本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu)及其實施方法。
背景技術(shù):
在目前建筑工程中,采用梁的結(jié)構(gòu)形式主要有:鋼筋混凝土梁、鋼梁及型鋼混凝土梁等?;炷亮旱慕ㄔ炷J街饕捎脗鹘y(tǒng)現(xiàn)場澆筑施工,難以進(jìn)行工業(yè)化大生產(chǎn),此種建造模式存在高能耗、高污染、低效率、粗放式等問題,與當(dāng)前的新型城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、信息化發(fā)展要求不相適應(yīng)。鋼梁雖然可以通過螺栓或焊接的方式與鋼節(jié)點連接進(jìn)行裝配化施工,加快施工速度,但鋼結(jié)構(gòu)的建造成本高,防腐防火處理技術(shù)難,交付使用后維護(hù)成本高;型鋼混凝土梁通過外包混凝土解決鋼材的防腐防火問題,但澆筑外包混凝土比較困難,用鋼量比鋼筋混凝土梁高,與混凝土柱的連接也較為困難,一般只應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的特殊位置。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種經(jīng)濟(jì)實用、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便的裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu)及其實施方法。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu),包括混凝土梁、鋼混結(jié)合段、短鋼梁,鋼混結(jié)合段是混凝土梁與短鋼梁間的過渡段;混凝土梁包括混凝土、鋼筋、制孔裝置和預(yù)應(yīng)力索;短鋼梁包括型鋼、加勁肋及端板;鋼混結(jié)合段包括剪力鍵、混凝土、鋼筋、加勁肋、端板、錨固體系、上鋼翼緣板及下鋼翼緣板;鋼混結(jié)合段的混凝土與上鋼翼緣板及下鋼翼緣板通過剪力鍵進(jìn)行連接,共同承受外力;加勁肋能提高短鋼梁的穩(wěn)定性;在混凝土梁和鋼混組合段內(nèi)布置預(yù)應(yīng)力索,預(yù)應(yīng)力索穿過制孔裝置布置在混凝土梁和鋼混結(jié)合段內(nèi),從而提高混凝土梁和短鋼梁間連接性能;在短鋼梁兩端設(shè)置端板。
所述的鋼混結(jié)合段和混凝土梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力索的股數(shù)和孔數(shù)為1個或多個,具體根據(jù)施加在梁上的恒載和活載的大小以及梁的尺寸,通過現(xiàn)有規(guī)范的計算方法確定。
所述的預(yù)應(yīng)力索在混凝土梁和鋼混結(jié)合段內(nèi)按直線布置,錨固體系采用夾片錨。
所述的短鋼梁的型鋼截面形式采用工字型或箱型截面,短鋼梁的加勁肋的布置根據(jù)規(guī)范確定。
所述的混凝土梁為鋼筋混凝土梁或預(yù)應(yīng)力混凝土梁。
裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu)的實施方法,具體步驟如下:
步驟1:根據(jù)設(shè)計圖紙加工短鋼梁,在鋼混結(jié)合段端焊接端板、上鋼翼緣板及下鋼翼緣板,另一端焊接與鋼混結(jié)合柱相連的另一塊端板,將剪力鍵均勻?qū)ΨQ的焊接在鋼混結(jié)合段的內(nèi)側(cè),具體是在由端板、上鋼翼緣板及下鋼翼緣板焊接成型的內(nèi)側(cè),并在短鋼梁兩端的端板預(yù)留孔洞;
步驟2:將工廠加工完成的兩片短鋼梁固定好,在工廠將兩片短鋼梁之間安裝所需模板,按實際需要綁扎鋼筋,并在混凝土梁和鋼混結(jié)合段中安裝制孔裝置;
步驟3:澆筑混凝土梁和鋼混結(jié)合段,并在工廠內(nèi)對混凝土梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù),待混凝土梁強(qiáng)度達(dá)到28天強(qiáng)度后,拆除模板體系;
步驟4:在澆筑完成后的混凝土梁和鋼混結(jié)合段中的制孔裝置中的預(yù)留孔中穿上預(yù)應(yīng)力索,然后安裝錨固體系,再按實際需求控制張拉力將預(yù)應(yīng)力索張拉到位。
步驟5:將鋼混結(jié)合梁運送至施工現(xiàn)場,通過螺栓或焊接的方式與鋼混結(jié)合柱連接,完成梁柱安裝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:
