多段式分节可替换组合工字形钢梁结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多段式分节可替换组合工字形钢梁结构，包括分段的Z字形钢梁、矩形盖板、端口槽板和钢柱，相邻两段Z字形钢梁两端部反向布置，共同组成工字型钢结构；相邻两段Z字形钢梁之间通过矩形盖板上下用高强螺栓连接；若干节工字型结构的两端部嵌入在凹形的端口槽板中，并通过高强螺栓连接，端口槽板通过高强螺栓与钢柱连接。本实用新型专利技术可削弱地震中梁端处的变形，同时由两个Z字形钢梁组成的工字型钢梁结构，在节省材料的同时，提高了梁结构的稳定性。在梁震后快速恢复方面，钢梁为多段式结构，各段均可快速拆卸和安装。同时，每段梁都可以重复利用，实现了震后结构构件资源重新利用。

【技术实现步骤摘要】
多段式分节可替换组合工字形钢梁结构
本技术属于建筑工程和结构抗震邻域，具体涉及为一种组合工字形可替换梁结构。
技术介绍
钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)中主要承受地震轴力的柱，用稳定性很好的钢筋混凝土组成，而主要受到扭转和剪切力的梁采钢梁，发挥出了两种材料的优势，对于预防地震有很好的作用。但由于结构整体焊接问题，梁端口处所受应力会使梁结构发生破坏。同时当发生大型地震时，由于结构为一个整体，当梁受力发生形变时，整个结构的稳定性会迅速下降。如何改善梁两边端口处变形，加强梁整体的稳定性是保证结构稳定的重要因素之一。目前的研究对于梁端主要是局部增强或者改变其结构，而嵌入式固定结构较少。究其原因可能是梁整体嵌入技术难度较大。且对于现有的梁结构，研究大多关注于增加其强度，而对更换梁研究相对没有那么多。同时，对于震后房屋重建方面与资源利用方面研究还相对较少。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本技术的目的在于提供一种组合工字形可替换梁结构，可削弱地震过程中梁端处的变形，同时由两个“Z”字形钢板共同组成的工字型结构，在节省材料的同时，提高梁结构的稳定性。同时，梁结构分段，每一段都具有快速拆卸和安装的功能，从而实现结构震后快速恢复的作用。同时，每段梁都可以重复利用，实现了震后房屋资源重新利用的效果。本技术是通过下述技术方案来实现的。一种多段式分节可替换组合工字形钢梁结构，包括分段的Z字形钢梁、矩形盖板、端口槽板和钢柱，相邻两段Z字形钢梁两端部反向布置，共同组成工字型钢结构；相邻两段Z字形钢梁之间通过矩形盖板上下用高强螺栓连接；若干节工字型结构的两端部嵌入在凹形的端口槽板中，并通过高强螺栓连接，端口槽板通过高强螺栓与钢柱连接。对于上述技术方案，本技术还有进一步优选的方案：优选的，所述Z字形钢梁由腹板和两端口处相反方向水平延伸的翼缘构成，翼缘上设有螺栓孔。优选的，所述矩形盖板上设有沿对角线布置的螺栓孔，螺栓孔连线跨过两Z字形钢梁接缝处；矩形盖板的宽度与相邻Z字形钢梁对接后形成的工字型钢翼缘宽度相等。优选的，上下矩形盖板相对于Z字形钢梁对称分布，且平行设置。优选的，所述矩形盖板的长度不小于Z字形钢梁总长度的1/2。优选的，所述端口槽板由底部端板和顶部槽口板构成，底部端板在与钢柱接触面四角上设有螺栓孔，槽口板与Z字形钢梁接触上下面上设有螺栓孔。优选的，嵌入在所述端口槽板顶部槽口板中的Z字形钢梁接触面之间不存在空隙，且Z字形钢梁的腹板端面与端口槽板的底部端板连接处无缝隙。优选的，Z字形钢梁嵌入长度多于1/3。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：在预期地震作用下，两Z字形端口之间并未用焊接方式，而是铆接，双层钢板使得端口处不易变形；同时Z字形钢梁结构对地震能量有分散引导作用，将能量主要传到两“Z”字形钢板连接处，而Z字形钢梁连接处使用矩形盖板，双层钢板较好的保护了梁体主要结构，在地震整个过程中组合工字型始终对梁结构起支撑作用。本结构对梁进行分段，用矩形盖板加固，使得每段梁都对总梁的结构稳定起作用，同时当地震较大使分梁受到损坏、变形，本结构可以快速和拆卸分梁，起到震后快速重建，或者长时间地震中的结构修复上。在地震强度过大，使得房屋整体倒塌时，本结构的任意分梁，可以二次使用，避免了建筑工程中的资源浪费，和震区建筑材料暂时性短缺的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的不当限定，在附图中：图1为本技术的三维示意图；图2为“Z”字形钢板结构示意图；图3为矩形盖板示意图；图4为端口槽板示意图；图5为本技术四段分梁的主视图；图6为图5沿A-A处的剖视图；图7为组合工字形可替换梁的孔示意图；图8(a)为本技术其他段分梁数的可替换梁的主视图；图8(b)为图8(a)B-B处的剖视图；图9为其他梁段数的可替换梁的孔示意图。