[发明专利]一种内置薄壁H型钢木组合梁的制作方法

说明书

本发明公开了一种内置薄壁H型钢木组合梁的制作方法，包括：在薄壁H型钢腹板两侧和腹板木板的内侧涂刷环氧树脂粘胶，实施薄壁H型钢腹板和腹板木板的粘接，并采用腹板连接螺栓进行连接，然后采用预紧对拉装置使薄壁H型钢和两侧腹板紧密粘贴；在薄壁H型钢翼缘表面和翼缘木板的内侧涂刷环氧树脂粘胶实施薄壁H型钢翼缘和翼缘木板的粘接，并采用翼缘抗剪连接栓钉进行连接，然后采用预紧对拉装置使薄壁H型钢和翼缘木板紧密粘贴；最终形成内置薄壁H型钢‑木组合梁。本发明可实现钢木的高效组合，形成承载力、刚度以及耐久性等性能更为优越的钢木组合梁，并有利于钢木组合结构中钢木组合梁的工业化生产、标准化施工。

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及到一种将钢材与木材组合，适用于钢木组合结构、木结构中应用的内置薄壁H型钢木组合梁的制作方法。

背景技术

木结构在我国历史悠久、源远流长，目前还保留着大量的木结构古建筑，并在广大乡村、民族村寨和旅游景区等依然还在修建大量的木结构建筑。木材生长周期长，随着木材资源的消耗，木材会面临短缺的危险，价格也势必上涨，将制约纯木结构的发展。同时，木材本身弹性模量低、力学性能受蠕变影响大、强度退化、易出现裂缝等力学性能缺陷，限制了其应用和发展。钢材具有质量轻，强度高，塑性和韧性好，性能稳定，其制作的构件、结构装配化程度高，施工周期短，建筑垃圾少，环境污染少等诸多优点。而钢材在相同承载力下，钢材构件细长且板件薄柔，容易出现局部失稳和整体失稳。将木材与钢材通过合理方式的组合，形成的组合构件和结构可以弥补两种材料的缺陷，将各自的优越性能得到充分发挥，使承载力和受力性能得到提高，并可以减少对木材资源的消耗。近年来出现了钢木组合结构这一新型结构体系，该结构体系具有自重轻、承载力和抗震性能好等优点，因其所采用的材料是绿色环保、可持续利用的木材和钢材，具有节能减排和适用于建筑工业化的特点，近年来，在全国和世界范围内迅速被采用。钢木组合梁作为该结构体系中的主要构件之一，是该类结构体系中竖向荷载的主要承载构件，并将影响整体结构的承载力性能。但现有的钢木组合梁都还存在不同程度的不足之处，如：易出现粘接-连接失效，截面组合效率低，钢材外露，易受环境影响，出现钢材锈蚀，耐久性不易保证等亟待解决的主要问题。

目前，已出现的以钢木组合梁中，以薄壁钢和木材组合形成的组合梁中，主要以工字钢和木组合，或薄壁钢和木组合的形式出现，而在上述两种组合形式中，以工字钢或H型钢与木组合形成的钢木组合梁，在组合的方式主要是在工字钢或H型钢的翼缘上粘贴或采用剪力连接件连接翼缘木材而形成钢木组合梁，该类型的钢木组合梁，其工字钢或H型钢本身就具有很大的承载力和抗弯刚度，在翼缘上粘贴或连接木翼缘相对钢梁来说，其提高组合梁的承载能力有限，并不能达到节省钢材和木材的效果。同时工字钢或H型钢腹板暴露于空气中，很容易受潮湿和腐蚀环境而产生锈蚀，影响钢木组合梁的耐久性。也有采用两薄壁槽钢，在腹板部位用一腹板木板与双槽钢的腹板拼装形成组合腹板，双槽钢翼缘上粘贴或采用剪力连接件连接木翼缘形成钢木组合梁；该组合方式一定程度上改善了上述工字钢或H型钢木组合梁承载力提高有限的不足，从材料利用的角度来说，是在充分使用木材的前提条件下，在木梁中加入适量的钢材以提高木梁的受弯承载能力。但是组合方式上，在腹板位置是将两槽钢放在腹板木板的外侧组合形成腹板。这样的组合方式同样会造成钢材直接暴露于空气中，很容易受潮湿和腐蚀环境而产生锈蚀，影响钢木组合梁的耐久性。为此，该类钢木组合梁的组合方式有待于改善。

基于上述钢木组合梁现状，本发明提出了新型内置薄壁H型钢木组合梁，将薄壁H型钢与木在截面组合方式上，将薄壁H型钢内置，以保证钢材不外露，以提高组合梁的耐久性；在组合连接方式上，采用翼缘抗剪连接栓钉、腹板连接螺栓和环氧树脂粘胶共同组合连接的形式实现腹板木板、翼缘木板和内置薄壁H型钢的有效组合；在使用材料上，在上下翼缘使用抗压、抗拉强度较高的木材，与H型钢翼缘钢板组合，形成可提供较大抗弯承载力和刚度的翼缘，腹板部位可以采用抗压、抗拉强度较低的木材，以减少对高强木材的使用量，以达到物尽其才，物尽其用的效果，可最终达到节约木材和经济性的效果。