无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法、装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法、装置和设备，方法包括以下步骤：基于有湿接缝混凝土板，根据组合梁跨度和预设跨高比，计算预制板截面的参数；基于组合梁的不利荷载，计算组合梁上的荷载组合设计值和标准值；确定无湿接缝装配式组合梁设计的判别条件；确定无湿接缝情况下混凝土板的无效临界间隙c

【技术实现步骤摘要】
无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法、装置和设备


[0001]本专利技术涉及一种无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法、装置和设备，属于装配式建筑设计


技术介绍

[0002]我国已确立了大力推广装配式建筑的路线。楼板的装配一直以来都是装配式建筑的短板，混凝土楼板与钢梁有效连接后形成组合梁，楼板的装配问题也就是组合梁的装配问题。目前建筑多采用钢筋桁架楼承板与栓钉相结合的形式，虽能避免现场钢筋绑扎和模板支护，但仍保留了混凝土浇筑和养护过程，现场湿作业大，施工工期长，无法做到完全的装配(如图3)。因此，发展可以无湿连接的装配式组合梁对实现结构的快速拆装有十分重要的意义。
[0003]目前规范针对组合结构的设计均针对有后浇带的整体组合梁，尚未对无后浇带的组合梁做明确规定。无后浇带组合梁的设计多以挠度变形控制，由混凝土板拼接间隙和截面尺寸共同确定，设计较多依赖于设计人员的工程经验，设计效率较低，一味追求较小的拼接间隙会造成成本大幅提高。
[0004]因此，有必要提出一种标准化的设计思路，综合考虑混凝土拼缝尺寸和结构变形控制，最大程度的降低造价，提高经济性。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法、装置和设备，能够最大程度的降低造价，提高经济性。
[0006]本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供的一种无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法，包括以下步骤：
[0008]基于有湿接缝混凝土板，根据组合梁跨度和预设跨高比，计算预制板截面的参数，所述参数包括：混凝土板厚h，H型钢梁截面高度H，混凝土板有效宽度B，H型钢梁截面宽度b，钢腹板厚t1，钢翼缘板厚t，单块预制板的长度d；
[0009]基于组合梁的不利荷载，计算组合梁上的荷载组合设计值和标准值；
[0010]确定无湿接缝装配式组合梁设计的判别条件，所述判别条件包括应力判别条件和刚度判别条件；
[0011]确定无湿接缝情况下混凝土板的无效临界间隙c
cr
，且组合梁的拼接间隙c不得大于c
cr
；
[0012]根据不同组合梁的拼接间隙c，计算组合梁的挠度λ，并以刚度判别条件判断，输出多方案的经济指标s；
[0013]根据经济指标s排序依次计算组合梁承载力，直至满足应力判别条件，进行无湿接缝组合梁装配。
[0014]作为本实施例一种可能的实现方式，所述组合梁上的荷载组合设计值和标准值的计算公式为：
[0015]q
d
＝(1.3
·
h
·
W+1.3
·
D+1.3
·
S
G
+1.4
·
S
Q
)
[0016][0017]q
s
＝(h
·
W+D+S
G
+S
Q
)
[0018][0019]式中，q
d
为荷载组合设计值，q
s
为荷载组合标准值，M
d
为弯矩设计值，M
s
为弯矩标准值，h为混凝土板厚，W为混凝土容重，S
G
为附加恒载，S
Q
为使用活载，l为组合梁跨度，D＝2t+t1。
[0020]作为本实施例一种可能的实现方式，所述无湿接缝装配式组合梁设计的判别条件为：
[0021]σ
c
≤f
c
[0022][0023][0024]τ
w
≤f
v
[0025]λ≤[λ][0026]其中σ
c
为混凝土板最大压应力；f
c
为混凝土抗压强度；为钢梁上翼缘板最大正应力；为钢梁下翼缘板最大正应力；f
y
为钢材屈服强度；τ
w
为钢梁腹板最大剪应力；f
v
为钢材抗剪强度，λ为组合梁的挠度。
[0027]作为本实施例一种可能的实现方式，所述无湿接缝情况下混凝土板的无效临界间隙c
cr
的计算公式为：
[0028]c
cr
＝θ(H+h)
[0029][0030][0031]其中，θ为混凝土板的无效临界转角，q为使钢梁边缘屈服的荷载集度，E
s
I
s
为H型钢截面的惯性矩。
[0032]作为本实施例一种可能的实现方式，所述组合梁的挠度λ的计算公式为：
[0033][0034]R＝EI
eq
η
[0035][0036]其中，R为折减刚度，η为折减系数，EI
eq
为组合梁的换算截面惯性矩。
