一種圓形上翼緣鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種圓形上翼緣鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，主要涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑承重梁領(lǐng)域。包括上翼緣、下翼緣板和腹板，所述上翼緣包括外層的圓形鋼管，所述圓形鋼管內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第一混凝土填充體，所述下翼緣板為水平設(shè)置的軋制鋼板，所述腹板包括豎直設(shè)置的矩形鋼板，所述矩形鋼板上均勻分布有豎直的圓鋼管，所述圓鋼管內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第二混凝土填充體，所述圓鋼管與下翼緣板之間設(shè)有三角形的加強(qiáng)筋。本實(shí)用新型的有益效果在于：它采用圓形結(jié)構(gòu)的上翼緣，并使用外層鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)層混凝土的組合，有效提高承載梁的承載性能、抗壓及抗彎性能；并采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的腹板支撐，增加腹板的抗彎、抗扭、抗變形能力，使整體的穩(wěn)定性顯著提升。
【專利說(shuō)明】
一種圓形上翼緣鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑承重梁領(lǐng)域，具體是一種圓形上翼緣鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)建筑行業(yè)突飛猛進(jìn)，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中所需承重構(gòu)件的要求越來(lái)越高，不但對(duì)承重強(qiáng)度提出了更高的要求，還不斷追求較低的耗材及成本。
[0003]在傳統(tǒng)建筑行業(yè)中，一般鋼結(jié)構(gòu)中承載梁大都采用熱乳工字鋼、熱乳或焊接H型鋼、熱乳方鋼管、焊接波紋腹板梁及焊接箱梁等形式。其中，如果使用熱乳工字鋼、熱乳或焊接H型鋼及焊接波紋腹板梁等均采用平直鋼板或者波紋鋼板作為腹板，由于平直鋼板和波紋鋼板的面外抗彎能力較差，因此導(dǎo)致以上形式承載梁的穩(wěn)定性、抗彎性能及抗扭性能較弱，不能滿足某些特殊高承載力結(jié)構(gòu)的要求。如果通過(guò)增加腹板厚度來(lái)提高腹板的面外抗彎性能，會(huì)大大增加承載梁的用鋼量，也會(huì)增大承載梁自重，造成鋼材浪費(fèi)，增加造價(jià)成本。
[0004]在結(jié)構(gòu)上，現(xiàn)有技術(shù)工字梁的上翼緣，當(dāng)承受次梁傳遞的集中荷載時(shí)，會(huì)發(fā)生局部屈服破壞，或者發(fā)生局部屈曲變形，嚴(yán)重影響整體結(jié)構(gòu)的安全性能。
[0005]此外，對(duì)于焊接箱型梁和熱乳方鋼管梁，該形式的承載梁截面呈箱型，優(yōu)化了構(gòu)件的性能，增強(qiáng)了構(gòu)件的抗彎、抗變形、抗扭性能，但由于其橫截面積較大，構(gòu)件的整體用鋼量非常大，也會(huì)增大承載梁自重，造成鋼材浪費(fèi)，增加造價(jià)成本。同時(shí)，上述鋼管梁由于其橫截面為閉合形態(tài)，故在熱脹冷縮方面的適應(yīng)性不如H型、工字鋼等開(kāi)放形態(tài)的鋼梁，具有一定弊端。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種圓形上翼緣鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，它采用圓形結(jié)構(gòu)的上翼緣，并使用外層鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)層混凝土的組合，有效提高承載梁的承載性能、抗壓及抗彎性能;并采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的腹板支撐，增加腹板的抗彎、抗扭、抗變形能力，使整體的穩(wěn)定性顯著提升。
