裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁，其由兩個預應力波紋腹板槽鋼梁通過螺栓裝配而成。預應力波紋腹板槽鋼梁是由上翼緣，腹板，下翼緣，預應力索，錨具和梁端板組成。預應力波紋槽鋼梁的斷面口型由上、下翼緣和腹板構成，腹板的斷面呈均勻或不均勻周期性重復的波形，梁端板垂直相連與上翼緣、腹板和下翼緣，位于預應力波紋腹板槽鋼梁的兩端，預應力索穿過腹板和梁端板，經過張拉后由錨具將其固定在梁端板上。本發(fā)明專利技術的腹板平面布置呈蜂窩狀，可以在構件的整體承載力方面獲得最優(yōu)結果，適用于裝配式鋼結構體系，尤其是大跨度多高層裝配式鋼結構體系的創(chuàng)新型裝配式預應力鋼梁，與傳統(tǒng)的裝配式梁相比，具有自重輕，承載力高和跨度大等優(yōu)點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁，屬于建筑型材

技術介紹
目前，裝配式鋼結構體系是鋼結構住宅體系發(fā)展的重要方向。傳統(tǒng)的鋼結構住宅建筑施工時采用了大量的現場焊接，施工速度慢，對環(huán)境的污染嚴重，最重要的是焊縫的質量不宜控制，嚴重影響建筑物的安全性能， 裝配式鋼結構體系有效地克服了傳統(tǒng)鋼結構住宅的缺點。在裝配式鋼結構體系中，梁和梁的現場拼裝是一個需要重點研究的問題。在現有的裝配式鋼結構體系中，通常采用的是兩個槽鋼進行拼裝，兩個槽鋼的腹板對接，通過螺栓進行連接，形成裝配式H型鋼。但是，在這種拼接方式中，剪力是通過螺栓傳遞給腹板，腹板為平鋼板，所以所需的螺栓數和腹板的用鋼量很大，抗剪承載力有待提聞。由此可見，將傳統(tǒng)的型鋼構件用在裝配式鋼結構體系之中效果不是很理想，不僅影響構件的受力性能，而且需要消耗大量的鋼材，產生不必要的浪費。綜上所述，創(chuàng)新出應用于裝配式鋼結構體系的新型受力構件是裝配式鋼結構體系發(fā)展的必經之路。
技術實現思路
本專利技術提出了一種屬于建筑型材
的裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁，其目的在于提供一種成本低廉，受力性能優(yōu)越的適用于裝配式鋼結構體系，尤其是大跨度多高層裝配式鋼結構體系的裝配式鋼梁。本專利技術的技術方案如下:—種裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁，是由兩個預應力波紋腹板槽鋼梁通過螺栓裝配而成，兩個預應力波紋腹板槽鋼梁腹板對接，在腹板處通過采用螺栓在螺栓孔處進行裝配連接；所述預應力波紋腹板槽鋼梁，包括上翼緣、腹板、下翼緣、預應力索、錨具和梁端板；其斷面口型由上翼緣，腹板和下翼緣組成，所述上翼緣與下翼緣平行，所述腹板垂直位于上翼緣與下翼緣之間；所述腹板的斷面呈均勻或不均勻周期性重復的波紋，該波紋斷面為矩形波紋曲線、梯形波紋曲線、楔形波紋曲線或正弦曲線；所述腹板上開設有螺栓孔和預應力索孔；所述上翼緣和下翼緣為鋼板，腹板整體位于上翼緣和下翼緣之間，腹板的波紋曲線沿長度方向的最外側與上翼緣和下翼緣沿長度方向的一條邊線齊平相連；所述梁端板為鋼板，垂直于上翼緣、腹板和下翼緣，位于預應力波紋腹板槽鋼梁的兩端，梁端板與上翼緣、腹板和下翼緣焊接相連；梁端板上留有預應力索孔；所述預應力索，穿過腹板和梁端板上預留的預應力索孔，經張拉后由錨具將其固定在預應力波紋腹板槽鋼梁兩端的梁端板上。所述矩形波紋曲線為圓弧角矩形波紋曲線，所述梯形波紋曲線為圓弧角梯形波紋曲線，所述楔形波紋曲線為圓弧角楔形波紋曲線。