[0037]作为本实施例一种可能的实现方式，所述根据不同组合梁的拼接间隙c，计算组合梁的挠度λ，并以刚度判别条件判断，输出多方案的经济指标s；包括：
[0038]预设组合梁的拼接间隙c＝1mm，根据标准荷载组合计算组合梁的挠度λ，并以刚度判别条件判断；
[0039]如果挠度λ满足刚度判别条件，则取拼缝间隙为c+1mm，重复循环计算，直至刚度判别条件不被满足时停止循环计算，输出此时的拼接间隙c
i
；返回拼接间隙c
i
‑1，即为满足刚度判别条件的最大间隙，输出材料利用率指标k：
[0040][0041]E
p
A
p
＝E
c
A
c
+E
s
(A
f
+A
w
)
[0042]E
c
为混凝土弹性模量；A
c
为混凝土板截面面积；E
s
为钢材弹性模量A
f
为钢梁上下翼缘板截面积；A
w
为钢梁腹板截面积；
[0043]根据组合梁的挠度λ的计算结果，确定多个截面形式，最终得到多个截面的容许最大拼接间隙c和材料利用率指标k，并输出多方案的经济指标s。
[0044]作为本实施例一种可能的实现方式，所述根据组合梁的挠度λ的计算结果，确定多个截面形式，最终得到多个截面的容许最大拼接间隙c和材料利用率指标k，并输出多方案的经济指标s；包括：
[0045]如果组合梁的挠度λ的计算已得到满足刚度判别条件的截面及拼接间隙，确定1个放大截面和1个缩小截面，重复循环计算，最终得到多个截面的容许最大拼接间隙c和材料利用率指标k；
[0046]如果组合梁的挠度λ的计算不满足刚度判别条件，确定放大截面，重复循环计算，直至获得3个满足刚度判别条件的截面尺寸及其对应拼接间隙，最终得到多个截面的容许最大拼接间隙c和材料利用率指标k。
[0047]作为本实施例一种可能的实现方式，所述多方案的经济指标s为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法，其特征在于，包括以下步骤：基于有湿接缝混凝土板，根据组合梁跨度和预设跨高比，计算预制板截面的参数，所述参数包括：混凝土板厚h，H型钢梁截面高度H，混凝土板有效宽度B，H型钢梁截面宽度b，钢腹板厚t1，钢翼缘板厚t，单块预制板的长度d；基于组合梁的不利荷载，计算组合梁上的荷载组合设计值和标准值；确定无湿接缝装配式组合梁设计的判别条件，所述判别条件包括应力判别条件和刚度判别条件；确定无湿接缝情况下混凝土板的无效临界间隙c
cr
，且组合梁的拼接间隙c不得大于c
cr
；根据不同组合梁的拼接间隙c，计算组合梁的挠度λ，并以刚度判别条件判断，输出多方案的经济指标s；根据经济指标s排序依次计算组合梁承载力，直至满足应力判别条件，进行无湿接缝组合梁装配。2.根据权利要求1所述的无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法，其特征在于，所述组合梁上的荷载组合设计值和标准值的计算公式为：q
d
＝(1.3
·
h
·
W+1.3
·
D+1.3
·
S
G
+1.4
·
Q
)q
s
＝(h
·
W+D+
G
+
Q
)式中，q
d
为荷载组合设计值，q
s
为荷载组合标准值，M
d
为弯矩设计值，M
s
为弯矩标准值，h为混凝土板厚，W为混凝土容重，S
G
为附加恒载，S
Q
为使用活载，l为组合梁跨度，D＝2t+t1。3.根据权利要求1所述的无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法，其特征在于，所述无湿接缝装配式组合梁设计的判别条件为：σ
c
≤f
cc
τ
w
≤f
v
λ≤[λ]其中σ
c
为混凝土板最大压应力；f
c
为混凝土抗压强度；为钢梁上翼缘板最大正应力；为钢梁下翼缘板最大正应力；f
y
为钢材屈服强度；τ
w
为钢梁腹板最大剪应力；f
v
为钢材抗剪强度，λ为组合梁的挠度。4.根据权利要求1所述的无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法，其特征在于，所述无湿接缝情况下混凝土板的无效临界间隙c
cr
的计算公式为：c
cr
＝(H+h)
其中，θ为混凝土板的无效临界转角，q为使钢梁边缘屈服的荷载集度，E
s
I
s
为H型钢截面的惯性矩。5.根据权利要求1所述的无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法，其特征在于，所述组合梁的挠度λ的计算公式为：R＝I
eq
η其中，R为折减刚度，η为折减系数，EI
eq
为组合梁的换算截面惯性矩。6.根据权利要求3所述的无湿接缝装配式组合梁的装配设计方法，其特征在于，所述根据不同组合梁的拼接间隙c，计算组合梁的挠度λ，并以刚度判别条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆伟，王志鹏，谢丹，王文洋，朱毅，胥金坤，邢颖，滕驰，王德祥，张召环，刘博，张鑫，郭靖，吴迪，于翰芬，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：