[0007]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]—種圓形上翼緣鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，包括上翼緣、下翼緣板和腹板，所述上翼緣包括外層的圓形鋼管，所述圓形鋼管內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第一混凝土填充體，所述下翼緣板為水平設(shè)置的乳制鋼板，所述腹板包括豎直設(shè)置的矩形鋼板，所述矩形鋼板上均勻分布有豎直的圓鋼管，所述圓鋼管內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第二混凝土填充體，所述圓鋼管與下翼緣板之間設(shè)有三角形的加強(qiáng)筋。
[0009]所述圓形鋼管的管壁厚度為5.0mm?10.0mm，且其直徑為下翼緣板寬度的1/2?I/4。
[0010]所述下翼緣板的厚度為6.0mm?18.0mm，且其寬度與上翼緣相對(duì)應(yīng)。[0011 ]所述圓鋼管為厚度是6.0mm?12.0mm的無(wú)縫熱乳鋼管，且其直徑為下翼緣板寬度的3/4，所述矩形鋼板為乳制鋼板，且其厚度為6.0mm?18.0mm。
[00?2]所述加強(qiáng)筋為厚度是6.0mm?10.0mm的乳制鋼板。
[0013]所述圓形鋼管與第一混凝土填充體之間設(shè)有聚氨酯泡沫層，所述圓鋼管與第二混凝土填充體之間亦設(shè)有聚氨酯泡沫層。
[0014]所述第一混凝土填充體和第二混凝土填充體均為強(qiáng)度大于C60的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土填充體。
[0015]對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0016]1、所述上翼緣采用了圓形結(jié)構(gòu)，有效提高抗壓性能。所述圓形管與第一混凝土填充體配合使用，既能增強(qiáng)頂部承重能力，也避免耗費(fèi)大量鋼材，有效降低制作成本。
[0017]所述腹板采用了圓鋼管、矩形鋼板、加強(qiáng)筋三種復(fù)合結(jié)構(gòu)的組合，通過(guò)圓鋼管及加強(qiáng)筋的加入，能夠有效提高腹板的整體穩(wěn)定性，增強(qiáng)其抗彎、抗剪、抗扭、抗變形性能。所述圓鋼管與第二混凝土填充體配合使用，既能增強(qiáng)腹板的持久抗壓能力，也能降低耗材，節(jié)約施工成本。
[0018]所述下翼緣板與上翼緣相呼應(yīng)，有利于保持整體的穩(wěn)定性。
[0019]綜上所述，本實(shí)用新型使用多種結(jié)構(gòu)相配合，通過(guò)結(jié)構(gòu)之間的組合來(lái)提高承載能力，使抗壓耐用。且鋼管復(fù)合混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其易于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)及質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化控制，生產(chǎn)的規(guī)模化經(jīng)營(yíng)、產(chǎn)品的系列化布局，有利于提高制作效率，節(jié)約制作和施工成本，在確保構(gòu)件強(qiáng)度的前提下，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0020]2、所述聚氨酯泡沫層噴涂于圓形鋼管與第一混凝土填充體、以及圓鋼管與第二混凝土填充體之間，為由于熱脹冷縮而發(fā)生的體積變化預(yù)留一定的緩沖空間，避免相鄰的鋼管及混凝土塊發(fā)生擠壓或裂離，從而增加本裝置對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性以及承重抗壓的耐久性。
[0021]3、上述圓形鋼管、圓鋼管、下翼緣板、矩形鋼板等的尺寸設(shè)置，兼顧耗材成本及承重強(qiáng)度所取的最佳范圍。
[0022]4、所述第一混凝土填充體和第二混凝土填充體均使用強(qiáng)度大于C60的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土，進(jìn)一步提高本裝置的承重抗壓性能。
【附圖說(shuō)明】
[0023]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖2是本實(shí)用新型的橫向剖面圖。
[0025]附圖3是本實(shí)用新型附圖2的A-A剖面圖。
[0026]附圖4是本實(shí)用新型附圖2的B-B剖面圖。
[0027]附圖5是本實(shí)用新型附圖2的C-C剖面圖。
[0028]附圖中所示標(biāo)號(hào):
[0029]1、上翼緣;11、圓形鋼管；12、第一混凝土填充體；
[0030]2、下翼緣板；
