厚底薄壳填实梁制造技术

利用“薄壳效应”制成的厚底薄壳填实梁由带厚底的薄壳，薄壳中填实抗压缩的固体材料，梁的二端用封口板紧贴填实材料封闭所构成，薄壳厚度小于等于填充材料当量直径的５％，厚底的抗拉能力与填实材料的抗压能力大体相等。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属土木建筑工程领域。梁的使用已有几千年的历史。梁的定义是在支点的支持下可以承重的长度大于高度的构件。梁的用途广泛使用普遍。梁的材料有石头，木头，钢筋混凝土，钢材，有色金属，铝合金等等。梁按形状，作用，地位等分类又有园梁，方梁，长方梁，扁梁，管梁，工字梁，空心梁，实心梁，主梁，次梁，纵梁，横梁，横隔梁，简支梁，连续梁，悬臂梁，直梁，曲梁，微弯梁等等。梁仅是完整的构筑物中一件独立的构件。本专利技术属于产品或构件。现行梁的构造或计算方式可以从下列有代表性的书藉中查得《结构力学》(高等学校试用教材，湖南大学西南交通大学长沙铁道学院编，李廉锟主编，人民教育出版社，1981年版)；《钢结构设计手册》(钢结构设计手册编写组，中国建筑工业出版社，1982年版)；《钢筋混凝土结构计算》(蒋森荣编，上海科学技术出版社，1978年版)；《新编房屋结构构件快速设计手册》(程健主编，科学出版社，1992年版)；《材料力学》(天津大学材料力学教研室编，苏翼林主编，高等教育出版社，1985年6月第九次印刷)；此外也可以通过建筑结构专利文献来检验。查证结果并无与本专利技术结构或构造相同的梁。现行的梁受制于材料性能，梁的跨度受高度的限制，即高跨比，例如钢筋混凝土梁的高跨比为1/10～1/12，随着跨度的增加空间高度的占用也就增加；除此，梁的跨度又受材料的自重所制约，因此各种材料均有各自的最大跨度。一般说来实心的形式简单的金属使用量少的梁既实用，又易安装维护和比较经济，反之则相反。历来的结构工程师和力学研究者对梁跨增大问题作过难以数清的研究，也取得了卓有成效的硕果，从而产生了拱；索；桁架，网架等结构。但这种构件复杂，造价较贵，特别是所占空间高度太大，因此除用于特殊构筑物外，难以象梁那样普遍使用，尤其在工业和民用建筑物中不能用来作为楼面支承，归根结蒂在于占用净空过大，太不经济。厚底薄壳填实梁利用″薄壳效应″可以提高填充材料抗压强度的原理，用二种或二种以上的材料制成一种复合梁，梁的受压部分用轻质抗压缩的脆性材料其外包裹薄壳构成，梁的受拉部分用抗拉的金属材料组成。这种梁与现行梁的作用一致，用途一致，凡现用梁的场合均可用厚底薄壳填实梁来代替。与现行梁的差别在于受弯构件中受压部分的抗压性能提高了几倍，从而可以使梁高降低，或在同样高度条件下使跨度增加。这可以由受弯构件(例如钢筋混凝土)通常的力偶平衡式来证明。请见下式RWBX＝RYAY式中B-矩形截面的宽度；X-受压区高度；Rw-混凝土的弯曲抗压设计强度；Ry-钢筋的抗拉设计强度；Ay-纵向钢筋的截面面积。显然在钢筋强度和截面面积不变的条件下，RW的增加，将使受压区高度X减小；反之可促使钢筋截面增加，从而使梁的跨度增大。″薄壳效应″由实验得出，由于与构造关系不大，所以略去。厚底薄壳填实梁由四部分组成(1)薄壳；(2)厚底；(3)填充材料；(4)封口板，其常用截面构造请见附图所示。薄壳由金属材料制成。在制作中可以与厚底一起成型，即薄壳的其中一底边较厚且与厚底为同一种材质，这种梁通常只有二种材料复合而成，如附图中(1)所示。薄壳可以单独制成，然后再加厚底。这样，厚底的材料可以与薄壳相同，也可以与薄壳不同。并且厚底可以固定在薄壳边内，也可以固定在边外，如附图中(2)和(3)。固定方法可以嵌，铆，焊或锻压等。这种梁往往由三种以上的材料复合而成。厚底与薄壳始终连在一起。薄壳的厚度最大为填充料当量直径的5％，通常采用2％。制造薄壳和厚底的金属材料通常是钢材。填充材料通常采用轻质抗压缩的固体材料多为高强度的水泥混凝土或水泥沙浆，但也可采用轻质的金属材料，如铝合金材料。