專利名稱：通過互鎖兩側件獲得的預應力混凝土梁及對接兩梁的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及預應力混凝土梁和對接如此混凝土梁的方法。
背景技術：
在建筑和市政工程領域內，預應力混凝土梁的使用是公知的。制造如此梁存在有兩種制造方法，即，模制和擠壓成形。第一種方法包括將或多或少尚呈液體狀態(tài)的混凝土引入到具有所要獲得梁的形 狀的模具或模板內，然后，使混凝土硬化，此后才拆除模板。該方法能使梁加工成具有各種 形狀的截面。只要在混凝土固化之后，允許拆除模板，就可制造出許多種的形狀。然而，該 方法導致生產率低下。第二種方法包括使混凝土通過一模具，該模具沿著一用來支承梁的臺面延伸，隨 著混凝土離開模具并固化，混凝土就形成了梁。該方法使得高生產率成為可能，但該方法不 適合生產包括有外伸或懸臂部分的梁。由于混凝土一旦離開了模具，它在固化過程中不再 被模具支承，所以如此部分在擠壓出之后立即趨于下垂。混凝土建造技術的改進以及該領域內所獲得知識和經驗的增長，意味著混凝土梁
構成了金屬梁的替代品，并導致混凝土梁設計者設計出截面類似于金屬梁截面的混凝土 M
TTC。超強特性的纖維加強混凝土因此有可能獲得截面相當纖細同時仍呈現高機械強 度的梁。此外，如此梁的抗火災能力大于標準金屬梁的抗火災能力。相比之下，在金屬框架結構中將梁連接在一起以使它們傳遞和承受力和應力的技 術，特別是通過機器焊接的組裝技術，即使這些技術的簡單性已經對金屬框架結構的發(fā)展 作出了很大貢獻，也不能換位用來將混凝土梁連接在一起。用混凝土來制造截面呈現相當 纖細的部分和/或外伸部分的梁，比用金屬更難實現。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提出一種梁結構，使得制造獲得具有更佳特性的梁成為可 能，在使用時，使得梁可用于比傳統(tǒng)混凝土梁更廣范圍的用途。為此目的，本發(fā)明提供一種超高特性的纖維加強的梁，該梁包括第一長度構件和 第二長度構件，第一長度構件具有至少一個腹板，沿著腹板縱向邊緣中的一個邊緣，腹板有 承載凸緣，沿著腹板的相反邊緣，舌狀件接合在第二長度構件的互補形狀形成部分的槽內， 該第二長度構件在與其槽的相反處包括承載凸緣，長度構件中的至少一個構件包括縱向地 嵌入混凝土內的預應力線纜，線纜平行于梁的縱向中性軸線。因此，為了制造根據本發(fā)明的梁，在長度構件一個接合到另一個內之前，長度構件 彼此獨立地進行制造。其結果，各個長度構件可在最方便的位置進行制造，例如，使其凸緣位于底部，這 樣，當采用擠壓成形時，凸緣可擱置在臺面上，或在模板內進行模制時可使凸緣位于頂部。
4長度構件的互相接合確保了力的傳遞和應力承受在長度構件之間，這樣，以此方式構成的 復合梁的特性就如單體梁一樣。利用該結構，甚至可提供復合的長度構件來形成不同的機 械質量，以便在加載情況下起到梁的作用。較佳地，縱向舌狀件具有會聚的側腹，它們有利地在頂點處形成一角度，確定該角 度使得可在舌狀件和接納舌狀件的槽之間發(fā)生楔入，該槽相應地具有發(fā)散的側腹。長度構件因此用機械方式牢固地固定在一起。還為較佳地是，舌狀件具有將側腹彼此連接在一起的圓角。通過避免應力集中，這可限制長度構件之間的接觸區(qū)域內的磨損。有利地，粘結劑層插入在舌狀件和槽之間，粘結劑較佳地是結構粘結劑。該粘結劑層用于加強長度構件的連接。此外，本發(fā)明的梁可包括規(guī)則分布的銷，這些銷穿過開槽長度構件的槽的側腹并 通過另一長度構件的舌狀件的側腹。該種部署包括將連接鍵合在一起，因此提供附加的安 全性，如果粘結隨著時間的推移而變得有缺陷，則可阻止長度構件的分離。銷可被螺栓等替 代。在一變體中，本發(fā)明梁的帶有舌狀件的長度構件具有多個平行的腹板，這些腹板 從公共凸緣伸出并形成多個舌狀件，而開槽的長度構件具有多個平行的槽，這些槽具有如 上述腹板一樣的間距。