一种大跨度变截面梁制造技术

本发明专利技术涉及建筑构造领域，具体是一种大跨度变截面梁，包括柱、悬臂段、简支段和矮梁段，悬臂段位于两侧并与柱固定连接，简支段位于中间并且至少其一端通过矮梁段与悬臂段连接，矮梁段包括悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段，悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段铰接，悬臂侧矮梁段的端部与悬臂段固定连接，简支侧矮梁段的端部与简支段固定连接，矮梁段的截面高度小于悬臂段的截面高度和简支段的截面高度。本发明专利技术的大跨度变截面梁能够有效减小局部截面高度，从而增大建筑局部使用空间高度，满足建筑对空间的使用要求，不必因设备管线等增加建筑层高，节省工程造价。

A large span variable section beam

【技术实现步骤摘要】
一种大跨度变截面梁
本专利技术涉及建筑构造领域，具体是一种大跨度变截面梁。
技术介绍
随着经济的飞速发展，人们生活水平的提高，人们对建筑产品的需求也越来越高，商场、酒店、办公楼、机场、火车站、大型城市综合体等高层、超高层建筑越来越多。为了满足建筑品质要求，局部大跨度结构在所难免，局部大跨度结构意味着局部结构需要较大的梁的截面高度，为了建筑经济性，建筑层高控制比较严格，而大跨度空间需综合考虑设备管线预留、建筑装饰做法以及防火卷帘的设置等，留给结构梁的截面高度的空间一般都不足，结构计算困难，用常规的方法设计难以满足建筑功能需求。CN203334543U公开了一种分段变截面梁加平板混凝土结构体系，该结构体系包括混凝土柱和分段变截面混凝土梁，分段变截面混凝土梁与混凝土柱相连接，混凝土平板与分段变截面混凝土梁连接，分段变截面混凝土梁在相邻的两混凝土柱之间分段采用不同的截面高度，分段变截面混凝土梁的中间梁段的截面高度小于其两侧梁段的截面高度。该分段变截面梁加平板混凝土结构体系在截面高度较小的梁段下布置设备管线，可降低建筑层高。但是，该分段变截面梁加平板混凝土结构体系存在以下缺点：(1)由于采用混凝土结构体系，结构自重占比大，仅适用于普通跨度结构，不适用与大跨度结构；(2)中间梁段与两侧梁段刚接，变截面处除承受剪力外还承受较大弯矩，结构为超静定结构，结构分析复杂，并且梁的截面高度减小有限，对于局部设置防火卷帘的情况难以满足设计要求，受到建筑层高限制设备管线经常穿结构梁，如果采用梁跨开洞的方式，开洞处局部应力集中，受力复杂，需采用复杂的结构有限元法进行计算分析，施工难度高；(3)在较强地震作用下，截面高度较小的梁段内形成塑性铰，此处混凝土梁段抗剪承载力不足，易引起结构整体倒塌。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种大跨度变截面梁，有效减小局部截面高度，从而增大建筑局部使用空间高度，满足建筑对空间的使用要求，不必因设备管线等增加建筑层高，节省工程造价。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种大跨度变截面梁，包括柱、悬臂段、简支段和矮梁段，所述悬臂段位于两侧并与柱固定连接，所述简支段位于中间并且至少其一端通过矮梁段与悬臂段连接，所述矮梁段包括悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段，所述悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段铰接，所述悬臂侧矮梁段的端部与悬臂段固定连接，所述简支侧矮梁段的端部与简支段固定连接，所述矮梁段的截面高度小于悬臂段的截面高度和简支段的截面高度。本专利技术的技术方案还有：所述简支段的两端分别通过矮梁段与两根悬臂段连接。本专利技术的技术方案还有：所述简支段的一端通过矮梁段与一侧的悬臂段连接，所述简支段的另一端与另一侧的悬臂段固定连接。本专利技术的技术方案还有：所述悬臂段包括第一变截面段，所述第一变截面段位于柱与悬臂侧矮梁段之间，由柱向悬臂侧矮梁段的方向，所述第一变截面段的截面高度和/或截面宽度逐渐减小。本专利技术的技术方案还有：所述简支段包括第二变截面段，所述第二变截面段位于简支段的端部，由简支段端部向其中间的方向，所述第二变截面段的截面高度和/或截面宽度逐渐增大。本专利技术的技术方案还有：所述悬臂段采用钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土或劲性混凝土或钢结构或空腹钢桁架，所述简支段采用钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土或劲性混凝土或钢结构或空腹钢桁架。本专利技术的技术方案还有：所述悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段均为型钢，所述悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段通过销轴连接，所述悬臂侧矮梁段的端部延伸至悬臂段内部，所述简支侧矮梁段的端部延伸至简支段的内部。相对于现有技术，本专利技术大跨度变截面梁的有益效果为：(1)悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段铰接，使矮梁段承受剪力为主而承受弯矩较小，可用较小的矮梁段截面高度满足承载力要求，矮梁段截面高度可以控制到10cm数量级，对于防火卷帘等对梁的截面高度要求苛刻的部位能满足要求，从而增大建筑局部使用空间高度，满足建筑对空间的使用要求，不必因设备管线等增加建筑层高，节省工程造价；(2)由于悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段铰接，使整个变截面梁为静定结构，受力清晰，可以避免复杂的结构有限元分析计算，减小施工难度，提高结构安全度；(3)悬臂侧矮梁段和简支侧矮梁段铰接，框架柱与大跨度变截面梁形成排架结构，大跨度变截面梁主要承受正常使用竖向荷载作用，地震作用对其影响很小，可保证大跨度变截面梁在较强地震作用下为弹性受力状态，保证大跨度结构抗震的安全性能。附图说明图1为实施例一中大跨度变截面梁的平面图。图2为实施例一中大跨度变截面梁的立面图。图3为均布载荷下实施例一中大跨度变截面梁的弯矩图。图4为均布载荷下实施例一中大跨度变截面梁的剪力图。图5为实施例二中大跨度变截面梁的平面图。图6为实施例二中大跨度变截面梁的立面图。图7为实施例三中大跨度变截面梁的平面图。图8为实施例三中大跨度变截面梁的立面图。图中：1、柱，2、悬臂段，3、简支段，4、悬臂侧矮梁段，5、简支侧矮梁段，6、第一变截面段，7、第二变截面段，8、销轴。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面根据附图对本专利技术具体实施方式作进一步说明。实施例一如图1和图2所示，一种大跨度变截面梁，包括柱1、悬臂段2、简支段3和矮梁段，悬臂段2位于两侧并与柱1固定连接，简支段3位于中间并且其两端分别通过矮梁段与两根悬臂段2连接。悬臂段2和简支段2均采用钢筋混凝土。矮梁段包括悬臂侧矮梁段4和简支侧矮梁段5，悬臂侧矮梁段4和简支侧矮梁段5均为型钢，悬臂侧矮梁段4和简支侧矮梁段5通过销轴8连接，悬臂侧矮梁段4的端部延伸至悬臂段2内部，简支侧矮梁段5的端部延伸至简支段3的内部。矮梁段的截面高度小于悬臂段2的截面高度和简支段3的截面高度。悬臂段2截面尺寸根据荷载及跨度计算确定，悬臂段2为悬臂结构，主要承担自身两侧荷载及位于中部的简支段3部分传递来的剪力及剪力引起的弯矩，如图3和图4所示，其与柱1相邻的支座端部截面弯矩及剪力均为最大值，为最不利截面。简支段3截面根据荷载和跨度计算确定，主要承担两侧荷载产生的弯矩及剪力，如图3和图4所示，均布荷载下跨中弯矩最大，端部剪力最大。矮梁段跨度根据建筑需求确定，截面根据计算确定，如图3和图4所示，该部分主要以承担剪力为主，一般跨度不大，弯矩较小。实施例二如图5和图6所示，一种大跨度变截面梁，包括柱1、悬臂段2、简支段3和矮梁段，悬臂段2位于两侧并与柱1固定连接，简支段3位于中间并且其两端分别通过矮梁段与两根悬臂段2连接。悬臂段2和简支段2均采用钢筋混凝土。矮梁段包括悬臂侧矮梁段4和简支侧矮梁段5，悬臂侧矮梁段4和简支侧矮梁段5均为型钢，悬臂侧矮梁段4和简支侧矮梁段5通过销轴8连接，悬臂侧矮梁段4的端部延伸至悬臂段2内部，简支侧矮梁段5的端部延伸至简支段3的内部。矮梁段的截面高度小于悬臂段2的截面高度和简支段3的截面高度。悬臂段2包括第一变截面段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大跨度变截面梁，包括柱(1)，其特征在于：还包括悬臂段(2)、简支段(3)和矮梁段，所述悬臂段(2)位于两侧并与柱(1)固定连接，所述简支段(3)位于中间并且至少其一端通过矮梁段与悬臂段(2)连接，所述矮梁段包括悬臂侧矮梁段(4)和简支侧矮梁段(5)，所述悬臂侧矮梁段(4)和简支侧矮梁段(5)铰接，所述悬臂侧矮梁段(4)的端部与悬臂段(2)固定连接，所述简支侧矮梁段(5)的端部与简支段(3)固定连接，所述矮梁段的截面高度小于悬臂段(2)的截面高度和简支段(3)的截面高度。/n

