加腋雙鉸直線拱梁制造技術

本實用新型專利技術公開了一種加腋雙鉸直線拱梁，以解決普通雙鉸直線拱梁在荷載作用下產生水平推力而引起背景技術中所述的安全隱患問題。它包括人字鋼梁、鋼筋混凝土柱，所述鋼筋混凝土柱中設有螺栓孔，所述螺栓孔中預埋有螺栓，所述人字鋼梁與鋼筋混凝土柱通過螺栓鉸接連接，所述人字鋼梁的跨中下部設有加腋板件，所述人字鋼梁和加腋板件通過連接件剛接連接，所述加腋板件的底面水平，所述加腋板件的頂部為人字形。本實用新型專利技術的人字鋼梁采用H型鋼，取材容易，制作簡單，避免了大片鋼板裁割和長焊縫的加工量，縮短施工周期；人字鋼梁的斜坡上翼緣又能很好的配合壓型板屋面坡度。由于拱梁重量較小，一般可用輕型吊車起吊安裝，應用范圍很廣。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種人字鋼梁和鋼筋混凝土柱鉸接組成的雙鉸直線拱梁，具體地說是ー種加腋雙鉸直線拱梁。
技術介紹
由于經濟發展和國內建材供應情況的變化，我國エ業建筑和公共民用建筑中，鋼筋混凝土結構ー統天下的局面近20年來迅速變化，取而代之的是鋼結構。其中門式剛架在エ業廠房結構中廣泛應用，這是由于人字型鋼梁兩端與鋼柱頂剛接形成的門式剛架有受カ明確，構造簡單，安裝方便，施工周期短，便于拆除改造等優點，所以很快代替了沿用幾十年的鋼筋混凝土排架結構。同時，大量工程中因使用要求經常遇到混凝土柱頂架設人字鋼梁這樣的混合結構形式，如多層、高層鋼筋混凝土結構頂層的大空間房屋(大型會議室、 展廳、多功能廳等)就常采用這種形式，但其計算和構造做法還不是很明確。若人字鋼梁兩端與混凝土柱頂做成剛接，不但構造復雜，而且由于是兩種不同的材質，受カ復雜、變形也不協調，一般常用的做法是普通人字鋼梁兩端與柱頂預埋螺栓鉸接連接，形成普通雙鉸直線拱梁，這樣的普通雙鉸直線拱梁在豎向荷載作用下，會產生水平推力，由于壓型板屋面坡度比較平緩，而越平緩水平推力就越大，雖然屋面荷載較小，推力有限，但若不考慮此推力，則其下端的鋼筋混凝土柱顯然存在安全隱患，若考慮此水平推力，對結構抗震不利，同時混凝土柱截面高度和配筋都需要加大，而且人字鋼梁與鋼筋混凝土柱頂連接用的螺栓承受較大的剪力，這對螺栓來說，是其力學性能的弱項，即容易發生變形甚至剪切破壞。而目前有些設計，僅簡單選用國家標準圖集中相同跨度門式剛架柱頂以上的鋼梁做這類結構的屋面梁，兩端和混凝土柱頂鉸接連接，這樣的設計很不合理，存在安全隱患。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種加腋雙鉸直線拱梁，以解決普通雙鉸直線拱梁在荷載作用下產生水平推力而引起
技術介紹
中所述的安全隱患問題。本技術技術方案如下一種加腋雙鉸直線拱梁，包括人字鋼梁、鋼筋混凝土柱，所述鋼筋混凝土柱中設有螺栓孔，所述螺栓孔中預埋有螺栓，所述人字鋼梁與鋼筋混凝土柱通過螺栓鉸接連接，所述人字鋼梁的跨中下部設有加腋板件，所述人字鋼梁和加腋板件通過連接件剛接連接，所述加腋板件的底面水平，所述加腋板件的頂部為人字形。本技術另ー種實施方式的技術方案如下—種加腋雙鉸直線拱梁，包括人字鋼梁、鋼筋混凝土柱，所述鋼筋混凝土柱中設有螺栓孔，所述螺栓孔中預埋有螺栓，所述人字鋼梁與鋼筋混凝土柱通過螺栓鉸接連接，所述人字鋼梁包括左鋼梁和右鋼梁，所述左鋼梁和右鋼梁之間設有加腋板件，所述左鋼梁和右鋼梁分別通過連接件與加腋板件剛接連接，所述加腋板件的底面水平，所述加腋板件的頂部為人字形。本技術消除了普通雙鉸直線拱梁在荷載作用下產生的水平推力，避免螺栓的剪切破壞，使支承拱梁的混凝土柱彎矩大大減少，節約成本，同時使結構和構件傳カ途徑簡捷，受カ明確，抗震有利，節點構造簡單。并將鉸接連接的螺栓孔設置成橢圓孔，避免螺栓因鋼梁變形產生次應カ而承受剪力，發生剪切破換，避免了受カ構件因材質不同、受カ后變形不同而在連接節點處產生較大的次應力，避免結構或構件局部破壞或節點連接破壞。本技術的人字鋼梁采用H型鋼，取材容易，制作簡單，避免了大片鋼板裁割和長焊縫的加工量，縮短施工周期；人字鋼梁的斜坡上翼緣又能很好的配合壓型板屋面坡度。由于拱梁重量較小，一般可用輕型吊車起吊安裝，跨度可大可小，應用范圍很廣。以下結合附圖對本技術作進ー步詳細的說明。