可以進(jìn)行工廠化生產(chǎn),保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量:
采用本發(fā)明,可以全過程結(jié)合信息技術(shù)進(jìn)行工廠化預(yù)制,保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量,提高了其耐久性,并在生產(chǎn)過程中對其進(jìn)行編碼,對梁在生產(chǎn)過程的性能和品質(zhì)進(jìn)行全壽命追溯。
可采用快速裝配式施工,加快施工進(jìn)度,對周圍環(huán)境影響小:
采用本發(fā)明,與傳統(tǒng)梁結(jié)構(gòu)相比,成品梁在工廠生產(chǎn)完后,運至施工現(xiàn)場,通過螺栓或焊接方與鋼混結(jié)合柱連接,減少現(xiàn)場濕作業(yè),采用快速裝配化施工,大大加快了工程施工進(jìn)度,節(jié)約成本,對周圍環(huán)境影響大大減小。
充分利用鋼材與混凝土的優(yōu)點,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低:
采用本發(fā)明,裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu)中采用鋼混結(jié)合,既發(fā)揮混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,又發(fā)揮了鋼與鋼連接的易于施工性。與鋼結(jié)構(gòu)相比大大減少了鋼用量降低成本,減少鋼結(jié)構(gòu)防腐防火和后期維護(hù)養(yǎng)護(hù)成本;與現(xiàn)澆混凝土梁相比,梁柱節(jié)點處沒有濕接縫,使施工速度加快,縮短工期,節(jié)約成本。
附圖說明
圖1本發(fā)明的鋼混結(jié)合梁平面布置圖;
圖2本發(fā)明的鋼混結(jié)合段布置圖;
圖3本發(fā)明的短鋼梁剖面圖;
圖4本發(fā)明的混凝土梁的剖面圖;
圖5本發(fā)明的鋼混結(jié)合段剖面圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1-圖5所示,裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu),包括混凝土梁1、鋼混結(jié)合段2、短鋼梁3;其中,混凝土梁1由混凝土4、鋼筋5、制孔裝置6和預(yù)應(yīng)力索7組成,短鋼梁3由型鋼8、加勁肋9及端板10組成,鋼混結(jié)合段2由剪力鍵11、混凝土4、鋼筋5、加勁肋9、端板10、錨固體系12、上鋼翼緣板13及下鋼翼緣板14構(gòu)成,鋼混結(jié)合段2是混凝土梁1與短鋼梁3間的過渡段,鋼混結(jié)合段2的混凝土4與上鋼翼緣板13及下鋼翼緣板14通過剪力鍵11進(jìn)行連接,共同承受外力。加勁肋9則是用于提高短鋼梁3的穩(wěn)定性,避免其發(fā)生局部屈曲。為提高混凝土梁1和短鋼梁3間連接性能,在混凝土梁1和鋼混組合段2內(nèi)布置預(yù)應(yīng)力索7;預(yù)應(yīng)力索7穿過制孔裝置6布置在混凝土梁1和鋼混結(jié)合段2內(nèi),預(yù)應(yīng)力索7在混凝土梁1和鋼混結(jié)合段2內(nèi)按直線布置;為了便于與鋼混結(jié)合柱連接,在短鋼梁3兩端設(shè)置端板10,并采用螺栓或焊接的方式。
本發(fā)明裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu)由混凝土梁1、鋼混結(jié)合段2、短鋼梁3構(gòu)成,混凝土梁1、鋼混結(jié)合段2、短鋼梁3的尺寸和構(gòu)造布置,根據(jù)施加荷載大小和結(jié)構(gòu)形式,通過現(xiàn)有規(guī)范計算確定。
本發(fā)明中,混凝土梁1內(nèi)的鋼筋5配筋率和等級,根據(jù)施加荷載大小和梁尺寸,根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范計算方法確定。
本發(fā)明中,鋼混結(jié)合段2是由剪力鍵11、混凝土4、鋼筋5、加勁肋9、端板10、錨固體系12、上鋼翼緣板13及下鋼翼緣板14構(gòu)成,鋼混結(jié)合段2內(nèi)的鋼筋5配筋率和等級,根據(jù)在鋼混結(jié)合段上荷載的大小,通過現(xiàn)有規(guī)范的計算方法決定。
