一種鋼與混凝土組合耗能型連梁制造技術

一種鋼與混凝土組合耗能型連梁，包括由對稱設置在樓板或屋面板下部的兩塊鋼側板、設在兩塊鋼側板底部的鋼底板構成的U型型鋼，U型型鋼內設有伸入樓板或屋面板內的耗能鋼板，耗能鋼板的上方設有頂部縱向鋼筋，鋼底板的上方設有底部縱向鋼筋，U型型鋼內澆筑有與樓板或屋面板澆筑為一體的混凝土。該連梁通過設置耗能鋼板來提高連梁在地震作用下的耗能能力，并通過鋼與混凝土的組合效應來提高連梁的強度和剛度，且該連梁易于施工。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及土木工程領域，具體地說是鋼與混凝土組合耗能型連梁。
技術介紹
連接剪力墻墻肢的梁稱為連梁。連梁是聯肢剪力墻的第一道抗震防線，合理設計的連梁應該在中震或大震作用時形成塑性鉸來耗散地震能量，從而保護主體結構安全，實現結構“大震不倒”的設防目標。因此提高聯肢剪力墻的抗震延性主要靠提高連梁的延性來實現。然而，在我國2008年的汶川地震中，鋼筋混凝土聯肢剪力墻結構的小跨高比連梁卻較為普遍地出現了剪切破壞，而剪切破壞是一種脆性破壞模式，其延性和耗能能力較差。因此，如何改善連梁的抗震能力是聯肢剪力墻結構中迫切需要解決的關鍵問題。目前聯肢剪力墻結構的連梁主要有鋼筋混凝土連梁、鋼連梁和鋼-混凝土組合連梁三種形式。其中鋼筋混凝土連梁是聯肢剪力墻結構最為常用的一種連梁方式，按其配筋方式的不同目前主要有普通平行配筋連梁、交叉暗柱式配筋連梁、交叉配筋連梁、菱形配筋連梁、帶縫連梁和鋼纖維高強混凝土連梁等。普通平行配筋連梁是我國《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ 3-2011)建議的連梁配筋方式，而我國汶川地震的震害調查表明小跨高比鋼筋混凝土連梁采用普通平行配筋時變形能力差，截面的轉動變形能力有限，其在剪壓比稍高時的破壞形態便趨于脆性剪切破壞，無法實現對連梁高延性和高耗能能力的要求。為提高小跨高比鋼筋混凝土連梁的延性，新西蘭Paulay T.教授等提出了交叉暗柱式配筋連梁。該類連梁雖然具有很好的承載力、延性和耗能能力，并為多國規范所采用，但由于其施工復雜在我國一直未能推廣應用。為簡化交叉暗柱式配筋連梁的施工，有人提出了交叉配筋連梁和菱形配筋連梁，該配筋形式的連梁較交叉暗柱式配筋連梁而言施工難度有所下降，但研究結果也表明其延性和耗能能力較交叉暗柱式配筋連梁要差，至今未得到工程界積極廣泛地采納。另外，一些試驗研究表明剛性連梁、帶縫連梁和鋼纖維高強混凝土連梁等也可以不同程度地改善鋼筋混凝土連梁的抗震性能。綜上所述，由于小跨高比鋼筋混凝土連梁由于受力特點和變形性能區別普通梁，該類連梁的計算和分析變得相當棘手，配筋和施工也相當復雜，目前各國抗震設計有關規范關于鋼筋混凝土連梁設計的規定尚不能滿意解決小跨高比連梁延性不足這一問題。鑒于上述原因，國內外學者普遍認為在高烈度地震區采用鋼連梁或鋼一混凝土組合連梁來代替鋼筋混凝土連梁是聯肢剪力墻結構一個較為理想的選擇，其中鋼一混凝土組合連梁一般是在混凝土內埋入型鋼或鋼板。但是由于鋼材和混凝土的剛度差異較大，采用鋼連梁時經常出現連梁連接處發生破壞，導致連梁和剪力墻的連接設計困難。另外，傳統的U型外包鋼-混凝土組合框架梁易發生縱向劈裂破壞和整體滑移破壞，其原因在于其在鋼與混凝土填充界面處以及在混凝土樓板和梁的接觸面容易發生滑移。另外連梁作為聯肢剪力墻的主要耗能構件，要求連梁有較好的耗能機制。
技術實現思路
技術問題本技術的目的是針對已有技術中存在的問題，提供一種結構施工便捷、抗震效果好的鋼與混凝土組合耗能型連梁。技術方案本技術的鋼與混凝土組合耗能型連梁，包括由對稱設置在樓板或屋面板下部的兩塊鋼側板、設在兩塊鋼側板底部的鋼底板構成的U型型鋼，U型型鋼內設有伸入樓板或屋面板內的耗能鋼板，耗能鋼板的上方設有頂部縱向鋼筋，鋼底板的上方設有底部縱向鋼筋，U型型鋼內澆筑有與樓板或屋面板澆筑為一體的混凝土。所述對稱設置的鋼側板為T形板或平板；所述的耗能鋼板為一塊或多塊T形板或平板；所述鋼側板的內側間隔設有抗剪栓釘；所述鋼側板的內側對稱設有加勁肋；所述耗能鋼板上設有孔洞。有益效果本技術通過設置耗能板來提高連梁在地震作用下的耗能能力，并通過鋼與混凝土的組合效應來提高連梁的強度和剛度，且該連梁易于施工。