通過將這兩個長度構件連接在一起而構成的梁形成了一個具有多個隔間的中空 梁，諸隔間可用作墻或地板的部件元件。如此梁內的空間可在組裝之前用隔音和/或隔熱 的材料填充。本發(fā)明還提供一種對接兩個如上所述梁的方法，在該方法中，開槽長度構件段用 來覆蓋兩個帶有舌狀件的長度構件鄰接放置的兩個端部。這些端部自然屬于這樣的梁，其 中，根據本發(fā)明它們長度的其余部分是由兩個彼此相連的長度構件構成。該方法的兩個變體是可能的。第一變體包括所述段沿軸向延伸兩個梁之一的開 槽長度構件，而另一梁在基本上等同于所述延伸部的長度的長度上沒有開槽的長度構件。第二變體包括兩個鄰近梁中的每個梁在每個梁對接到另一梁的端部附近沒有開 槽的長度構件，所述段是跨越各個梁的未覆蓋舌狀件部分放置的帽構件。本發(fā)明方法能夠對接兩個梁，并在連接區(qū)域內以簡單和有效方式提供連續(xù)力。根據本發(fā)明方法的兩個附加特征，該方法包括如下步驟_使至少一個銷橫向地接合至槽并結合至接合在槽內的舌狀件，并與各梁對齊； 和/或-在舌狀件和槽之間插入粘結劑層。這些特征用于加強兩個梁之間的連接。閱讀以下對本發(fā)明非限制性實施例的描述，可以明白到本發(fā)明其它的特征和優(yōu)
點ο


參照附圖，其中圖1是根據本發(fā)明的簡單梁的截面圖2示出根據本發(fā)明的中空復合梁，其適用于形成底板元件或墻元件；圖3和4是局部側視圖，各圖示出根據本發(fā)明的兩個對接梁；圖5是一截面圖，顯示用于對接本發(fā)明兩個梁的附加的連接元件；以及圖6和7分別是側視圖和圖6的線VII-VII上的截面圖，顯示用于本發(fā)明兩個梁 的對接裝置的變體實施例。
具體實施例方式圖1所示梁具有I字形截面。該梁1包括第一長度構件2. 1和第二長度構件2. 2， 它們彼此平行地延伸。第一長度構件2. 1包括腹板3. 1，腹板3. 1交界于形狀為凸緣的縱向 承載部分4. 1，并具有呈舌狀件5. 1形式的另一縱向邊緣。在此實例中，承載凸緣4. 1垂直于中心腹板部分3. 1延伸，并具有在中心腹板部分 各側上延伸并從其中伸出的部分。通過會聚兩個側腹6側向地定義了形成舌狀件5. 1的腹 板端部，側腹6通過基本上為圓柱形的圓角7連接在一起。第二長度構件2. 2包括腹板3. 2，腹板3. 2具有形狀為凸緣的縱向承載部分4. 2， 以及與其相對的帶有槽5. 2的縱向部分，槽5. 2的形狀與舌狀件5. 1形狀互補。凸緣4. 2 垂直于腹板3. 2延伸，并平行于承載凸緣4. 1，且具有在腹板3. 2的各側上延伸并從其中伸 出的部分。舌狀件5.1接合在槽5. 2內。側腹6以一確定角度、例如5°會聚在頂點上，相應 地，槽的側腹發(fā)散開相同的角度，于是，有利于舌狀件5. 1卡入槽5.2內。粘結劑層8(這里是結構粘結劑)延伸在舌狀件5. 1和槽5. 2之間的它們所有或部 分的接觸區(qū)域上。粘結劑是2級剛性結構環(huán)氧粘結劑。有利地是，粘結劑符合于法國標準 NFP 35 18. 870，且它具有的壓縮強度不小于50兆帕(MPa)，而抗彎拉伸強度至少為15MPa。這些長度構件是由超高特性的纖維加強混凝土(UHPFRC)構成。所用的纖維是金 屬纖維5，選項地可結合諸如丙烯之類的塑料纖維以提高抗火災的能力。所用粘結劑的拉伸 機械特性與超高特性的纖維加強混凝土的拉伸機械特性相適配。梁1具有嵌在混凝土內的縱向預應力線纜9。如圖1所示，線纜沿梁的縱向中性軸 線10嵌在長度構件2. 1內。線纜由能承受高達350°C溫度的鋼材制成。在一尚未示出的變體中，線纜容納在梁的長度構件2. 2內。在此情況下，使用該 梁，使得其底部通過凸緣4. 2支承在一支承的下部構造(墻、柱、…)上。圖2是根據本發(fā)明的梁20的截面圖，其中，圖1的簡單I字形截面梁的型式沿著 兩個寬凸緣重復兩次。因此，帶有舌狀件的長度構件21具有三個立在公共凸緣25上的腹 板22、23和24，而開槽的長度構件26具有三個從公共凸緣30伸出的開槽的凸緣27、28和 29。