[0031]3、腹板;31、矩形鋼板;32、圓鋼管;33、第二混凝土填充體;34、加強(qiáng)筋。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0033]本實(shí)用新型所述是一種圓形上翼緣I鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，主體結(jié)構(gòu)包括上翼緣1、下翼緣板2和腹板3，所述上翼緣I包括外層的圓形鋼管11，所述圓形鋼管11內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第一混凝土填充體12，所述下翼緣板2為水平設(shè)置的乳制鋼板，所述腹板3包括豎直設(shè)置的矩形鋼板31，所述矩形鋼板31上均勻分布有豎直的圓鋼管32，所述圓鋼管32內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第二混凝土填充體33，所述圓鋼管32與下翼緣板2之間設(shè)有三角形的加強(qiáng)筋34。
[0034]所述圓形鋼管11的管壁厚度為5.0mm?10.0mm，且其直徑為下翼緣板2寬度的1/2
?1/4。
[0035]所述下翼緣板2的厚度為6.0mm?18.0mm，且其寬度與上翼緣I相對(duì)應(yīng)。
[0036]所述圓鋼管32為厚度是6.0mm?12.0mm的無(wú)縫熱乳鋼管，且其直徑為下翼緣板2寬度的3/4，所述矩形鋼板31為乳制鋼板，且其厚度為6.0mm?18.0mm。
[0037]所述加強(qiáng)筋34為厚度是6.0mm?10.0mm的乳制鋼板。
[0038]所述圓形鋼管11與第一混凝土填充體12之間設(shè)有聚氨酯泡沫層，所述圓鋼管32與第二混凝土填充體33之間亦設(shè)有聚氨酯泡沫層。
[0039]所述第一混凝土填充體12和第二混凝土填充體33均為強(qiáng)度大于C60的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土填充體。
[0040]對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0041]1、所述上翼緣I采用了圓形結(jié)構(gòu)，有效提高抗壓性能。所述圓形管與第一混凝土填充體12配合使用，既能增強(qiáng)頂部承重能力，也避免耗費(fèi)大量鋼材，有效降低制作成本。
[0042]所述腹板3采用了圓鋼管32、矩形鋼板31、加強(qiáng)筋34三種復(fù)合結(jié)構(gòu)的組合，通過(guò)圓鋼管32及加強(qiáng)筋34的加入，能夠有效提高腹板3的整體穩(wěn)定性，增強(qiáng)其抗彎、抗剪、抗扭、抗變形性能。所述圓鋼管32與第二混凝土填充體33配合使用，既能增強(qiáng)腹板3的持久抗壓能力，也能降低耗材，節(jié)約施工成本。
[0043]所述下翼緣板2與上翼緣I相呼應(yīng)，有利于保持整體的穩(wěn)定性。
[0044]綜上所述，本實(shí)用新型使用多種結(jié)構(gòu)相配合，通過(guò)結(jié)構(gòu)之間的組合來(lái)提高承載能力，使抗壓耐用。且鋼管復(fù)合混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其易于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)及質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化控制，生產(chǎn)的規(guī)?；?jīng)營(yíng)、產(chǎn)品的系列化布局，有利于提高制作效率，節(jié)約制作和施工成本，在確保構(gòu)件強(qiáng)度的前提下，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0045]2、所述聚氨酯泡沫層噴涂于圓形鋼管11與第一混凝土填充體12、以及圓鋼管32與第二混凝土填充體33之間，為由于熱脹冷縮而發(fā)生的體積變化預(yù)留一定的緩沖空間，避免相鄰的鋼管及混凝土塊發(fā)生擠壓或裂離，從而增加本裝置對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性以及承重抗壓的耐久性。
[0046]3、上述圓形鋼管11、圓鋼管32、下翼緣板2、矩形鋼板31等的尺寸設(shè)置，兼顧耗材成本及承重強(qiáng)度所取的最佳范圍。
[0047]4、所述第一混凝土填充體12和第二混凝土填充體33均使用強(qiáng)度大于C60的自密實(shí)尚強(qiáng)混凝土，進(jìn)一步提尚本裝置的承重抗壓性能。
