專(zhuān)利名稱(chēng)：鋼拱混凝土連續(xù)梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體是一種可以直接應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換層框支梁的鋼拱混凝土連續(xù)梁。
背景技術(shù)：
目前，高層建筑結(jié)構(gòu)中由于轉(zhuǎn)換層框支梁的荷載及其受力形式十分復(fù)雜，若采用普通鋼筋混凝土梁，一般要求較高的鋼筋配筋率，往往導(dǎo)致鋼筋布置困難，同時(shí)還可能存在超筋梁脆性破壞的隱患。
當(dāng)上述方式無(wú)法滿(mǎn)足承載力或剛度要求時(shí)，工程中往往采用鋼骨混凝土梁以達(dá)到提高承載力、減少脆性破壞發(fā)生的目的。然而，鋼骨混凝土梁的用鋼量較大，同時(shí)中和軸附近的鋼骨尚未充分發(fā)揮其材料的力學(xué)性能，導(dǎo)致較大的材料浪費(fèi)。
從力學(xué)機(jī)理上講，豎向荷載作用下拉桿拱(或拉索拱)的上弦桿主要承受壓力，同時(shí)拱產(chǎn)生的水平推力則由拉桿(或拉索)承擔(dān)。由于這種水平推力的存在，拱結(jié)構(gòu)任意截面處的彎矩一般均小于相應(yīng)水平梁中相同截面位置處的彎矩，因而拱結(jié)構(gòu)一般可以實(shí)現(xiàn)較大的跨度和更高的承載力，具有更明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述工程實(shí)際問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋼拱混凝土連續(xù)梁。采用鋼拱混凝土連續(xù)梁，可在同樣用鋼量的條件下提高梁的承載力，或在同樣的承載力要求下減少鋼材和混凝土用量，達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。
本發(fā)明的鋼拱混凝土連續(xù)梁由波浪型鋼骨或波浪型鋼管混凝土、高強(qiáng)鋼筋或高強(qiáng)鋼絲束、縱向鋼筋、混凝土、箍筋構(gòu)成。其內(nèi)部的波浪型鋼骨或波浪型鋼管混凝土與高強(qiáng)鋼筋或高強(qiáng)鋼絲束相連接，組成鋼拱混凝土連續(xù)梁的核心受力部分；其外圍分別配置縱向鋼筋和箍筋，并澆筑混凝土。
所述波浪型鋼骨或波浪型鋼管混凝土與高強(qiáng)鋼筋或高強(qiáng)鋼絲束的連接方式可以是通用的焊接、螺栓連接或鉚釘連接等。
本發(fā)明在外圍混凝土配置鋼筋(包括縱筋和箍筋等)的同時(shí)，鋼拱混凝土連續(xù)梁采用高強(qiáng)鋼筋(或高強(qiáng)鋼絲束)作為構(gòu)件的主要抗拉部件，利用波浪型鋼骨(或波浪型鋼管混凝土)作為構(gòu)件的主要受壓部件，二者組合形成明確的拱式受力機(jī)制，共同抵抗構(gòu)件所承受的大部分豎向荷載。同時(shí)，二者之間可以采用焊接、螺栓連接、鉚接等成熟有效的連接方式。另外，由于外圍混凝土的保護(hù)，整個(gè)構(gòu)件的抗火性能和抗腐蝕性能等也能得到較好的滿(mǎn)足。由于充分發(fā)揮了高強(qiáng)鋼筋(或高強(qiáng)鋼絲束)和波浪型鋼骨(或波浪型鋼管混凝土)各自的長(zhǎng)處，在同樣的承載力要求下，其鋼材用量較鋼骨混凝土連續(xù)梁要小。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)在力學(xué)機(jī)理上，利用明確的拱式受力機(jī)制，鋼拱混凝土連續(xù)梁可以同時(shí)充分發(fā)揮受拉高強(qiáng)鋼筋(或高強(qiáng)鋼絲束)的抗拉強(qiáng)度和受壓波浪型鋼骨(或波浪型鋼管混凝土)的抗壓強(qiáng)度。有限元非線(xiàn)性分析結(jié)果表明，在相同的鋼材用量條件下，相對(duì)于鋼骨混凝土連續(xù)梁，鋼拱混凝土連續(xù)梁的承載力一般可以提高20～30％左右。因此，在用鋼量相同的前提下，采用本發(fā)明可以提高梁的承載力；或者在同樣的承載力要求下，可以減少鋼材和混凝土用量，降低工程造價(jià)。從而既滿(mǎn)足工程要求又能實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)施工也較為方便，其它諸如抗火性能、耐久性能等也能夠得到保證。


