一种预应力双腹板型钢混凝土梁

文档序号:185403 发布日期:2021-11-02 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 一种预应力双腹板型钢混凝土梁 (Prestressed double-web steel reinforced concrete beam ) 是由 杨勇 张树琛 薛亦聪 于云龙 冯世强 徐龙康 于 2021-08-13 设计创作,主要内容包括:一种预应力双腹板型钢混凝土梁,包括:双腹板蜂窝型钢;设置于双腹板蜂窝型钢双腹板之间的空心内模;设置于双腹板蜂窝型钢下翼缘上部且与梁长方向平行的若干波纹管;设置于波纹管内的预应力钢绞线;设置于梁端的钢板;设置于钢板外侧的预应力筋锚具;以及填充于双腹板蜂窝型钢外部以及空心内模与双腹板蜂窝型钢之间的预制混凝土。本发明受力性能优良,可明显提高梁的抗裂能力和抗弯刚度,且梁自重轻利于抗震。(A prestressed double web steel reinforced concrete beam comprising: double-web honeycomb section steel; the hollow inner die is arranged between the double webs of the double-web honeycomb steel; the corrugated pipes are arranged on the upper part of the lower flange of the double-web honeycomb steel and are parallel to the length direction of the beam; the prestressed steel strand is arranged in the corrugated pipe; a steel plate disposed at the beam end; the prestressed tendon anchorage is arranged on the outer side of the steel plate; and the precast concrete is filled outside the double-web plate honeycomb steel and between the hollow inner die and the double-web plate honeycomb steel. The invention has excellent stress performance, can obviously improve the crack resistance and the bending rigidity of the beam, and the self weight of the beam is light and is beneficial to earthquake resistance.)

一种预应力双腹板型钢混凝土梁

技术领域

本发明属于建筑技术领域,特别涉及一种预应力双腹板型钢混凝土梁。

背景技术

型钢混凝土结构因其优良的受力性能,被广泛用于各类结构中,在高层、超高层、大跨度结构中,为满足结构的承载能力要求,常常采用增大构件截面尺寸来满足承载力及刚度要求,这必然增加建筑材料的使用,增加结构自重,影响建筑空间布局,不利于绿色环保型建筑的发展。

并且传统的型钢混凝土梁的开裂荷载往往很低,大多数情况下带裂缝工作,极大的影响了型钢混凝土梁的耐久性,尤其在极端环境下,型钢混凝土结构的优良受力性能难以充分发挥,这不利于可持续建筑的发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种预应力双腹板型钢混凝土梁,采用预制预应力,解决了传统预应力结构现场施工复杂问题,同时具有承载力高、抗裂性能好、刚度大、构件截面尺寸小及自重小等优点。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

一种预应力双腹板型钢混凝土梁,包括:

双腹板蜂窝型钢;

设置于双腹板蜂窝型钢双腹板之间的空心内模;

设置于双腹板蜂窝型钢下翼缘上部且与梁长方向平行的若干波纹管;

设置于波纹管内的预应力钢绞线;

设置于梁端的钢板;

设置于钢板外侧的预应力筋锚具;以及

填充于双腹板蜂窝型钢外部以及空心内模与双腹板蜂窝型钢之间的预制混凝土。

在本发明的一个实施例中,所述双腹板蜂窝型钢采用高强钢板裁切焊接而成,包含两块对称的蜂窝腹板。

在本发明的一个实施例中,预应力双腹板型钢混凝土梁还包括:

环绕于双腹板蜂窝型钢的闭合箍筋;

设置于闭合箍筋环内底部且与梁长方向平行的梁内纵筋一;以及

设置于闭合箍筋环内顶部且与梁长方向平行的梁内纵筋二。

在本发明的一个实施例中,所述封闭箍筋环绕于双腹板蜂窝型钢四周,所述纵筋一绑扎在封闭箍筋环内底部,所述纵筋二绑扎在封闭箍筋环内顶部。

在本发明的一个实施例中,预应力双腹板型钢混凝土梁还包括:设置于双腹板蜂窝型钢上下翼缘外部的栓钉。

在本发明的一个实施例中,所述栓钉与双腹板蜂窝型钢通过焊接连接。

在本发明的一个实施例中,所述预应力钢绞线穿过预埋波纹管内部,波纹管固定于双腹板蜂窝型钢下翼缘上侧,预应力钢绞线为直线型或抛物线型,采用后张法张拉至设计值。

在本发明的一个实施例中,所述预制混凝土通过一次浇筑形成整体且将双腹板蜂窝型钢全部包裹。

在本发明的一个实施例中,所述预制混凝土采用超高性能混凝土。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1)施工简便

新型预应力双腹板型钢混凝土梁将纵筋、箍筋、拉筋以及预应力钢绞线放于预定位置,浇筑外包UHPC,待混凝土强度达到一定等级后,在工厂张拉预应力即可完成施工。与传统的组合梁相比,避免了施工现场张拉预应力,减轻现场浇筑混凝土的工作量,简化了施工工序,可以极大提高施工效率,符合绿色建筑节能减排要求。