[0048]實(shí)施例1:本實(shí)用新型所述是一種圓形上翼緣I鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，主體結(jié)構(gòu)包括上翼緣1、下翼緣板2和腹板3，所述上翼緣I包括外層的圓形鋼管11，所述圓形鋼管11的管壁厚度為6.5_，且其直徑為下翼緣板2寬度的1/3。所述圓形鋼管11內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第一混凝土填充體12，所述圓形鋼管11與第一混凝土填充體12之間設(shè)有聚氨酯泡沫層，所述下翼緣板2為水平設(shè)置的乳制鋼板，所述下翼緣板2的厚度為8.0mm，且其寬度與上翼緣I相對(duì)應(yīng)。所述腹板3包括豎直設(shè)置的矩形鋼板31，所述矩形鋼板31為乳制鋼板，且其厚度為8.0mm。所述矩形鋼板31上均勾分布有豎直的圓鋼管32，所述圓鋼管32為厚度是7.0mm的無(wú)縫熱乳鋼管，且其直徑為下翼緣板2寬度的3/4，所述圓鋼管32內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第二混凝土填充體33，所述圓鋼管32與第二混凝土填充體33之間亦設(shè)有聚氨酯泡沫層。所述圓鋼管32與下翼緣板2之間設(shè)有三角形的加強(qiáng)筋34。所述加強(qiáng)筋34為厚度是6.5mm的乳制鋼板。
[0049]實(shí)施例2:本實(shí)用新型所述是一種圓形上翼緣I鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，主體結(jié)構(gòu)包括上翼緣1、下翼緣板2和腹板3，所述上翼緣1、腹板3和下翼緣板2依次角焊連接，且角焊縫強(qiáng)度不應(yīng)低于鋼板的屈服強(qiáng)度。所述上翼緣I包括外層的圓形鋼管11，所述圓形鋼管11的管壁厚度為9.5_，且其直徑為下翼緣板2寬度的2/5。所述圓形鋼管11內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第一混凝土填充體12，所述下翼緣板2為水平設(shè)置的乳制鋼板，所述下翼緣板2的厚度為18.5mm，且其寬度與上翼緣I相對(duì)應(yīng)。所述腹板3包括豎直設(shè)置的矩形鋼板31，所述矩形鋼板31為乳制鋼板，且其厚度為15mm。所述矩形鋼板31上均勻分布有豎直的圓鋼管32，所述圓形管與矩形鋼板31角焊鏈接，且角焊縫強(qiáng)度不應(yīng)低于鋼板的屈服強(qiáng)度。所述圓鋼管32為厚度是11.0mm的無(wú)縫熱乳鋼管，且其直徑為下翼緣板2寬度的3/4，所述圓鋼管32內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第二混凝土填充體33，所述圓鋼管32與下翼緣板2之間設(shè)有三角形的加強(qiáng)筋34。所述加強(qiáng)筋34為厚度是9mm的乳制鋼板。所述第一混凝土填充體12和第二混凝土填充體33均為強(qiáng)度大于C60的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土填充體。
[0050]實(shí)施例3:本實(shí)用新型所述是一種圓形上翼緣I鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，通過(guò)以下制作過(guò)程制得:
[0051](I)耗材的準(zhǔn)備:根據(jù)實(shí)際所需尺寸，截取一定寬度及長(zhǎng)度的鋼板作為腹板3中的矩形鋼板31，切割適當(dāng)?shù)闹苯侨切武摪遄鳛榧訌?qiáng)筋34，截取一定長(zhǎng)度的圓鋼管32，其長(zhǎng)度應(yīng)比矩形鋼板31的寬度高出一部分，需要加工出恰好與圓形鋼管11吻合的弧形企口。
[0052](2)腹板3與下翼緣板2的焊接:首先，將矩形鋼板31和圓鋼管32交替間隔采用雙側(cè)角焊縫形式焊接在一起，焊接時(shí)，需保證所有矩形鋼板31下邊緣與圓鋼管32下邊緣均處于同一水平面內(nèi)，且所有矩形鋼板31上邊緣與圓鋼管32企口的最低點(diǎn)均在同一水平面內(nèi)，所有矩形鋼板31形成的平面恰好過(guò)圓鋼管32的中軸線；隨后，將焊接在一起的矩形鋼板31和圓鋼管32放置于下翼緣板2上，矩形鋼板31平面中心線必須與下翼緣板2的中心線重合，將矩形鋼板31和圓鋼管32分別與下翼緣板2上面相接觸部位均采用角焊縫形式焊接在一起；并將加強(qiáng)筋34的直角兩側(cè)側(cè)邊分別通過(guò)角焊焊接在圓鋼管32及下翼緣板2上。
