可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁制造技术

可更换型部分装配式钢‑混凝土双面组合作用梁属于组合结构领域。组合梁上部混凝土板为现浇板，下部混凝土板为预制板，与三角钢板阻止器整体预制。施工时，先将下部混凝土板和三角钢板阻止器整体安放在钢梁下翼缘下部，并用螺栓与钢梁下翼缘进行连接，用灌浆料填充下混凝土板与钢柱间的缝隙，最后浇筑上部混凝土板。后期若下部混凝土板受损或需提高组合梁承载力时，可将下部混凝土板拆除，更换新的混凝土板即可。本发明专利技术不仅具有传统组合梁的优良性能，而且可充分发挥钢材和混凝土各自的优势性能，提高材料利用率，增强组合梁的抗裂能力、刚度和承载力，性能可靠，成本低廉，施工便捷，震后可快速修复，特别适用于大跨、重载结构。

Replaceable partially assembled steel-concrete double-sided composite beam

Replaceable partially assembled steel-concrete double-sided composite beam belongs to the field of composite structure. The upper concrete slab of composite beam is cast-in-place slab, the lower concrete slab is prefabricated slab, and the triangular steel plate arrester is prefabricated as a whole. During the construction, the lower concrete slab and the triangular steel plate arrester are placed on the lower flange of the steel beam, and bolts are used to connect the lower flange of the steel beam. The gap between the lower concrete slab and the steel column is filled with grouting material. Finally, the upper concrete slab is poured. In the later stage, if the lower concrete slab is damaged or the bearing capacity of composite beams needs to be improved, the lower concrete slab can be demolished and replaced with new concrete slab. The invention not only has the excellent performance of traditional composite beams, but also can give full play to the respective advantages of steel and concrete, improve the utilization ratio of materials, enhance the crack resistance, stiffness and bearing capacity of composite beams, with reliable performance, low cost, convenient construction and quick repair after earthquake, especially for long-span and heavy-load structures.