生成的梁具有兩個內部空間31和32，它們可用隔音和/或隔熱的材料填充。這些空間 也可構成用來接納流體或電氣管道的保留空間。在圖2中應該觀察到，長度構件26的側向端與簡單凸緣的側向端稍有不同。該構 造能使表面33沿著各梁的頂部邊緣延伸而留下一個凹口，這樣，當諸如20的兩個梁縱向地 靠攏并通過其底部凸緣21接觸時，它們部分地封閉出介于該兩個梁之間的空間34，該空間 適于讓鍵合混凝土(可能連同鈍態(tài)的加固件一起)澆注在其中，例如，在壓實混凝土板的同 時進行澆注，以將梁側向地粘結在一起。
6
下面參照圖3描述兩個梁1. A和1. B之間對接連接方法的第一種變體。帶有舌狀件的長度構件2. 1.A的一個端部軸向地突出超過開槽的第二長度構件 2. 2. A0在梁1. B的端部處，面對地，第二長度構件2. 2. B從第一長度構件2. 1. B軸向地突
出ο在本發(fā)明方法的該第一變體中，對接梁1.A端部和梁1.B端部的步驟包括將梁
1.A的長度構件2. 1. A的未覆蓋的舌狀件5. 1. A接合在梁1. B的長度構件2. 2. B的槽5. 2. B 內。粘結劑層插入在這些互相接合的部分之間。該方法還包括附加的步驟將橫向銷11接合穿過互相接合的部分。這些橫向銷11 在剪切作用時加強梁1. A和梁1.B之間的連接。銷11可以是銷釘或螺栓。應該看到這些 銷也可沿著各個梁間距地存在，它們穿過槽和接合在槽中的舌狀件。圖4示出以上參照圖3中所述的大部分元件，并標有相同的附圖標記。梁l.A、l. B 的端部沒有與其相連的開槽長度構件，使得開槽長度構件段12橫跨梁1. A和1. B之間的鄰 接接觸區(qū)域安裝。該段也粘結地進行連接。圖5是一截面圖，示出包括底板14和兩個側板15和16的底部靴13，在兩個梁1. A 和1. B之間的鄰接連接區(qū)域處，用粘結劑粘結梁凸緣下方的底板14，使這些元件用粘結劑 組裝在一起。底板14可以借助于線纜17施加預應力或后應力。靴位于開槽長度構件段12 下方。在圖6和7中，所示裝置構成了圖5所示裝置的變體。長度構件段12a具有比上 述凸緣4. 2寬的凸緣4. 2a,以便可承載三個縱向部分，每個部分具有槽5. 2,5. 2a、5. 2b，槽 能夠接納長度構件2. 1. A的舌狀件5. 1和側板15a和16a的呈舌狀件15b和16b形式的端 部。這些側板形成靴13a的部分，并與靴的底板14a—體地形成。應該觀察到，長度構件
2.1.A具有兩個預應力或后應力的線纜9a和％，且底板14a通過銷18 (銷釘或螺栓)緊固 在長度構件2. 1.A的凸緣4.1上。當然，本發(fā)明不局限于上述的實施例，而是包括了落入如權利要求書所定義的本 發(fā)明范圍之內的任何變體。尤其是，梁可具有不同于上述的截面，例如，梁可具有C形、U形、響鈴形等的截面。梁可以通過預加應力或后加應力在縱向上造成應力。不用粘結劑或銷子也可使梁之間連接起來。所用粘結物可以是粘結劑或環(huán)氧樹脂型或某些其它類型的粘結劑，或者也可以是 灰泥。最后，對于特殊的應用，帶有舌狀件的長度構件可不同于開槽的長度構件。
權利要求
一種超高特性的纖維加強的混凝土梁(1)，其特征在于，該梁包括第一長度構件(2.1)和第二長度構件(2.2)，第一長度構件具有至少一個腹板(3.1)，沿著所述腹板的縱向邊緣中的一個邊緣，所述腹板有承載凸緣(4.1)，沿著所述腹板的相反邊緣，舌狀件(5.1)接合在第二長度構件(2.2)的互補形狀形成部分的槽(5.2)內，該第二長度構件在與其槽的相反處包括承載凸緣(4.2)，所述長度構件中的至少一個長度構件包括縱向地嵌入混凝土內的預應力線纜(9)，所述線纜平行于梁的縱向中性軸線(10)。
2.如權利要求1所述的梁，其特征在于，所述舌狀件(5.1)由會聚的側腹(6)側向地形成。
3.如權利要求2所述的梁，其特征在于，所述側腹(6)在頂點處形成一角度，確定該角 度以增強所述舌狀件(5. 1)在所述槽(5. 2)內的楔入。
