一种部分包覆蜂窝钢-混凝土组合梁及其制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113137005A(43)申请公布日2021.07.20(21)申请号202110464363.0E04C3/29(2006.01)(22)申请日2021.04.28B23D79/00(2006.01)(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区朝晖六区潮王路18号申请人浙江工业大学工程设计集团有限公司浙江浙工大检测技术有限公司(72)发明人赵必大章雪峰傅林峰周海敬俞晨达(74)专利代理机构杭州斯可睿专利事务所有限公司33241代理人王利强(51)Int.Cl.E04C3/293(2006.01)权利要求书3页说明书5页附图2页(54)发明名称一种部分包覆蜂窝钢-混凝土组合梁及其制作方法(57)摘要一种部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁，包括蜂窝钢，所述蜂窝钢为腹板带有六边形孔洞的H型钢，蜂窝钢的两翼缘之间布置有设定间距的由钢筋制成的C形连杆，纵筋和腰筋穿过所述C形连杆并绑扎在所述C形连杆上，钢腹板朝上的蜂窝钢侧放后在两翼缘之间填充混凝土。以及提供一种部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁的制作方法。本发明提供了一种部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁及其制作方法，具有节约用钢、抗弯承载力和刚度大、可预制化程度高、减少制作周期、混凝土与钢的结合良好、防火防腐性能好等优点。CN113137005ACN113137005A权利要求书1/3页1.一种部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁，其特征在于，包括蜂窝钢，所述蜂窝钢为腹板带有六边形孔洞的H型钢，蜂窝钢的两翼缘之间布置有设定间距的由钢筋制成的C形连杆，纵筋设置在蜂窝钢受拉翼缘附近，腰筋和外侧纵筋穿过所述C形连杆并绑扎在所述C形连杆上，所述的孔洞和蜂窝钢腹板两侧填充混凝土。2.一种如权利要求1所述的部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1，根据钢结构和组合结构基本理论，初步确定部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁的截面尺寸，即初步确定蜂窝钢的截面高度和宽度；根据蜂窝钢构件与原型型钢构件的截面高度比为1.4～1.6，确定H型钢截面高度ha1，H型钢截面宽度bf1同蜂窝钢截面宽度bf；再根据《部分包覆钢‑混凝土组合结构技术规程》T/CECS719有关H型钢翼缘宽厚比和腹板高厚比的要求确定H型钢的翼缘厚度tf和腹板厚度tw；步骤S2，根据初选的H型钢截面设计蜂窝钢，孔洞形状为正六边形，长ha1/1.73孔洞的上、下边缘与H型钢轴线平行且距离H型钢翼缘ha1/4，孔洞的倾斜边与H型钢轴线成60°或120°夹角，相邻孔洞的中心间距为1.73ha1，并且不在距离梁端1.5ha1的范围内设置孔洞；步骤S3，根据初选的组合梁进行整体结构分析计算，根据计算得到的内力包络图验算组合梁的抗弯承载力Mub和抗剪承载力力Vub是否满足要求，如抗弯承载力不满足则调整初选截面直至满足要求，如因有较大集中力作用而导致蜂窝钢最大削弱截面的抗剪承载力不能满足要求，则增设附加加劲肋；步骤S4，根据截面和配置的型钢计算组合梁的抗弯刚度B，再根据B验算梁的挠度是否满足要求，如不满足则调整截面尺寸直至满足要求；步骤S5，根据步骤2的设计将截面高度为ha1的H型钢沿腹板按连续锯齿形图形切割分为上、下两段，锯齿形图形的上下水平段和倾斜段的长度均为ha1/1.73、且上下水平段距离H型钢翼缘ha1/4，倾斜段与H型钢轴线成60°或120°夹角；再将下段做水平翻转使得上段和下段腹板的凸出部分完全对齐，然后进行对接焊接并在端部补焊一块腹板，如此制作成截面高度ha＝1.5ha1、腹板有六边形孔洞的蜂窝钢；步骤S6，根据蜂窝钢的腹板高度ha‑2tf制作横向C型连杆并将其两端与蜂窝钢翼缘焊接，纵筋穿过连杆并绑扎在连杆上，将腹板朝上的蜂窝钢侧放并在两端设置挡板，浇筑混凝土并养护，待强度达到要求后脱去挡板，即得部分包覆混凝土‑蜂窝钢组合梁。3.如权利要求2所述的部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中，部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁的截面高度和宽度即为蜂窝钢的截面高度ha和翼缘宽度bf，进而确定蜂窝钢原型H型钢的截面高度ha1＝ha/1.6～ha/1.4和宽度bf1＝bf；再根据《部分包覆钢‑混凝土组合结构技术规程》T/CECS719有关宽厚比和高厚比的要求确定H型钢的翼缘厚度tf和腹板厚度tw。4.如权利要求2或3所述的部分包覆蜂窝钢‑混凝土组合梁的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中，蜂窝钢的孔洞为边长ha1/1.73的正六边形孔洞，孔洞的上、下边缘与H型钢轴线平行，孔洞边缘与H型钢翼缘的距离为ha1/4，H型钢截面高度的四分之一，相邻孔洞的中心间距为1.73ha1，且距离梁端1.5ha1的范围内不设置孔洞。5.如权利要