图中：1为分段Z字形钢梁，1-1为腹板，1-2为翼缘，2为矩形盖板，3为端口槽板，3-1为底部端板，3-2为顶部槽口板，4为高强螺栓，5为钢柱。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，在此本技术的示意性实施例以及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。如图1、图5所示，本技术的多段式分节可替换组合工字形钢梁结构，包括分段的Z字形钢梁1、矩形盖板2、端口槽板3和钢柱5，其中，相邻两段Z字形钢梁1两端部反向布置，共同组成工字型钢结构，相邻两段Z字形钢梁1之间通过矩形盖板2上下用高强螺栓4连接；若干节工字型结构的两端部嵌入在凹形的端口槽板3中，并通过高强螺栓4连接，端口槽板3与钢柱5通过高强螺栓4相连接。如图2所示，Z字形钢梁1由三块矩形钢板共同焊成，由腹板1-1和两边端口处相反方向水平延伸的翼缘1-2构成，所用Z字形钢梁1上下腹板两边打孔。如图3所示，所用矩形盖板2上设有的螺栓孔沿对角线布置，螺栓孔连线跨过两Z字形钢梁接缝处，矩形盖板2应被Z字形钢梁1接缝处平分，增加端口处的稳定性；同时Z字形钢梁结构对地震能量有分散引导作用，将能量主要传到两“Z”字形钢板连接处。且矩形盖板2的宽度与相邻Z字形钢梁1对接后形成的工字型钢结构整体宽度(翼缘)相等。Z字形钢板与长方形板盖间构成了双层钢板，较好地保护了梁体主要结构，在地震整个过程中组合工字型始终对梁结构起支撑作用。由图5所示，每一块Z字形钢梁1构成一梁段，梁段数目由具体梁长和Z字形钢梁长度共同决定，且一段总梁中，最少应有两段分梁使其截面构成工字结构。如图4所示，端口槽板3一端与钢柱5连接，端口槽板3由底部端板3-1和顶部槽口板3-2构成，其中，底部端板3-1在与钢柱5接触面四角打孔，而在槽口板3-2与Z字形钢梁1接触上下面上打孔。如图5所示，端口槽板3另一端与Z字形钢梁1连接，嵌入在端口槽板3顶部槽口板3-2中的Z字形钢梁1刚好嵌入，两者接触面之间不存在空隙。且Z字形钢梁1的腹板1-1端面与端口槽板3的底部端板3-1连接处无缝隙，Z字形钢梁1嵌入顶部槽口板3-2中的长度为总Z字形钢板的1/3；翼缘1-2交错布置，由矩形盖板2和高强螺栓4连接。该结构在地震强度过大时，保持了钢梁与钢柱之间连接的牢固性，从而提高梁结构的稳定性。如图6所示，上下矩形盖板2通过高强螺栓4分别连接到相邻Z字形钢梁1的相反方向放置的翼缘1-2上，截面构成工字形钢梁。为沿腹板且沿腹板连线镜面对称放置。如图7所示，高强螺栓4在矩形盖板2处，用于连接两个Z字形钢梁时，螺栓位置为对角线分布。同时，Z字形钢梁上的上下盖板需要同时平行，以一组的方式出现。矩形盖板2的长度不小于Z字形钢梁1总长度的1/2，使得每段梁都对总梁的结构连接稳定，在以上连接构件，可以根据所需建筑的稳定性，将矩形盖板延长或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多段式分节可替换组合工字形钢梁结构，其特征在于，包括分段的Z字形钢梁、矩形盖板、端口槽板和钢柱，相邻两段Z字形钢梁两端部反向布置，共同组成工字型钢结构；相邻两段Z字形钢梁之间通过矩形盖板上下用高强螺栓连接；若干节工字型结构的两端部嵌入在凹形的端口槽板中，并通过高强螺栓连接，端口槽板通过高强螺栓与钢柱连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多段式分节可替换组合工字形钢梁结构，其特征在于，包括分段的Z字形钢梁、矩形盖板、端口槽板和钢柱，相邻两段Z字形钢梁两端部反向布置，共同组成工字型钢结构；相邻两段Z字形钢梁之间通过矩形盖板上下用高强螺栓连接；若干节工字型结构的两端部嵌入在凹形的端口槽板中，并通过高强螺栓连接，端口槽板通过高强螺栓与钢柱连接。


2.根据权利要求1所述的一种多段式分节可替换组合工字形钢梁结构，其特征在于，所述Z字形钢梁由腹板和两端口处相反方向水平延伸的翼缘构成，翼缘上设有螺栓孔。


3.根据权利要求1所述的一种多段式分节可替换组合工字形钢梁结构，其特征在于，所述矩形盖板上设有沿对角线布置的螺栓孔，螺栓孔连线跨过两Z字形钢梁接缝处；矩形盖板的宽度与相邻Z字形钢梁对接后形成的工字型钢翼缘宽度相等。


4.根据权利要求1所述的一种多段式分节可替换组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉然，门进杰，杨岸蓁，霍骏，霍文武，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61