[0053](3)復(fù)合層的注入:將聚氨酯預(yù)聚體、發(fā)泡劑、催化劑等組分裝填于耐壓氣霧罐中，通過(guò)手動(dòng)噴管將氣霧狀膠體噴射至圓鋼管32、圓形鋼管11的內(nèi)壁表面，等待其附著、成型、發(fā)泡，完成聚氨酯泡沫層的制作。之后，向圓鋼管32內(nèi)部灌注高強(qiáng)混凝土，在填充時(shí)，一定一邊灌注一邊采用振動(dòng)棒振搗，或采用鐵器敲打圓鋼管32管壁，確保高強(qiáng)混凝土的密實(shí)度;同時(shí)，將高強(qiáng)混凝土灌入圓形鋼管11中，在灌注時(shí)，將圓形鋼管11豎起進(jìn)行灌注，在灌注過(guò)程中，也需要采用振動(dòng)棒不斷振搗圓形鋼管11管壁，確保高強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，完成后兩構(gòu)件均需要進(jìn)行高溫養(yǎng)護(hù)5-10小時(shí)。
[0054](4)上翼緣I的焊接:將圓形鋼管11居中的至于腹板3頂側(cè)，并將矩形鋼板31、圓鋼管32和圓形鋼管11的接觸部位進(jìn)行角焊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圓形上翼緣(I)鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，包括上翼緣(I)、下翼緣板(2)和腹板(3)，其特征在于:所述上翼緣(I)包括外層的圓形鋼管(11)，所述圓形鋼管(11)內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第一混凝土填充體(12)，所述下翼緣板(2)為水平設(shè)置的乳制鋼板，所述腹板(3)包括豎直設(shè)置的矩形鋼板(31)，所述矩形鋼板(31)上均勻分布有豎直的圓鋼管(32)，所述圓鋼管(32)內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的第二混凝土填充體(33)，所述圓鋼管(32)與下翼緣板(2)之間設(shè)有三角形的加強(qiáng)筋(34)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種圓形上翼緣(I)鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，其特征在于:所述圓形鋼管(11)的管壁厚度為5.0mm?10.0mm，且其直徑為下翼緣板(2)寬度的1/2?1/4。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種圓形上翼緣(I)鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，其特征在于:所述下翼緣板(2)的厚度為6.0mm?18.0mm，且其寬度與上翼緣(I)相對(duì)應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種圓形上翼緣(I)鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，其特征在于:所述圓鋼管(32)為厚度是6.0mm?12.0mm的無(wú)縫熱乳鋼管，且其直徑為下翼緣板(2)寬度的3/4，所述矩形鋼板(31)為乳制鋼板，且其厚度為6.0mm?18.0mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種圓形上翼緣(I)鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，其特征在于:所述加強(qiáng)筋(34)為厚度是6.0mm?10.0mm的乳制鋼板。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種圓形上翼緣(I)鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，其特征在于:所述圓形鋼管(11)與第一混凝土填充體(12)之間設(shè)有聚氨酯泡沫層，所述圓鋼管(32)與第二混凝土填充體(33)之間亦設(shè)有聚氨酯泡沫層。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種圓形上翼緣(I)鋼混復(fù)合型高強(qiáng)承載梁，其特征在于:所述第一混凝土填充體(12)和第二混凝土填充體(33)均為強(qiáng)度大于C60的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土填充體。
【文檔編號(hào)】E04C3/294GK205421714SQ201620293478
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】宋生志, 劉輝, 陶祥令, 黃勇, 鮑英基
【申請(qǐng)人】江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院