所述梯形波紋曲線、圓弧角梯形波紋曲線的梯形斜線段的傾角為20° — 90°，所述楔形波紋曲線、圓弧角楔形波紋曲線的楔形斜線段的傾角為20° — 90°。所述腹板與上翼緣和下翼緣之間分別為單面角焊縫。所述腹板的波紋密度和高度可根據受力要求改變。所述圓弧角梯形波紋曲線、圓弧角矩形波紋曲線和圓弧角楔形波紋曲線采用數控折彎技術制成，正弦曲線采用數控輥壓技術制成。所述預應力索為預應力索，或者為預應力筋，穿過腹板和梁端板上預留的預應力索孔的預應力索是一根或者多根；所述預應力索的線形是凹口向上的，線形可根據受力要求改變。有益效果:本專利技術提出了一種適用于裝配式鋼結構體系的裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁，通過引入雙波紋腹板和預應力技術大大地改善了裝配式構件的受力性能，相比與傳統(tǒng)的裝配式鋼結構體系中的裝配式鋼梁，本專利技術有以下幾個優(yōu)點:本專利技術的鋼梁采用了兩個預應力索對稱布置，有效地提高了裝配式鋼梁的承載能力，保證了受力的合理性，預應力技術的引用，可以在保證裝配式鋼梁承載能力的前提下，有效地減輕裝配式鋼梁的自重，增加裝配式鋼梁的跨度，使本專利技術更適用于大跨度和多高層裝配式鋼結構體系之中。 本專利技術的鋼梁腹板呈現波紋曲線型，可以有效的利用波紋鋼板優(yōu)良的平面外剛度、抗屈曲承載能力和較高的疲勞強度，與槽鋼拼裝成的平鋼板相比，在厚度相同的情況下，抗剪承載力和抗面外變形能力都有顯著提高。本專利技術的鋼梁腹板是兩個波紋腹板的裝配，相當于雙波紋腹板，可以有效地提高構件的穩(wěn)定性和承載能力，尤其是抗扭承載力，腹板的平面布置呈蜂窩狀，可以在構件的整體承載力方面獲得最優(yōu)結果。因此，采用本專利技術的裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁可以同時發(fā)揮上述三種技術優(yōu)勢，與其他同類產品相比，其力學性能有顯著提高，預應力技術的引用可以大幅度的削減用鋼量，增加裝配式鋼梁的跨度，有效地促進大跨度和多高層裝配式鋼結構體系在我國的發(fā)展。同時，本專利技術提出的裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁中，斷面組合最大特點是更大程度上優(yōu)化了斷面力學性能與產品用鋼量之間的關系，使其更趨于合理化和科學化。預應力技術的引用可以提高鋼梁的承載能力，減輕鋼梁自重，增加鋼梁的跨度。因此，本專利技術具有高承載力和高剛度等優(yōu)良的受力性能，是一種十分理想的結構用型鋼材料。本專利技術采用全自動焊接技術和專業(yè)定位工裝夾具，能確保腹板和翼緣之間的準確定位，焊縫軌跡一致，容易實現標準化，可以實現多規(guī)模生產，有效提高生產效率。與傳統(tǒng)的裝配式鋼梁相比，本專利技術顯著的提高了裝配式鋼梁的承載能力，減少了用鋼量，增加了跨度，降低了工程造價，同時可以實現大規(guī)模的工業(yè)化生產和現場快速裝配式，減少施工周期。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖2是本專利技術的結構單元分解圖；圖3是預應力波紋腹板槽鋼梁的示意圖；圖4是預應力波紋腹板槽鋼梁的單元分解圖；圖5是腹板斷面的矩形波紋曲線示意圖；圖6是腹板斷面的梯形波紋曲線示意圖；圖7是腹板斷面的楔形波紋曲線示意圖；圖8是腹板斷面的圓弧角矩形波紋曲線示意圖；圖9是腹板斷面的圓弧角梯形波紋曲線示意圖；圖10是腹板斷面的圓弧角楔形波紋曲線示意圖；圖11是腹板斷面的正弦曲線波紋曲線示意圖；圖12是預應力波紋腹板槽鋼梁的平面示意圖；圖13是裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁的平面示意圖；圖中:1_預應力波紋腹板槽鋼梁，2-上翼緣，3-腹板，4-下翼緣，5-螺栓孔，6_螺栓，7-預應力索，8-預應力索孔，9-錨具，10-梁端板。