[发明专利]预应力装配式波纹腹板咬合钢梁

说明书

技术领域

本发明涉及一种预应力装配式波纹腹板咬合钢梁，属于建筑型材

技术领域。

背景技术

目前，大跨度多高层装配式钢结构体系是钢结构住宅体系发展的主要方向。传统的钢结构住宅建筑施工时采用了大量的现场焊接，施工速度慢，对环境的污染严重，最重要的是焊缝的质量不宜控制，严重影响建筑物的安全性能，装配式钢结构体系有效地克服了传统钢结构住宅的缺点。在装配式钢结构体系中，梁和梁的现场拼装节点是一个关键问题。

在现有的装配式钢结构体系中，通常采用的是两个槽钢进行拼装，两个槽钢的腹板对接，通过螺栓进行连接，形成装配式H型钢。但是，在这种拼接方式中，剪力是通过螺栓传递给腹板，腹板为平钢板，所以所需的螺栓数和腹板的用钢量很大，抗剪承载力有待提高。同时，应用在大跨度的装配式钢结构体系中时，传统的装配式钢构件要大幅度地增加梁截面的高度和面积，增加了用钢量。

由此可见，将传统的型钢构件用在装配式钢结构体系之中效果不是很理想，不仅影响构件的受力性能，而且需要消耗大量的钢材，产生不必要的浪费。综上所述，创新出应用于装配式钢结构体系的新型受力构件是装配式钢结构体系发展的必经之路。

发明内容

本发明提出了一种属于建筑型材技术领域的预应力装配式波纹腹板咬合钢梁，其目的在于提供一种成本低廉，受力性能优越的适用于装配式钢结构体系，尤其是大跨度多高层装配式钢结构体系的装配式钢梁。

本发明采用的技术方案如下：

一种预应力装配式波纹腹板咬合钢梁，是由两个波纹槽钢梁通过螺栓和预应力索装配而成；所述两个波纹槽钢梁的腹板咬合对接，通过采用螺栓在腹板的螺栓孔处进行装配连接，所述预应力索穿过装配后的腹板和梁端板上的预应力索孔，经张拉后由锚具将其固定在波纹槽钢梁的梁端板上；

所述波纹槽钢梁，其断面口型由上翼缘、腹板、下翼缘和梁端板组成，所述上翼缘与下翼缘平行，所述腹板垂直位于上翼缘与下翼缘之间；

所述腹板的断面呈均匀或不均匀周期性重复的波纹，该波纹断面为矩形波纹曲线、梯形波纹曲线、楔形波纹曲线或正弦曲线；所述腹板上开设有螺栓孔和预应力索孔，螺栓孔设置在整个腹板上，预应力索孔设置在腹板的斜折板部分；

所述上翼缘和下翼缘为钢板，钢板中与腹板平行的一条边为波形曲线，波纹曲线的形状与腹板的波纹断面形状相同；所述腹板放置于上翼缘和下翼缘的波纹曲线边处，腹板的波纹断面与上翼缘和下翼缘的波纹曲线边吻合相连；

所述梁端板为钢板，与腹板，上翼缘和下翼缘垂直，位于波纹槽钢梁的两端，梁端板与上翼缘、腹板和下翼缘焊接相连；梁端板上留有预应力索孔。

所述矩形波纹曲线为圆弧角矩形波纹曲线，所述梯形波纹曲线为圆弧角梯形波纹曲线，所述楔形波纹曲线为圆弧角楔形波纹曲线。

所述梯形波纹曲线、圆弧角梯形波纹曲线的梯形斜线段的倾角为20°-90°，所述楔形波纹曲线、圆弧角楔形波纹曲线的楔形斜线段的倾角为20°-90°。

所述腹板与上翼缘和下翼缘之间分别为单面角焊缝。

所述腹板的波纹密度和高度可根据受力要求改变。

所述圆弧角梯形波纹曲线、圆弧角矩形波纹曲线和圆弧角楔形波纹曲线采用数控折弯技术制成，正弦曲线采用数控辊压技术制成。

所述预应力索为预应力索，或者为预应力筋，穿过腹板和梁端板上预留的预应力索孔的预应力索是一根或者多根；

所述预应力索的线形是凹口向上的，线性的形状可根据受力要求改变。

本发明提出了一种适用于装配式钢结构体系的预应力装配式波纹腹板咬合钢梁，通过引入构件的咬合作用和预应力技术大大地改善了装配式钢构件的受力性能，相比与传统的装配式钢结构体系中的装配式钢梁，本发明有以下几个优点：

本发明采用预应力技术，有效地提高了装配式咬合钢梁的承载能力，保证了受力的合理性，预应力技术的引用，可以在保证装配式钢梁承载能力的前提下，有效地减轻装配式钢梁的自重，提高装配式钢梁的跨度，使本发明更适用于大跨度和多高层装配式钢结构体系之中。同时，预应力索穿插设置在装配式钢梁的腹板处，可以提高装配式钢梁平面内的抗拉承载力。

本发明的钢梁腹板是装配式波纹钢板，可以有效地利用波纹钢板优良的平面外刚度、抗屈曲承载能力和较高的疲劳强度，与槽钢拼装成的平钢板相比，在厚度相同的情况下其抗剪承载力和抗面外变形能力都有显著提高。