附圖說明圖I為現有普通雙鉸直線拱梁的靜カ計算簡圖；圖2為加腋雙鉸直線拱梁的簡化靜カ計算簡圖；圖3為加腋雙鉸直線拱梁第一種實施方式的結構不意圖；圖4為加腋雙鉸直線拱梁第二種實施方式的結構示意圖；圖5為加腋雙鉸直線拱梁與混凝土柱頂連接的螺栓孔的平面圖。具體實施方式圖3為加腋雙鉸直線拱梁第一種實施方式，適合于跨度小于21米時用，它包括人字鋼梁I、鋼筋混凝土柱5，鋼筋混凝土柱5中設有螺栓孔4，螺栓孔4中預埋有螺栓6，人字鋼梁I與鋼筋混凝土柱5通過螺栓6鉸接連接，人字鋼梁I的跨中下部設有加腋板件2，人字鋼梁I和加腋板件2通過連接件3剛接連接，加腋板件2的底面水平，加腋板件2的頂部為人字形。本實施方式中人字鋼梁I和加腋板件2在屋脊處通過連接件3剛接連接組成直線拱梁，是對人字鋼梁I跨中下部(即普通雙鉸直線拱的拱頂下側)加腋形成，即在人字鋼梁I跨中下部加設ー適當長度(此長度由結構力學公式計算確定)的腋，該腋由立板和水平板焊接形成，腋的立板厚度同人字鋼梁I的腹板厚，高度按同跨度的直線簡支鋼梁的梁高選定，腋的水平板寬度和厚度同人字鋼梁I的下翼緣板，這樣的拱梁不按普通雙鉸直線拱計算，而按直線簡支梁計算其彎矩和剪力，并確定梁斷面尺寸，同時注意梁跨中連接一定要穩妥可靠，達到等強度連接。圖4為加腋雙鉸直線拱梁第二種實施方式，適合于跨度大于等于21米時用，它包括人字鋼梁I、鋼筋混凝土柱5，鋼筋混凝土柱5中設有螺栓孔4，螺栓孔4中預埋有螺栓6，人字鋼梁I與鋼筋混凝土柱5通過螺栓6鉸接連接，人字鋼梁I包括左鋼梁11和右鋼梁12，左鋼梁11和右鋼梁12之間設有加腋板件2，左鋼梁11和右鋼梁12分別通過連接件3與加腋板件2剛接連接，加腋板件2的底面水平，加腋板件2的頂部為人字形。本實施方式中，跨度很大時可在梁的兩個變截面處各設ー個連接點，這樣受力合理，經濟適用，則該直線拱梁的跨中區段可制作成底平上斜式的變截面エ字型梁段，該變截面エ字型梁段的長度、高度以及各構件的厚度可根據拱梁的受カ情況按結構力學對應公式計算得出。加腋部分是由三塊鋼板焊接形成變截面的エ字型梁段組成或由兩塊鋼板焊接形成變截面的T型梁段再與人字鋼梁的下翼緣焊接組成，人字鋼梁與加腋部分剛性連接，共同承擔荷載產生的全部彎矩。圖5為加腋雙鉸直線拱梁與混凝土柱頂連接用的橢圓形螺栓孔的平面圖，兩種實施方式的螺栓孔(4)都為橢圓形螺栓孔，橢圓孔的尺寸可以按常規計算方法計算得出，但ー般按構造取兩半圓圓心之間的間距為5 10mm就可以。以結構承受均布荷載為例，圖I為現有普通雙鉸直線拱梁的靜カ計算簡圖，其計算公式為R=ql/2, H=5ql/32f, Mmax=9ql2/512=0. 14x(ql2/8)，其中R 為豎向支座反力，H為水平支座反力，Mmax為雙鉸直線拱梁跨中最大彎矩，q為均布荷載值，I為梁跨度，f為拱梁的拱尚。以結構承受均布荷載為例，圖2為加腋雙鉸直線拱梁的簡化靜カ計算簡圖，其計算公式為R=ql/2，H=0，Mmax=ql2/8，其中R為豎向支座反力，H為水平支座反力，Mmax為直 線簡支梁跨中最大彎矩，Q為均布荷載值，I為梁跨度。如圖I至圖2所示，普通雙鉸直線拱梁的彎矩值只有簡支直線梁的14%，但同時產生水平力H，且f越小，H越大，而簡支直線梁的H=0。由干支承人字拱梁的混凝土柱呈懸臂狀態，承擔此水平力H很不利，例如IOm高的柱，IOKN的推力，就會給柱下端節點處產生100KN. M的彎矩，再與風荷載及地震作用疊加，彎矩就會更大，又因為屋蓋很輕，即柱的軸カN值相對很小，必然形成大偏心柱，導致結構的技術經濟性很差。本技術加腋雙鉸直線拱梁為垂直加腋，加腋雙鉸直線拱梁雖然在外形上仍和普通雙鉸直線拱梁相似，但其計算時可以不考慮按普通雙鉸直線拱計算產生的水平推力，因為當受力后，加腋人字拱梁自身承擔了全部彎矩，梁兩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種加腋雙鉸直線拱梁，包括人字鋼梁、鋼筋混凝土柱，所述鋼筋混凝土柱中設有螺栓孔，所述螺栓孔中預埋有螺栓，所述人字鋼梁與鋼筋混凝土柱通過螺栓鉸接連接，其特征在于：所述人字鋼梁（1）的跨中下部設有加腋板件（2），所述人字鋼梁（1）和加腋板件（2）通過連接件（3）剛接連接，所述加腋板件（2）的底面水平，所述加腋板件（2）的頂部為人字形。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李能能，權建中，谷滿，宋良雨，王永發，
申請(專利權)人：西北礦冶研究院，
類型：實用新型
國別省市：