一種兩階段工作連梁及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種兩階段工作連梁及其施工方法，屬于建筑結(jié)構(gòu)【技術領域】。本發(fā)明包括核心鋼梁、外包混凝土；所述核心鋼梁為一鋼結(jié)構(gòu)，包括工字形鋼梁、端板、錨固栓釘，工字形鋼梁由上、下翼緣和腹板組成，端板固接于工字形鋼梁兩端；該連梁兩端伸入混凝土剪力墻肢內(nèi)并與其固接，伸入混凝土剪力墻肢內(nèi)的上、下翼緣和腹板上焊接有錨固栓釘。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術的鋼連梁具有更大的正常使用剛度且鋼梁腹板不易發(fā)生局部屈曲，在風荷載作用下更能滿足舒適度要求；在地震荷載作用下，由于混凝土的約束，鋼梁腹板不易發(fā)生局部屈曲，因此耗能能力更強，應用前景廣闊。
【專利說明】
一種兩階段工作連梁及其施工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種兩階段工作連梁，屬于建筑結(jié)構(gòu)【技術領域】。

【背景技術】
[0002]在高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)是主要的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。在正常使用狀態(tài)下，剪力墻結(jié)構(gòu)必須具有足夠大的剛度來抵抗風等水平荷載，使建筑發(fā)生較小的水平側(cè)移，從而保證建筑的舒適度要求。因此，連接剪力墻肢的連梁必須具有足夠大的正常使用剛度，保證剪力墻肢能夠協(xié)同工作，充分發(fā)揮抗側(cè)能力。而在地震等極端荷載作用下，又要求連梁盡早屈服，使剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度減小，從而降低作用在結(jié)構(gòu)上的地震力。連梁在屈服后也是重要的耗能構(gòu)件，用于耗散地震能量，保證剪力墻肢等豎向構(gòu)件不發(fā)生重大破壞而使結(jié)構(gòu)倒塌。
[0003]鋼連梁在不發(fā)生梁端彎曲破壞的情況下，具有較好的剪切屈服耗能能力，因此能夠滿足地震荷載作用下結(jié)構(gòu)對連梁高延性、高耗能的要求。但由于鋼連梁的組成板件較薄，相比兩側(cè)的鋼筋混凝土剪力墻肢剛度偏弱，因此很難使鋼筋混凝土剪力墻肢具有較強的協(xié)同工作能力。如果為了提高結(jié)構(gòu)剛度而增加鋼梁組成板件的厚度，會造成鋼材的浪費，不夠經(jīng)濟合理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術中存在的不足，提出一種兩階段工作連梁及其施工方法。它具有較大的正常使用剛度，而接近屈服時剛度又能迅速減小，且屈服后的耗能能力強。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
[0006]一種兩階段工作連梁，其特征在于，該連梁包括核心鋼梁、外包混凝土 9 ;所述核心鋼梁為一鋼結(jié)構(gòu)，包括工字形鋼梁、端板、錨固栓釘，工字形鋼梁由上、下翼緣和腹板組成，端板固接于工字形鋼梁兩端；該連梁兩端伸入混凝土剪力墻肢內(nèi)并與其固接，伸入混凝土剪力墻肢內(nèi)的上、下翼緣和腹板上焊接有錨固栓釘。所述的工字形鋼梁表面包裹彈性材料或焊接螺紋鋼筋。所述的彈性材料為橡膠、塑料泡沫或塑料布。
[0007]本發(fā)明的一種兩階段工作連梁的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0008]加工完成連梁的鋼結(jié)構(gòu)部分，在工字形鋼梁的相應位置焊接錨固栓釘，就位；施工鋼筋混凝土剪力墻肢的縱筋、箍筋，將中斷的箍筋端部焊接在對應的鋼梁腹板上；支模，澆筑連梁的外包混凝土和鋼筋混凝土剪力墻肢的混凝土。所述的工字形鋼梁上包裹彈性材料或焊接螺紋鋼筋。所述的連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內(nèi)部的長度可為工字形鋼梁高度的I?2倍。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點及突出效果:
[0009]相比傳統(tǒng)的鋼連梁，本發(fā)明具有更大的正常使用剛度，在風荷載作用下更能滿足舒適度要求；在地震荷載作用下，由于混凝土的約束，鋼梁腹板不易發(fā)生局部屈曲，因此耗能能力更強。
[0010]本發(fā)明可應用于多、高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)體系中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明連梁與墻肢的連接構(gòu)造主視圖；
[0012]圖2為本發(fā)明工字形鋼梁與混凝土界面的不同處理方法；