圖1是鋼拱混凝土連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2所示，跨中支座6和端部支座5支撐的鋼拱混凝土連續(xù)梁由波浪型鋼骨(或波浪型鋼管混凝土)1、高強(qiáng)鋼筋(或高強(qiáng)鋼絲束)2、縱向鋼筋7、混凝土4、箍筋8構(gòu)成。其內(nèi)部的波浪型鋼骨(或波浪型鋼管混凝土)1通過(guò)連接件3與高強(qiáng)鋼筋(或高強(qiáng)鋼絲束)2連接；其外圍分別配置縱向鋼筋7和箍筋8，并澆筑混凝土4。
鋼拱混凝土連續(xù)梁的主體部分，即高強(qiáng)鋼筋(或高強(qiáng)鋼絲束)—波浪型鋼骨(或波浪型鋼管混凝土)組成的波浪型拉桿拱(或拉索拱)，可以根據(jù)建筑上的高度和跨度要求以及結(jié)構(gòu)分析得到的荷載進(jìn)行有限元分析，并依據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的細(xì)部設(shè)計(jì)；然后，直接在構(gòu)件預(yù)制廠(chǎng)進(jìn)行預(yù)制。在預(yù)制過(guò)程中，應(yīng)該能夠保證波浪型鋼管混凝土的澆筑質(zhì)量，以及波浪型鋼骨(或波浪型鋼管混凝土)與高強(qiáng)鋼筋(或高強(qiáng)鋼絲束)之間的有效連接。波浪型拉桿拱(或拉索拱)預(yù)制完成后，首先在建筑物施工現(xiàn)場(chǎng)將波浪型拉桿拱(或拉索拱)就位，然后按照與常規(guī)混凝土梁類(lèi)似的制作方法，在波浪型拉桿拱(或拉索拱)的外圍放置縱向鋼筋和箍筋，并澆筑混凝土同時(shí)保證澆筑質(zhì)量。
某兩跨連續(xù)梁的尺寸為梁高2m、單跨長(zhǎng)度6m，在體積用鋼量同為5％的情況下，我們采用大型通用非線(xiàn)性有限元軟件ANSYS分別對(duì)鋼骨混凝土連續(xù)梁(注鋼骨的截面形式為工字型)和鋼拱混凝土連續(xù)梁進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，后者可提高梁的極限承載力約30％。
權(quán)利要求
1.一種鋼拱混凝土連續(xù)梁，其特征在于由波浪型鋼骨或波浪型鋼管混凝土、高強(qiáng)鋼筋或高強(qiáng)鋼絲束、縱向鋼筋、混凝土、箍筋構(gòu)成。其內(nèi)部的波浪型鋼骨或波浪型鋼管混凝土與高強(qiáng)鋼筋或高強(qiáng)鋼絲束相連接；其外圍分別配置縱向鋼筋和箍筋，并澆筑混凝土。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼拱混凝土連續(xù)梁，由波浪型鋼骨或波浪型鋼管混凝土、高強(qiáng)鋼筋或高強(qiáng)鋼絲束、縱向鋼筋、混凝土、箍筋構(gòu)成。其內(nèi)部的波浪型鋼骨或波浪型鋼管混凝土與高強(qiáng)鋼筋或高強(qiáng)鋼絲束相連接，組成鋼拱混凝土連續(xù)梁的核心受力部分；其外圍分別配置縱向鋼筋和箍筋，并澆筑混凝土；本發(fā)明的鋼拱混凝土連續(xù)梁可在同樣用鋼量的條件下提高梁的承載力，或在同樣的承載力要求下減少鋼材和混凝土用量，達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。
文檔編號(hào)E04C3/20GK1587574SQ200410051329
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月6日
發(fā)明者吳波, 馬宏偉 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)