其優勢在于I)高耗能性。由于設置了專門提高連梁耗能能力的耗能鋼板，該耗能板通過開設孔洞來增加變形量，提高耗能能力；同時耗能鋼板兩側的混凝土約束耗能鋼板的平面外屈曲，保證耗能鋼板耗能能力的充分發揮；2)高強度。混凝土填充在鋼板內部可以約束側板和底板的局部屈曲，充分發揮鋼板的材料強度；另一方面鋼板反過來約束混凝土變形，使得混凝土的強度可以在不同程度上得以提高。另外，由于耗能鋼板高度大于鋼側板的高度，連梁在混凝土樓板和梁的接觸面上抗剪強度提高，同時耗能板上的孔洞使得混凝土可以通過耗能鋼板，從而使得鋼和混凝土整體性加強，提高了混凝土和鋼板的粘結強度。4)剛度大。混凝土和鋼組合作用使得連梁的剛度提高。5)易施工性。鋼板可以作為澆注混凝土的模板，無需另外支撐模板。附圖說明圖I是本技術的實例一截面結構示意圖。圖2是本技術的實例二截面結構示意圖。圖3是本技術的實例三截面結構示意圖。圖中1_鋼側板；2_鋼底板；3_耗能鋼板；4_混凝土 ；5_頂部縱向鋼筋；6底部縱向鋼筋；7_樓板或屋面板；8_抗剪栓釘；9_加勁肋。具體實施方式以下結合附圖對本技術的實施例作進一步的描述實施例I、如圖I所示的連梁截面示意圖。該連梁包括對稱設置在樓板或屋面板7下部的的兩塊鋼側板I、設在兩塊鋼側板I底部的鋼底板2構成的U型型鋼，U型型鋼內的鋼側板I的內側對稱設有加勁肋9，U型型鋼內澆筑有與樓板或屋面板7澆筑為一體的混凝土 4 ;對稱設置的兩塊鋼側板I為T形板，鋼側板I的內側間隔設有抗剪栓釘8 ；U型型鋼內設有伸入樓板或屋面板7內的兩塊耗能鋼板3，所述的兩塊耗能鋼板3為平板，耗能鋼板3的上方設有頂部縱向鋼筋5，鋼底板2的上方設有底部縱向鋼筋6。實施例2、如圖2所示的連梁截面示意圖。該連梁包括對稱設置在樓板或屋面板7下部的的兩塊鋼側板I、設在兩塊鋼側板I底部的鋼底板2構成的U型型鋼，U型型鋼內澆筑有與樓板或屋面板7澆筑為一體的混凝土 4 ;對稱設置的兩塊鋼側板I為T形板，鋼側板I的內側對稱設有條形的加勁肋9。U型型鋼內設有伸入樓板或屋面板7內的一塊耗能鋼板3，所述的兩塊耗能鋼板3為T形板，耗能鋼板3的上方設有頂部縱向鋼筋5，鋼底板2的上方設有底部縱向鋼筋6。實施例3、如圖3所示的連梁截面示意圖。該連梁包括對稱設置在樓板或屋面板7下部的兩塊鋼側板I、設在兩塊鋼側板I底部的鋼底板2構成的U型型鋼，U型型鋼內澆筑有與樓板或屋面板7澆筑為一體的混凝土 4 ;對稱設置的兩塊鋼側板I為平板，鋼側板I的內側對稱設有楔形的加勁肋9 ；U型型鋼內設有伸入樓板或屋面板7內的一塊耗能鋼板3，所述的兩塊耗能鋼板3為平板，耗能鋼板3的上方設有頂部縱向鋼筋5，鋼底板2的上方設有底部縱向鋼筋6。權利要求1.一種鋼與混凝土組合耗能型連梁，其特征在于連梁包括由對稱設置在樓板或屋面板(7)下部的兩塊鋼側板(I)、設在兩塊鋼側板(I)底部的鋼底板(2)構成的U型型鋼，U型型鋼內設有伸入樓板或屋面板(7)內的耗能鋼板(3)，耗能鋼板(3)的上方設有頂部縱向鋼筋(5)，鋼底板(2)的上方設有底部縱向鋼筋(6)，U型型鋼內澆筑有與樓板或屋面板(7)澆筑為一體的混凝土(4)。2.根據權利要求I所述的鋼與混凝土組合耗能型連梁，其特征在于所述對稱設置的鋼側板(I)為T形板或平板。3.根據權利要求I所述的鋼與混凝土組合耗能型連梁，其特征在于所述的耗能鋼板(3)為一塊或多塊T形板或平板。4.根據權利要求I或2所述的鋼與混凝土組合耗能型連梁，其特征在于所述鋼側板(I)的內本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼與混凝土組合耗能型連梁，其特征在于：連梁包括由對稱設置在樓板或屋面板（7）下部的兩塊鋼側板（1）、設在兩塊鋼側板（1）底部的鋼底板（2）構成的U型型鋼，U型型鋼內設有伸入樓板或屋面板（7）內的耗能鋼板（3），耗能鋼板（3）的上方設有頂部縱向鋼筋（5），鋼底板（2）的上方設有底部縱向鋼筋（6），U型型鋼內澆筑有與樓板或屋面板（7）澆筑為一體的混凝土（4）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李賢，呂恒林，沙士鈺，周淑春，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：實用新型
國別省市：