具體實施例方式· 下面通過實施例結合附圖進一步說明本專利技術。如附圖1-2所示，本專利技術提出的裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁是由兩個預應力波紋腹板槽鋼梁I通過螺栓6裝配而成，兩個預應力波紋腹板槽鋼梁I腹板對接，在腹板處通過采用螺栓6在螺栓孔5處進行裝配連接。如附圖3-4所示，所述預應力波紋腹板槽鋼梁1，包括上翼緣2，腹板3，下翼緣4，預應力索7，錨具9和梁端板10 ;其斷面口型由上翼緣2，腹板3和下翼緣4組成，上翼緣2與下翼緣4平行，腹板3垂直位于上翼緣2與下翼緣4之間，所述腹板3上開設有螺栓孔5和預應力索孔8。如附圖5-11所示，所述腹板3的斷面呈均勻或不均勻周期性重復的波形，該波紋斷面為矩形波紋曲線，或為圓弧角矩形波紋曲線，或為梯形波紋曲線，或為圓弧角梯形波紋曲線，或為楔形波紋曲線，或為圓弧角楔形波紋曲線，或為正弦曲線。如附圖3-4和附圖12-13所示，所述上翼緣2和下翼緣4為鋼板，腹板3整體位于上翼緣2和下翼緣4之間，腹板3的波紋曲線沿長度方向的最外側與上翼緣2和下翼緣4沿長度方向的一條邊線齊平相連，腹板3與上翼緣2和下翼緣4之間分別為單面角焊縫；所述梁端板10為鋼板，垂直于上翼緣2、腹板3和下翼緣4，位于預應力波紋腹板槽鋼梁I的兩端，梁端板10與上翼緣2、腹板3和下翼緣4焊接相連；梁端板10上留有預應力索孔8 ；所述預應力索7，穿過腹本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁，其特征在于：所述裝配式預應力蜂窩形腹板鋼梁是由兩個預應力波紋腹板槽鋼梁（1）通過螺栓（6）裝配而成，兩個預應力波紋腹板槽鋼梁（1）腹板對接，在腹板處通過采用螺栓（6）在螺栓孔（5）處進行裝配連接；所述預應力波紋腹板槽鋼梁（1），包括上翼緣（2）、腹板（3）、下翼緣（4）、預應力索（7）、錨具（9）和梁端板（10）；其斷面口型由上翼緣（2），腹板（3）和下翼緣（4）組成，所述上翼緣（2）與下翼緣（4）平行，所述腹板（3）垂直位于上翼緣（2）與下翼緣（4）之間；所述腹板（3）的斷面呈均勻或不均勻周期性重復的波紋，該波紋斷面為矩形波紋曲線、梯形波紋曲線、楔形波紋曲線或正弦曲線；所述腹板（3）上開設有螺栓孔（5）和預應力索孔（8）；所述上翼緣（2）和下翼緣（4）為鋼板，腹板（3）整體位于上翼緣（2）和下翼緣（4）之間，腹板（3）的波紋曲線沿長度方向的最外側與上翼緣（2）和下翼緣（4）沿長度方向的一條邊線齊平相連；所述梁端板（10）為鋼板，垂直于上翼緣（2）、腹板（3）和下翼緣（4），位于預應力波紋腹板槽鋼梁（1）的兩端，梁端板（10）與上翼緣（2）、腹板（3）和下翼緣（4）焊接相連；梁端板（10）上留有預應力索孔（8）；所述預應力索（7），穿過腹板（3）和梁端板（10）上預留的預應力索孔（8），經張拉后由錨具（9）將其固定在預應力波紋腹板槽鋼梁（1）兩端的梁端板（10）上。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：于勁，劉學春，趙亮，張愛林，徐阿新，孫超，
申請(專利權)人：北京市住宅建筑設計研究院有限公司，北京工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：