【技术特征摘要】
1.一种大跨度变截面梁，包括柱(1)，其特征在于：还包括悬臂段(2)、简支段(3)和矮梁段，所述悬臂段(2)位于两侧并与柱(1)固定连接，所述简支段(3)位于中间并且至少其一端通过矮梁段与悬臂段(2)连接，所述矮梁段包括悬臂侧矮梁段(4)和简支侧矮梁段(5)，所述悬臂侧矮梁段(4)和简支侧矮梁段(5)铰接，所述悬臂侧矮梁段(4)的端部与悬臂段(2)固定连接，所述简支侧矮梁段(5)的端部与简支段(3)固定连接，所述矮梁段的截面高度小于悬臂段(2)的截面高度和简支段(3)的截面高度。


2.根据权利要求1所述的大跨度变截面梁，其特征在于：所述简支段(3)的两端分别通过矮梁段与两根悬臂段(2)连接。


3.根据权利要求1所述的大跨度变截面梁，其特征在于：所述简支段(3)的一端通过矮梁段与一侧的悬臂段(2)连接，所述简支段(3)的另一端与另一侧的悬臂段(2)固定连接。


4.根据权利要求1-3任一所述的大跨度变截面梁，其特征在于：所述悬臂段(2)包括第一变截面段(6)，所述第一变截...

【专利技术属性】
技术研发人员：李士彬，田艳玫，刘伟，王东方，刘明辉，刘冶，顾绍义，李金玮，杨登峰，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东;37