【技术实现步骤摘要】
可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁
：本专利技术属于组合结构
，涉及一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁。
技术介绍
：当前的建筑工程在大跨度、重荷载方面的应用越来越多，若采用传统的钢筋混凝土梁，则梁的截面高度会非常大，影响室内净高，梁自重也很大，施工困难，也不经济。若采用传统的钢-混凝土组合梁，则可较好的解决这一问题，但普通连续组合梁中支座处由于存在较大负弯矩，导致钢梁下翼缘受压严重，存在失稳的可能；上部混凝土板易受拉开裂，钢梁下翼缘厚度和梁高往往由负弯矩区决定，致使材料的利用率不高，用钢量偏大。针对这一问题，尽管目前已经发展了一些提高抗开裂能力的技术，但往往技术复杂，成本高昂，见效甚微，同时破坏后，修复十分困难。因此，如何提高普通组合梁的承载力、提高材料利用率，同时具备一定的可更换性，便于震后快速修复，适应当前绿色建筑工业化建造的发展潮流，是组合结构体系科学研究和工程实践中必须面对的一个挑战。因此，为克服上述问题，急需发展一种能够适用于大跨度、重荷载、可更换的新型绿色组合构件。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一套可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁。本专利技术提出的方案如下：一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于，所述组合梁包括上部混凝土板(1)、上部钢筋(2)、钢梁(4)、栓钉(3)、第一螺栓套组(9)、第二螺栓套组(7)、三角钢板阻止器(6)、下部预制混凝土板(5)、下部钢筋(8)；上部混凝土板(1)为现浇板，组合作用梁负弯矩处钢梁下翼缘预留螺栓孔洞，用螺栓将下部预制混凝土板、三角钢板阻止器和钢梁下翼缘连接为一个整体；在钢梁上翼缘顶部焊接栓钉，并浇筑混凝土板；三角钢板阻止器由两块矩形钢板和三块大小相等的直角三角钢板焊接而成，两块矩形钢板宽度之比为1:2，长度和厚度相同，两块矩形钢板长边重合且呈直角焊接，三块直角三角钢板的直角边沿两块矩形钢板短向布置，且三块直角三角钢板分别焊接在两块矩形钢板长边的四等分点处；三角钢板阻止器高度h与下部预制混凝土板厚度相同，三角钢板阻止器长度L与下部预制混凝土板宽度相等，钢板厚度t与钢梁下翼缘厚度相同且不小于16mm。下部预制混凝土板(5)内的第一螺栓套组(9)数量按纵向间距300mm，横向间距为钢梁下翼缘宽度的一半进行布置；下部预制混凝土板(5)端部应与柱子预留30mm间距，并待下部预制混凝土板和三角钢板阻止器与钢梁连接完毕后，由C60微膨胀灌浆料填充空隙。三角钢板阻止器(6)所需的第二螺栓套组(7)数量按下部预制混凝土板设计承载力进行计算，螺栓数量计算公式：其中Ac：下部预制混凝土板端部与柱子接触面积；fc：混凝土抗压强度设计值；第二螺栓套组单个螺栓抗剪承载力设计值。所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于连接下部预制混凝土板与钢梁的螺栓可承受预制混凝土板自重，同时防止混凝土板竖向掀起。水平向的推力由三角钢板阻止器承担；连接三角钢板阻止器与钢梁的螺栓数量由水平推力的大小和单个螺栓的抗剪承载力决定。所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于上部混凝土板为现浇钢筋混凝土板。所述的一种钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于三角钢板阻止器所用钢材与钢梁相同。所述的一种钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于组合梁负弯矩处下部预制混凝土板的位置在钢梁下翼缘下部。所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于组合梁中的钢梁为工字型或H型钢梁。所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于三角钢板阻止器应按本专利技术的要求进行设计，以保证其自身的刚度满足要求，减少变形量，受力后稳定、可靠。所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于下部预制混凝土板所用混凝土强度等级不低于C30。所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于钢梁下翼缘、下部预制混凝土板和三角钢板阻止器上的预留螺栓孔洞的位置应满足本专利技术规定的精度要求。所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于下部预制混凝土板端部与三角钢板阻止器应顶紧制作。三角钢板阻止器的作用包括抵抗下部预制混凝土板的水平推力，减少下部预制混凝土板与钢梁之间的界面滑移量，提高组合梁的刚度和极限承载力；所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于下部预制混凝土板端部有一个三角钢板阻止器，并进行整体制作和安装。附图说明：图1为本专利技术一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁三维结构构造示意图；图2为本专利技术侧视图；图3为本专利技术组合梁的1-1剖面示意图；图4为本专利技术组合梁的2-2剖面示意图；图5为本专利技术组合梁的3-3剖面示意图；图6为本专利技术组合梁的三角钢板阻止器图；图7为本专利技术组合梁的三角钢板阻止器与下部预制混凝土板安装位置示意图；图8为本专利技术组合梁的三角钢板阻止器三维示意图；图9为本专利技术组合梁与普通组合梁跨中的荷载-挠度曲线对比图；图中，1--上部混凝土板，2--上部钢筋，3--栓钉，4--钢梁，5--下部预制混凝土板，6--三角钢板阻止器，7—第二螺栓套组，8--下部钢筋，9--第一螺栓套组，201--上部混凝土板顶部横向分布钢筋，202--上部混凝土板底部横向分布钢筋，203--上部混凝土板顶部纵向受力钢筋，204--上部混凝土板底部纵向受力钢筋，801--下部预制混凝土板顶部横向分布钢筋，802--下部预制混凝土板底部横向分布钢筋，803--下部预制混凝土板顶部纵向受力钢筋，804--下部预制混凝土板底部纵向受力钢筋，701--第二螺栓套组螺杆，702--第二螺栓套组安装螺母，901--第一螺栓套组螺杆，902--第一螺栓套组安装螺母。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。本专利技术为一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，所述上部混凝土板为现浇混凝土板，内部均匀布置顶部横向钢筋、顶部纵向钢筋、底部横向钢筋和底部纵向钢筋；钢梁为工字型或H型钢梁；柱子为工字型、H型、箱型截面钢柱；栓钉为普通栓钉；钢梁和钢柱通过热轧或焊接而成，所用钢材为建筑结构用钢；所述螺栓为第一螺栓套组和第二螺栓套组，包括螺杆，螺母和螺帽；下部混凝土板为预制混凝土板，内有均匀布置的顶部横向钢筋、顶部纵向钢筋、底部横向钢筋和底部纵向钢筋，并在预制混凝土板上预留相应的螺栓孔洞；组合梁上部混凝土板为现浇混凝土板；钢梁上翼缘的上部栓钉数量按完全抗剪连接进行设计计算；栓钉的大小、间距和排列方式应符合组合梁相关规范和标准的要求。下部预制混凝土板的尺寸、混凝土强度等级、安装位置等均按本专利技术提供的公式和方法进行设计计算确定；下部混凝土板为预制板，预制板上的螺栓孔洞位置应与钢梁下翼缘上的孔洞位置一一对应，满足本专利技术规定的精度要求。下部预制混凝土板所使用的第一螺栓套组螺栓用于固定下部预制混凝土板，防止竖向掀起，因此螺栓的数量和布置方式应考虑下部预制混凝土板的竖向掀起力和重力的大小，但因竖向掀起力和重力较小，故螺栓按构造措施进行布置即可满足承载力要求。三角钢板阻止器的尺寸、承载力和所使用的第二螺栓套组数量应由下部预制混凝土板与钢梁下翼缘间的水平推力来决定。三角钢板阻止器上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可更换型部分装配式钢‑混凝土双面组合作用梁，其特征在于，包括上部混凝土板(1)、上部钢筋(2)、钢梁(4)、栓钉(3)、第一螺栓套组(9)、第二螺栓套组(7)、三角钢板阻止器(6)、下部预制混凝土板(5)、下部钢筋(8)；上部混凝土板(1)为现浇板，双面组合作用梁负弯矩处钢梁下翼缘、下部预制混凝土板和三角钢板阻止器分别预留螺栓孔洞，用螺栓将下部预制混凝土板、三角钢板阻止器与钢梁下翼缘连接为一个整体；在钢梁上翼缘顶部焊接栓钉并浇筑混凝土板；三角钢板阻止器由两块矩形钢板和三块大小相等的直角三角钢板焊接而成，两块矩形钢板宽度之比为1:2，长度和厚度尺寸相同，两块矩形钢板长边重合且呈直角焊接，三块直角三角钢板的直角边沿两块矩形钢板短向布置，并分别焊接在两块矩形钢板长边的四等分点处；三角钢板阻止器高度h与下部预制混凝土板厚度相同，三角钢板阻止器长度L与下部预制混凝土板宽度相等，钢板厚度t与钢梁下翼缘厚度相同,且不小于16mm。