2)性能优良

新型预应力双腹板型钢混凝土梁,将预应力技术应用于型钢混凝土结构中,在相同的荷载作用下结构的变形减小,大大提高的梁的抗裂性能,外部混凝土对内部钢筋以及型钢有更好保护作用,外包混凝土采用超高性能混凝土,其高耐磨性,低孔隙率以及极低的渗透率,极大增加的结构的耐久性,特别是极端环境的耐久性。

3)经济效益好

新型预应力双腹板型钢混凝土梁的预应力技术能有效的减小构件的截面,并且采用空心内模形成空心梁,不仅减轻了结构自重利于抗震,而且可以节约建筑材料、降低工程造价。

总体来讲,新型预应力预应力双腹板型钢混凝土梁既能发挥组合结构的优点,又满足建筑审美与功能的要求,同时简化施工步骤,加快施工进度。可广泛的应用于各类建筑结构中。

附图说明

图1为本发明预应力双腹板型钢混凝土梁的立体示意图。

图2为本发明预应力双腹板型钢混凝土梁的侧视图。

图3为本发明预应力双腹板型钢混凝土梁的俯视图。

图4为图2中型钢混凝土梁的A—A剖面详图。

图5为图1中型钢混凝土梁的梁端示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明一种预应力双腹板型钢混凝土梁,其受力性能优良,可明显提高梁的抗裂能力和抗弯刚度,且梁自重轻利于抗震。

如图1、图2、图3、图4和图5所示,本发明包括双腹板蜂窝型钢1,在双腹板蜂窝型钢1双腹板之间则设置有若干空心内模9,在梁端设置钢板11。在双腹板蜂窝型钢1下翼缘上部设置若干波纹管10,波纹管10与梁长方向平行,其管内穿设预应力钢绞线7,在钢板11外侧设置预应力筋锚具8,预应力筋锚具8用于对预应力钢绞线7施加预应力,在双腹板蜂窝型钢1外部以及空心内模9与双腹板蜂窝型钢1之间则填充有预制混凝土6。

本发明中,双腹板蜂窝型钢1是采用高强钢板裁切焊接而成的型钢结构,其包含了两块腹板,且两块腹板均为蜂窝板,对称设置。即,两块腹板上的蜂窝结构是对称的。

本发明中,空心内模9是空心模具,其安装于双腹板蜂窝型钢1的两块腹板之间,数量根据需要选择,可避开蜂窝结构设置。

本发明中,钢板11可焊接于双腹板蜂窝型钢1的下翼缘上表面,为便于操作,双腹板蜂窝型钢1的腹板可稍稍短于翼缘。

本发明中,波纹管10数量根据需要选择,当为数量偶数时,可均匀对称固定于双腹板的两侧的下翼缘上表面。

本发明中,预应力钢绞线7穿过预埋波纹管10内部,,预应力钢绞线7布置形式按具体工程情况选用直线型或抛物线型,并采用后张法张拉至设计值。

本发明中,预制混凝土6可采用超高性能混凝土,通过一次浇筑形成整体且将双腹板蜂窝型钢1全部包裹。

本发明进一步地还可包括钢筋笼,具体包括:闭合箍筋4、梁内纵筋一2和梁内纵筋二3。其中,闭合箍筋4有若干个,沿梁长方向环绕设置双腹板蜂窝型钢1布置,梁内纵筋一2绑扎设置于闭合箍筋4环内底部,梁内纵筋二3绑扎设置于闭合箍筋4环内顶部,梁内纵筋一2和梁内纵筋二3均与梁长方向平行。

本发明进一步地还可包括栓钉5,栓钉5焊接于双腹板蜂窝型钢1上下翼缘外部,根据设计要求布置。

其中:

1)预应力双腹板型钢混凝土梁采用UHPC以及预制预应力技术,可提高梁的抗裂性能、耐久性能。并且超高性能混凝土将型钢腹板全部包裹可有效防止腹板局部屈曲。

2)双腹板蜂窝型钢,可提高预制装配钢筋混凝土箱型梁的抗弯刚度、承载能力。同时可减小纵筋配置主梁,简化现场施工工序。

3)蜂窝型钢开洞形式可以为圆形、椭圆形、矩形,开洞形式及位置应根据承载力要求和实际工程状况进行合理设计,妥善安排。蜂窝孔将预制混凝土与型钢有效连接,保证两者良好的协同工作性能。

4)空心内模使梁截面中空,可降低型钢混凝土梁自重,利于结构抗震和现场吊装。

综上,本发明在传统型钢混凝土梁基础上,采用双腹板蜂窝型钢以及预制预应力技术,解决了传统钢筋混凝土梁在大跨工况下刚度不足问题,并且通过蜂窝孔将预制混凝土与型钢有效连接,保证两者良好的协同工作性能。同时使用超高性能混凝土(UHPC),因UHPC的优良的抗裂性能和耐久性,有效改善梁性能,提高开裂荷载,增长梁使用寿命;通过在制作阶段使用空心内模形成空心梁,进一步减轻结构自重,利于抗震。总之,根据本发明提出的设计方法,可以进一步优化腹板开洞的位置、大小及形式(圆形、椭圆形、矩形),截面空心内膜大小,位置,以满足不同工程实际的需求。

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