约工期,省去了模板和支模架的费用,经济效果良好;7、钢箱可工厂化制作,质量易于保证,同时梁的重量较轻,容易装配,符合国家建筑装配的相关政策。附图说明图1为本专利技术钢箱其中一种实施方式的横向剖视图;图2为本专利技术钢箱其中一种实施方式的纵向剖视立体图;图3为本专利技术钢箱其中一种实施方式的俯视图;图4为Mo1的横向剖视图;图5为Mo2的横向剖视图;图6为Mo3的横向剖视图;图7为Mo4-16的横向剖视图;图8为弯矩-挠线关系图;图9为顶面与底面弯矩-应变关系图;图10为混凝土本构关系图;图11为钢材本构关系图;图12为弯矩-挠度计算曲线与实测曲线对比图;图13为拉杆纵向间距的影响图;图14为拉杆直径的影响图;图15为PBL加劲肋宽度的影响图;图16为PBL加劲肋厚度的影响图;图中标记为:底板1、腹板2、隔板3、PBL加劲肋4、拉杆5。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。如图1至图3所示,PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁,包括钢箱,所述钢箱包括一块底板1和两块腹板2,钢箱的横截面呈“凵”型,即没有顶板,本领域技术人员可以理解的是,钢箱顶面开口使浇筑混凝土更加容易,同时能使梁与现浇板实现同时浇筑;钢箱内设置有隔板3将钢箱分隔成上箱室和下箱室,上箱室内填充混凝土,公知的是,目前矩形截面的钢管混凝土梁的受拉区(梁中性面下部区域)填充的混凝土并不能发挥作用,又增大了梁本身的自重,因此通过隔板3将钢箱分隔,只在上箱室浇筑混凝土,既取消了不能发挥作用的受拉区域的混凝土,又降低了梁的自重;上箱室内两块腹板2沿纵向对称地设置有PBL加劲肋4,公知的是,PBL加劲肋是一种带圆孔的钢板加劲肋(PerfobondLeisterRibs,简称PBL加劲肋),本领域技术人员可以理解的是,两块腹板2沿纵向对称地设置有PBL加劲肋4是指两块腹板2上分别水平地设置有一块PBL加劲肋4,同时这两块PBL加劲肋4平行;两块腹板2上可以对称地只设置一组PBL加劲肋4,也可以由上至下对称地设置多组PBL加劲肋4;PBL加劲肋4不但能够有效阻止受压区钢箱腹板向外侧发生局部屈曲,同时PBL加劲肋4圆孔内混凝土形成榫可提供较大的抗剪承载力,能够起到抗剪连接件的作用,提高界面强度,能够增强对上箱室混凝土的约束。本领域技术人员可以理解的是,本申请中所提到的纵向是指梁的长度方向。优选的,还包括若干个拉杆5,拉杆5的两端分别连接两块腹板2上的PBL加劲肋4,若干个拉杆5均匀间隔分布。拉杆5可以采用焊接、螺栓连接或者销栓连接等常规的方式固定设置在两块PBL加劲肋4上,若干个拉杆5彼此平行、间隔均匀;申请人经过试验方法分析出,拉杆5起到的作用是避免PBL加劲肋4被拔出,进一步防止腹板2向外侧发生失稳。优选的,隔板3上表面沿纵向设置有PBL加劲肋4,PBL加劲肋4圆孔内混凝土形成榫可提供较大的抗剪承载力,在隔板3上设置PBL加劲肋4能够进一步增强对上箱室混凝土的约束。优选的,钢箱横截面的高宽比为2-3,即腹板2的高度为底板1宽度的两到三倍;隔板3位于钢箱高度1/2-2/3处,钢箱高度即腹板2高度。隔板3的位置对本申请组合梁的性能有较大影响,隔板3位置过高时,上箱室体积不足,混凝土对组合梁的贡献率太低;位置过低,上箱室内的混凝土下部进入梁的受拉区,导致钢箱对混凝土的约束降低,梁的自重增加。隔板3的理论最佳位置应在极限荷载时的中和轴位置(混凝土结构构件正截面方向上正应力等于零的轴线位置),这样在整个加载过程中才能使上箱室混凝土始终保持受压,才能充分利用混凝土的抗压强度和减轻梁的自重。申请人经过试验方法分析出,隔板3的最佳位置为钢箱高度1/2-2/3处,即隔板3距离梁受压区边缘1/3-1/2钢箱高度的位置。优选的,PBL加本文档来自技高网...
PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁及施工方法

【技术保护点】
1.PBL加劲型开口钢箱‑混凝土组合梁,其特征在于:包括钢箱,所述钢箱包括一块底板(1)和两块腹板(2),钢箱的横截面呈“凵”型;钢箱内设置有隔板(3)将钢箱分隔成上箱室和下箱室,上箱室内填充混凝土;上箱室内两块腹板(2)沿纵向对称地设置有PBL加劲肋(4)。

【技术特征摘要】
1.PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁,其特征在于:包括钢箱,所述钢箱包括一块底板(1)和两块腹板(2),钢箱的横截面呈“凵”型;钢箱内设置有隔板(3)将钢箱分隔成上箱室和下箱室,上箱室内填充混凝土;上箱室内两块腹板(2)沿纵向对称地设置有PBL加劲肋(4)。2.根据权利要求1所述的PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁,其特征在于:还包括若干个拉杆(5),拉杆(5)的两端分别连接两块腹板(2)上的PBL加劲肋(4),若干个拉杆(5)均匀间隔分布。3.根据权利要求1或2所述的PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁,其特征在于:隔板(3)上表面沿纵向设置有PBL加劲肋(4)。4.根据权利要求3所述的PBL加劲型开口钢箱-混凝土组合梁,其特征在于:钢箱横截面的高宽比为2-3;隔板(...

【专利技术属性】
技术研发人员:周春利李小伟孙金坤谢一平
申请(专利权)人:攀枝花学院
类型:发明
国别省市:四川,51

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