[0013]圖3為圖1的B-B剖面圖；
[0014]圖4為本發(fā)明連梁的鋼結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5為圖4的C-C剖面圖。
[0016]圖中:1 一翼緣；2 —腹板；3 —彈性材料；4 一螺紋鋼筋；5 —錨固栓釘；6 —端板；7 一鋼筋混凝土剪力墻肢縱筋；8 —鋼筋混凝土剪力墻肢箍筋；9_外包混凝土 ；
[0017]具體實施方法
[0018]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方法作進一步描述。
[0019]本發(fā)明的一種兩階段工作連梁，該連梁包括核心鋼梁和外包混凝土 9，如圖1所示。核心鋼梁為一鋼結(jié)構(gòu)，包括工字形鋼梁、端板6、錨固栓釘5，工字形鋼梁由上、下翼緣I和腹板2組成，在工字形鋼梁兩端分別焊接有端板6，用于提高連梁在剪力墻肢內(nèi)部的錨固。如圖4、圖5所示。連梁的兩端伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內(nèi)，伸入中斷了相應位置的鋼筋混凝土墻肢箍筋8 ;中斷的箍筋8端部須焊接在對應的工字形鋼梁腹板2上。伸入剪力墻肢內(nèi)部的工字形鋼梁的上、下翼緣I和腹板2上焊接有錨固栓釘5，用于傳遞鋼梁與墻肢混凝土之間的界面剪力。連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內(nèi)部的長度可為工字形鋼梁高度的I?2倍，如圖3所示。
[0020]工字形鋼梁界面處理方案可以是自然界面、鋼梁表面包裹彈性材料或鋼梁表面焊接螺紋鋼筋三種。彈性材料可以采用橡膠、塑料泡沫或塑料布。如圖2所示。
[0021]采用自然界面的連梁，當荷載較小時，混凝土與鋼梁之間通過界面粘結(jié)力共同工作，剛度較大；當荷載達到某一值后，界面粘結(jié)破壞，連梁剛度迅速降低；荷載繼續(xù)增大，混凝土退出受力，但混凝土能為鋼梁提供約束作用，延緩鋼梁腹板發(fā)生局部屈曲。采用鋼梁表面包裹彈性材料的界面處理方案，可降低鋼梁和外包混凝土之間的界面粘結(jié)力，使剛度提前退化。采用鋼梁表面焊接螺紋鋼筋的界面處理方案，可增強鋼梁與混凝土之間的界面粘結(jié)力，延緩剛度退化。
[0022]本發(fā)明的兩階段工作連梁的施工方法，該方法包括以下步驟:
[0023]加工完成連梁的鋼結(jié)構(gòu)部分，將伸入剪力墻肢內(nèi)部的工字形鋼梁的上、下翼緣I和腹板2上焊接錨固栓釘5，用于傳遞鋼梁與墻肢混凝土之間的界面剪力；還可在工字形鋼梁上包裹彈性材料或焊接螺紋鋼筋。就位連梁鋼結(jié)構(gòu)部分；施工鋼筋混凝土剪力墻肢的縱筋7、箍筋8，將中斷的箍筋8端部焊接在對應的鋼梁腹板2上；連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內(nèi)部的長度可為工字形鋼梁高度的I?2倍；支模，澆筑連梁的外包混凝土和剪力墻肢的混凝土。
【權(quán)利要求】
1.一種兩階段工作連梁，其特征在于，該連梁包括核心鋼梁、外包混凝土 ；所述核心鋼梁為一鋼結(jié)構(gòu)，包括工字形鋼梁、端板、錨固栓釘，工字形鋼梁由上、下翼緣和腹板組成，端板固接于工字形鋼梁兩端；該連梁兩端伸入混凝土剪力墻肢內(nèi)并與其固接，伸入混凝土剪力墻肢內(nèi)的上、下翼緣和腹板上焊接有錨固栓釘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩階段工作連梁，其特征在于，所述的工字形鋼梁表面包裹彈性材料或焊接螺紋鋼筋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩階段工作連梁，其特征在于，所述的彈性材料為橡膠、塑料泡沫或塑料布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的兩階段工作連梁的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 加工完成連梁的鋼結(jié)構(gòu)部分，在工字形鋼梁的相應位置焊接錨固栓釘，就位；施工鋼筋混凝土剪力墻肢的縱筋、箍筋，將中斷的箍筋端部焊接在對應的鋼梁腹板上；支模，澆筑連梁的外包混凝土和鋼筋混凝土剪力墻肢的混凝土。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的施工方法，其特征在于，所述的工字形鋼梁上包裹彈性材料或焊接螺紋鋼筋。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的施工方法，其特征在于，所述的連梁伸入鋼筋混凝土剪力墻肢內(nèi)部的長度為工字形鋼梁高度的I?2倍。
【文檔編號】E04G21/00GK104251040SQ201310271003
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月29日
【發(fā)明者】聶建國, 胡紅松 申請人:清華大學