[实用新型]一种空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钢-混凝土组合梁，特别涉及一种空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁。属于建筑工程领域，适用于对梁抗弯抗扭承载力要求高，梁截面尺寸受到严格限制的工程。

背景技术

钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构。它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成一整体，在荷载作用下，上部的混凝土承受压力，下部的钢结构承受弯拉应力，

现有钢-混凝土组合梁一般为外包混凝土的组合梁，该结构具有用钢量省、稳定性好、刚度大、承载力高、延性好等优点，适用于跨度较大的结构。其中，外包U型钢混凝土组合梁是近年来兴起的一种新型组合结构体系，它是采用薄钢板直接冷弯或用冷弯薄壁型钢焊接成U形截面，然后在U形截面内部填充混凝土作为T形梁的肋部，翼缘为现浇混凝土板。外包钢结构与内部混凝土通过钢与混凝土之间的粘结力和开口隔板等连接件来共同受力，协调变形。这种结构克服了钢筋混凝土结构的抗拉强度低的弱点，提高了钢材的屈曲承载力，改善了结构的延性。

箱梁混凝土组合梁，是在原有结构中钢筋混凝土梁的基础上，依靠高强度结构胶结剂或抗剪连接件的连结作用，将箱梁（工字梁、箱型钢梁、钢桁架）与钢筋混凝土板连接起来形成整体。组合梁在荷载作用下，交接面上的混凝土和型钢具有基本相同的应变值，两者共同受力。其中常见的就是T形组合梁（使用工字型钢梁）和侧锚组合梁（使用T形钢梁），继而衍生开发出箱形钢梁、桁架梁和蜂窝形钢梁。该类型结构具有承载力高、刚度大、抗震性能好、自重轻、结构高度小、施工简易，工厂化生产程度高。

上述几种组合梁虽在适宜的工程背景下以取得了较好的技术经济效益，但上述组合梁在受力过程中常存在两个受力薄弱面：一是钢筋与填充混凝土的交界面；二是钢筋混凝土翼缘板与梁的接触面，这两处的滑移过大，容易导致梁发生粘结滑移破坏和纵向剪切滑移破坏；而且组合梁在钢-混凝土协调变形能力方面尚存不足。

综上所述，外包混凝土组合梁的用钢量大，中性线以上钢板的抗拉性能难以发挥，而且易出现纵向剪切滑移破坏；箱梁混凝土组合梁中箱梁与上部混凝土的连接强度偏低，梁的抗扭性能、抗震性能等尚需改善。鉴于此，目前亟需发明一种新型钢与钢筋混凝土组合梁，使其具有变形协调能力强、自重轻、承压能力和抗扭刚度突出等优点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种钢-混凝土组合梁，使其与上部混凝土板连接充分，具有良好的抗弯及抗扭性能，而且梁的重量轻、净高小、外形美观。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种空腹环形型钢与钢筋混凝土组合梁，其特征在于，主要由闭合环形半圆形钢板、Y形腹板、剪力连接件、水平连接板、钢筋混凝土翼缘板、弯筋、横纵向配筋组成；“Y形”腹板焊接于闭合环形半圆形钢板的内部；在闭合环形半圆形钢板的平面两端焊接有水平连接板和剪力连接件；剪力连接件与弯筋、横纵向配筋连接；在水平连接板上浇筑有混凝土翼缘板。

所述闭合环形半圆形钢板内部的Y形腹板为倒Y形放置，下部的两支脚对称焊接于半圆形钢板的内壁上，未焊接的另一支脚与闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板之间用高强度结构胶结剂粘结，钢板厚度不小于10mm。

闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板上设有注浆孔和排气孔，半圆形钢板负弯矩段的空腔用异形横隔板分隔，其内灌注有混凝土；所述Y形腹板的各支脚上焊接有加筋板，加筋板长300mm~800mm，宽度为支脚宽度的1/3~1/2，钢板厚度不小于8mm。

所述注浆孔、排气孔呈圆形，在所述组合梁负弯矩段沿闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢板的中线均匀布设，注浆孔内径40mm~60mm，排气孔内径20mm~30mm。

所述水平连接板焊接于闭合环形半圆形钢板顶面的矩形钢盖板的上表面，水平连接板上焊接竖向剪力连接件，钢板的厚度不小于10mm。

所述剪力连接件呈T形，其上端与钢筋混凝土翼缘板内的弯筋、横纵向配筋连接。

环形型钢与上部钢筋混凝土翼缘板连接区域的斜面与水平面夹角不大于45度。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

（1）闭合环形半圆形钢板内接Y形截面钢板组合钢梁，充分利用同等截面积下Y形组合的惯性矩大于矩形、工字形、T形、X形的几何特性，使结构具有更好的抗弯性能和抗扭刚度。

（2）在承受负弯矩的区域两端焊接异形横隔板，并灌注混凝土，既可发挥混凝土的抗压性能、节省钢材用量，还可减轻组合结构重量；同时，在该区域Y形腹板上焊接加筋板，可进一步改善组合梁的受力性能。