本發(fā)明中,鋼混結(jié)合段2內(nèi)的剪力鍵11的個數(shù)應(yīng)均勻?qū)ΨQ布置,剪力鍵11的尺寸根據(jù)施加在鋼混結(jié)合梁上的恒載和活載的大小,通過現(xiàn)有規(guī)范的計算方法確定。
本發(fā)明中,鋼混結(jié)合段2和混凝土梁1內(nèi)的預(yù)應(yīng)力索7的股數(shù)和孔數(shù)為1個或多個,具體根據(jù)施加在梁上的恒載和活載的大小以及梁的尺寸,通過現(xiàn)有規(guī)范的計算方法確定。
本發(fā)明中,預(yù)應(yīng)力索7在混凝土梁1和鋼混結(jié)合段2內(nèi)按直線布置,錨固體系12采用夾片錨。
本發(fā)明中,短鋼梁3由型鋼8、加勁肋9及端板10組成,短鋼梁3的型鋼8截面形式采用工字型或箱型截面,短鋼梁3的加勁肋9的布置根據(jù)規(guī)范確定。
裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu)由混凝土梁1、鋼混結(jié)合段2、短鋼梁3構(gòu)成,該結(jié)構(gòu)的混凝土梁1既可以采用鋼筋混凝土梁,也可采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁,根據(jù)工程需要而定,鋼混結(jié)合段2通過剪力鍵11和預(yù)應(yīng)力索7將混凝土梁1中的混凝土和短鋼梁3中的鋼材這兩種不同材料緊密連接,提高其整體性,并且在短鋼梁3兩端設(shè)置端板,采用螺栓或焊接的方式與鋼混結(jié)合柱連接,減少連接節(jié)點處的濕作業(yè),采用快速裝配化施工,加快施工進(jìn)度,節(jié)約工期。
本發(fā)明裝配式鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu)的具體實現(xiàn)步驟如下:
步驟1:根據(jù)設(shè)計圖紙加工短鋼梁3,在鋼混結(jié)合段2端焊接端板10、上鋼翼緣板13及下鋼翼緣板14,另一端焊接與鋼混結(jié)合柱相連的另一塊端板10,如圖2和圖5所示,將剪力鍵11均勻?qū)ΨQ的焊接在鋼混結(jié)合段2的內(nèi)側(cè),具體的是由端板10、上鋼翼緣板13及下鋼翼緣板14焊接成型的內(nèi)側(cè),并在短鋼梁3兩端的端板10預(yù)留孔洞。
步驟2:將工廠加工完成的兩片短鋼梁3固定好,在工廠將兩片短鋼梁3之間安裝所需模板,按實際需要綁扎鋼筋,并在混凝土梁1和鋼混結(jié)合段2中安裝制孔裝置6。
步驟3:澆筑混凝土梁1和鋼混結(jié)合段2,并在工廠內(nèi)對混凝土梁1進(jìn)行養(yǎng)護(hù),待混凝土梁強(qiáng)度達(dá)到28天強(qiáng)度后,拆除模板體系。
步驟4:在澆筑完成后的混凝土梁1和鋼混結(jié)合段2中的制孔裝置6中的預(yù)留孔中穿上預(yù)應(yīng)力索7,然后安裝錨固體系12,再按實際需求控制張拉力將預(yù)應(yīng)力索7張拉到位。
步驟5:將鋼混結(jié)合梁運送至施工現(xiàn)場,通過螺栓或焊接的方式與鋼混結(jié)合柱連接,完成梁柱安裝。
實施例:
本實施例的混凝土梁1、鋼混結(jié)合段2和短鋼梁3的布置形式如圖1~3所示?;炷亮?為矩形,長2~4米,梁高為450mm,梁寬為250mm。鋼混結(jié)合段2由剪力鍵11、混凝土4、鋼筋5、加勁肋9、端板10、錨固體系12、上鋼翼緣板13及下鋼翼緣板14組成,鋼混結(jié)合段的長為250mm,高為450mm,寬為250mm;端板10、上鋼翼緣板13及下鋼翼緣板14厚20mm,剪力鍵3直徑為10mm,鍵長為70mm,剪力釘之間的間距根據(jù)規(guī)范計算得出。
本實施例的預(yù)應(yīng)力索7在鋼混結(jié)合梁內(nèi)的布置如圖4~5所示。其具體坐標(biāo)位置:上下層預(yù)應(yīng)力索7距梁表面10cm,兩預(yù)應(yīng)力索之間的距離為25cm,控制張拉應(yīng)力的大小根據(jù)實際施加的荷載,通過相關(guān)規(guī)范計算得出。
本實施例由混凝土和鋼材構(gòu)成,首先將剪力鍵11均勻?qū)ΨQ的焊接在鋼混結(jié)合段2的端板10、上鋼翼緣板13及下鋼翼緣板14上,布置鋼筋5,安裝模板,澆筑混凝土后,待達(dá)到混凝土設(shè)計強(qiáng)度,將預(yù)應(yīng)力索7穿入預(yù)留孔中,安裝錨固體系12張拉預(yù)應(yīng)力,剪力鍵11和預(yù)應(yīng)力索7將混凝土和鋼材這兩種不同材料緊密連接,提高其整體性,在完成的鋼混結(jié)合梁后,運送至施工現(xiàn)場,采用螺栓或焊接的方式與鋼混結(jié)合柱連接。