【技术特征摘要】
1.一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于，包括上部混凝土板(1)、上部钢筋(2)、钢梁(4)、栓钉(3)、第一螺栓套组(9)、第二螺栓套组(7)、三角钢板阻止器(6)、下部预制混凝土板(5)、下部钢筋(8)；上部混凝土板(1)为现浇板，双面组合作用梁负弯矩处钢梁下翼缘、下部预制混凝土板和三角钢板阻止器分别预留螺栓孔洞，用螺栓将下部预制混凝土板、三角钢板阻止器与钢梁下翼缘连接为一个整体；在钢梁上翼缘顶部焊接栓钉并浇筑混凝土板；三角钢板阻止器由两块矩形钢板和三块大小相等的直角三角钢板焊接而成，两块矩形钢板宽度之比为1:2，长度和厚度尺寸相同，两块矩形钢板长边重合且呈直角焊接，三块直角三角钢板的直角边沿两块矩形钢板短向布置，并分别焊接在两块矩形钢板长边的四等分点处；三角钢板阻止器高度h与下部预制混凝土板厚度相同，三角钢板阻止器长度L与下部预制混凝土板宽度相等，钢板厚度t与钢梁下翼缘厚度相同,且不小于16mm。2.根据权利要求1所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于下部预制混凝土板(5)内的第一螺栓套组(9)数量按纵向间距300mm，横向间距为钢梁下翼缘宽度的一半进行布置；下部预制混凝土板(5)端部与柱子预留30mm空隙，并待下部预制混凝土板和三角钢板阻止器与钢梁整体连接完毕后，由C60微膨胀灌浆料填充空隙。3.根据权利要求1所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于三角钢板阻止器(6)所需的第二螺栓套组(7)数量按下部预制混凝土板设计承载力进行计算确定，螺栓数量计算公式：其中Ac：下部预制混凝土板端部与柱子接触面积；fc：混凝土抗压强度设计值；第二螺栓套组单个螺栓抗剪承载力设计值。4.根据权利要求1所述的一种可更换型部分装配式钢-混凝土双面组合作用梁，其特征在于上部混凝土板(1)为现浇钢筋混凝土板；...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢万里，李杨，丁井臻，任沛琪，
申请(专利权)人：中国建筑标准设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11