4.如權利要求2所述的梁，其特征在于，所述舌狀件(5.1)包括將所述側腹(6)連接在 一起的基本上呈圓柱形的圓角(7)。
5.如權利要求1所述的梁，其特征在于，所述梁包括延伸在所述舌狀件(5.1)和所述槽 (5. 2)之間的粘結劑層(8)。
6.如權利要求5所述的梁，其特征在于，所述粘結劑(8)是結構粘結劑。
7.如上述權利要求中任何一項所述的梁，其特征在于，所述梁包括穿過互相接合部分 的橫向銷(11)。
8.如權利要求1所述的梁，其特征在于，縱向應力元件(9)延伸在帶有舌狀件的長度構 件(2. 1)內。
9.如權利要求1所述的梁，其特征在于，縱向應力元件(9)延伸在開槽的長度構件 (2.2)內。
10.如上述權利要求中任何一項所述的梁，其特征在于，所述帶有舌狀件的長度構件 (21)具有多個腹板(22、23、24)，所述腹板從公共凸緣(25)伸出，而所述開槽的長度構件 (26)包括相等數量的槽(27、28、29)，所述槽以與所述帶有舌狀件的長度構件(21)的腹板 相同方式彼此間距。
11.一種對接兩個如上述權利要求中任何一項所述的梁的方法，其特征在于，開槽長度 構件段(12)覆蓋兩個帶有舌狀件的長度構件的鄰接的端部。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述段是屬于兩個梁之一(1.A)的開槽的 長度構件(2. 2)的軸向延伸部分(2. 2. B)，而另一梁(1. B)在基本上等同于所述延伸部分的 長度的長度上沒有開槽的長度構件。
13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，相鄰梁(l.A、l.B)中的每個梁在每個梁對 接到另一梁的端部附近沒有開槽的長度構件，所述段具有跨越每個梁的未覆蓋舌狀件部分 (5. 2. A、5. 2. B)放置的帽構件(12)。
14.如權利要求11至13中任何一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 使至少一個銷(11)橫向地接合至所述槽和接合在所述槽內的舌狀件，并與各梁(l.A、l.B) 對齊。
15.如權利要求11至14中任何一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 將粘結劑層(8)插入在舌狀件和槽之間。
16.如權利要求11至15中任何一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟將靴(13、13a)放置在待對接的梁的凸緣(4. 1)的相鄰端部下方。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟致使所述靴 (13a)的具有呈舌狀件(15b、16b)形式的自由端的側板(15a、16a)與所述段(12a)設有的 槽(5. 2a、5. 2b)協配，所述槽(5. 2a、5. 2b)位于接納帶有舌狀件的長度構件(2. 1. A、2. 1. B) 的舌狀件(5. 1)的中心槽(5. 2)任一側上。
全文摘要
一種超高特性的纖維加強的混凝土梁(1)，其特征在于，該梁包括第一長度構件(2.1)和第二長度構件(2.2)，第一長度構件具有至少一個腹板(3.1)，沿著腹板的縱向邊緣中的一個邊緣，腹板有承載凸緣(4.1)，沿著腹板的相反邊緣，舌狀件(5.1)接合在第二長度構件(2.2)的互補形狀形成部分的槽(5.2)內，該第二長度構件在與其槽的相反處包括承載凸緣(4.2)，長度構件中的至少一個構件包括縱向地嵌入混凝土內的預應力線纜(9)，線纜平行于梁的縱向中性軸線(10)。
文檔編號E04C3/22GK101952522SQ200980104593
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權日2008年2月8日
發(fā)明者Y·布魯格奧德 申請人:投資服務理事會