填充材料必须填实。厚底的厚度由梁的外荷载来决定。最薄时可以薄壳壳底替代，即厚底可以略去。厚底的抗拉强度大致与填充材料的抗压强度相等。厚底的位置通常在底部但在悬臂梁中应该在上部，在连续梁的负筋部分增加局部厚底。封口板通常采用与薄壳或厚底相同的材料，其内可以带垫板也可以不带垫板。封口板一般用钢材，而垫板可以用铜或铝合金或钢材。封口板一定要与薄壳全封闭焊接，与填充材料有全面的接触，否则要加垫板。封口板是保证产生薄壳效应的关键。厚底薄壳填实梁的截面除长方形，方形外，还可以有园形或其他形状，甚至做成扁梁或板。梁与板的区别主要在于高宽比。当高宽比远小于1时，自然就变成板了。所以厚底薄壳填实梁同样可以制成厚底薄壳填实板。这里需要指出的厚底薄壳填实板与美国专利泰柏板或赤晓板的区别在于1，薄壳，目的在提高填充材料的抗压强度；而后者为二层网格或二层铁板夹一层泡塑材料，不形成壳体，目的只在达到隔音隔热；2，填充材料，抗压缩固体，主要受力部分之一；而后者为轻质发泡可压缩不承担受力；3，厚底，另一主受力部分，厚度抗拉与填充材料抗压相当，且与薄壳紧密联系，而后者的构造仅与泡塑板相关；4，封口板，这是填充材料提高抗压强度的必需部分，而后者无此构造。厚底薄壳填实梁构造的关键是薄壳制造。薄壳必须厂制，厚底与薄壳往往用同一种材料一次制成。填充材料水泥砂浆或混凝土可以在工厂一次完成，这样也易保证质量；但为了运输安全和方便起见，也可以在现场浇灌。封口板作为必要的附件随梁厂制，在现场安装。厚底薄壳梁还可以按实际建筑跨度要求进行锯短，接长，或倒装(底朝上)，但必须封口，否则与设计算原则不符。出厂跨度附荷载说明。薄壳表面的防锈涂料，可以是油漆或电涂层，不是本专利的构造。厚底薄壳填实梁的典型用途是作为建筑物中支承楼板的梁或作为桥梁的梁，请见附图中(4)，但也可作为地梁或支撑梁。需要强调，薄壳厚度小于等于填充材料当量直径的5％。与现行梁相比优点如下1，跨度大在相同的梁高下，跨度可以增大几倍；2，灵活性大同一种规格可作简支梁，连续梁或悬臂梁，主梁，次梁，过梁，圈梁均适应；3，容易标准化和工业化梁的构造简单，使用灵活，类别明确，使用方便，易于标准化和工业化；4，经济性由于与同类型梁相比，梁低跨度大重量轻和批量生产，所以造价可节省15～20％，同时可缩短施工周期。权利要求1，一种由二种或二种以上不同材料组成的梁，其特征是金属薄壳(1)，厚底(2)，填充材料(3)和二端封口板(4)构成；2，根据权利1，其特征为薄壳具有厚底；3.根据权利1，其特征为薄壳中填充抗压缩的固体材料；4，根据权利1，其特征为薄壳二端用封口板封闭；5.根据权利1，其特征为薄壳的厚度小于等于填充材料当量直径的5％；6，根据权利2或3，其特征为厚底抗拉能力与填实材料的抗压能力大体相等；7，根据权利4，其特征为封口板必须与填实材料全面接触。全文摘要利用“薄壳效应”制成的厚底薄壳填实梁由带厚底的薄壳，薄壳中填实抗压缩的固体材料，梁的二端用封口板紧贴填实材料封闭所构成，薄壳厚度小于等于填充材料当量直径的5％，厚底的抗拉能力与填实材料的抗压能力大体相等。文档编号E04C3/29GK1140785SQ9610386公开日1997年1月22日 申请日期1996年5月5日 优先权日1996年5月5日专利技术者谢锡范 申请人:谢锡范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由二种或二种以上不同材料组成的梁，其特征是金属薄壳（１），厚底（２），填充材料（３）和二端封口板（４）构成；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢锡范，
申请(专利权)人：谢锡范，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]