本發(fā)明涉及土木工程中的結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多層外包鋼混凝土組合連梁。

背景技術(shù)：

連梁是指在剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中連接墻肢與墻肢的梁，即，連梁是指兩端與剪力墻墻肢在平面內(nèi)相連的梁。在建筑結(jié)構(gòu)中，連梁是高層建筑剪力墻或核心筒結(jié)構(gòu)體系中的重要耗能構(gòu)件，一般具有跨度小、截面大等特點。

對于高烈度地區(qū)結(jié)構(gòu)，采用普通的鋼筋混凝土連梁極易出現(xiàn)剪壓比超限的情況。因此，為了改善連梁的抗震性能，提高連梁的剪壓比限值，通常在鋼筋混凝土連梁內(nèi)配置對角暗柱鋼筋、菱形配筋、對角斜鋼筋或交叉斜鋼筋等。盡管上述這些方案均能夠?qū)崿F(xiàn)提高連梁延性的效果，但是，由于上述這些方案均需要額外配置對角暗柱鋼筋、菱形配筋等，鋼筋配置過多，因此材料耗費過多且施工不方便，不利于控制施工成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種多層外包鋼混凝土組合連梁，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的連梁剪壓比超限、連梁的耗能能力較低和建筑結(jié)構(gòu)施工不方便等問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

提供一種多層外包鋼混凝土組合連梁，包括若干根依次疊加設(shè)置的主梁，相鄰的兩根所述主梁之間具有間隙，每一根所述主梁均包括外包鋼及澆筑于所述外包鋼內(nèi)部的混凝土，且每一根所述主梁沿其自身長度方向上的兩端均用以伸入剪力墻內(nèi)。

優(yōu)選地，相鄰的兩根主梁之間平行設(shè)置。

作為一個可選的實施方式，在本發(fā)明的實施例中，相鄰的兩根所述主梁之間的間隙寬度小于或等于所述主梁的高度。

優(yōu)選地，相鄰的兩根所述主梁之間的間隙寬度等于所述主梁的高度。

作為一個可選的實施方式，在本發(fā)明的實施例中，所述主梁的外包鋼為中空的矩形結(jié)構(gòu)，所述外包鋼的中空部具有頂部開口，所述混凝土填充于所述外包鋼的中空部內(nèi)，且所述混凝土的填充表面與所述外包鋼開設(shè)所述頂部開口的表面齊平。

優(yōu)選地，所述主梁的外包鋼沿豎直方向上的橫截面形狀為u形。

采用u形的結(jié)構(gòu)，相對于封閉的矩形結(jié)構(gòu)來說，能夠在滿足多層外包鋼混凝土組合連梁的整體結(jié)構(gòu)的情況下，節(jié)省外包鋼的材料，降低成本。

作為一個可選的實施方式，在本發(fā)明的實施例中，所述外包鋼內(nèi)設(shè)置有若干縱筋及若干箍筋，每一根所述縱筋沿所述外包鋼的長度方向延伸設(shè)置，所述箍筋與所述縱筋垂直設(shè)置，且所述若干箍筋沿所述縱筋的延伸方向依次均勻排列設(shè)置。

其中，所述縱筋應滿足連梁受彎計算要求及構(gòu)造要求，所述箍筋為矩形框架，與所述縱筋形成鋼筋籠狀結(jié)構(gòu)，并由所述外包鋼內(nèi)填充的混凝土包裹。

在本發(fā)明的實施例中，每一根所述縱筋的兩端均用以伸入所述剪力墻內(nèi)。

其中，所述縱筋主要用以承擔所述多層外包鋼混凝土組合連梁的彎矩，所述縱筋在所述剪力墻內(nèi)的錨固長度可按規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb50010中的要求計算。

作為一個可選的實施方式，在本發(fā)明的實施例中，每一根所述主梁的外包鋼均包括沿其自身長度方向延伸的兩側(cè)壁，各所述側(cè)壁兩端分別延伸有側(cè)板，所述側(cè)板分別伸入兩所述剪力墻內(nèi)；

其中，每一所述側(cè)板的厚度均大于或等于所述主梁的外包鋼的側(cè)壁厚度。

優(yōu)選地，每一所述側(cè)板的厚度均等于所述主梁的側(cè)壁厚度，即，在具體施工時，僅需將所述主梁的外包鋼的兩端側(cè)壁加長設(shè)置，以便于伸入所述剪力墻內(nèi)即可。

在本發(fā)明的實施例中，每一所述側(cè)板均錨固于所述剪力墻內(nèi)，且每一所述側(cè)板內(nèi)均設(shè)置有栓釘。

其中，每一所述側(cè)板在所述剪力墻內(nèi)的錨固長度按照規(guī)范cecs230《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》中的要求計算。

其中，所述側(cè)板內(nèi)的栓釘可保證所述側(cè)板與所述剪力墻的連接強度。

作為一個可選的實施方式，在本發(fā)明的實施例中，所述主梁為兩根，分別為位于底部的第一主梁及位于頂部的第二主梁，所述第二主梁與所述第一主梁之間具有所述間隙。

具體地，采用第一主梁與第二主梁間隙設(shè)置的方式，能夠在不影響所述多層外包鋼混凝土組合連梁的強度的前提下，有效節(jié)約材料，減少施工成本，同時也能夠方便在施工時布置設(shè)備的管道或其他部件，提高施工的便捷性。

作為一個可選的實施方式，在本發(fā)明的實施例中，每一根所述主梁的外包鋼內(nèi)部均布置有若干栓釘，所述若干栓釘沿所述外包鋼的長度方向均勻排列設(shè)置。

采用在每一根所述主梁內(nèi)設(shè)置有所述若干栓釘?shù)姆绞?，能夠利用所述栓釘來保證所述外包鋼內(nèi)部的所述混凝土與所述外包鋼的協(xié)同工作。

作為一個可選的實施方式，在本發(fā)明的實施例中，每一根所述主梁的外包鋼內(nèi)部的混凝土為普通混凝土、再生塊體混凝土或再生骨料混凝土。

采用再生塊體混凝土或者再生骨料混凝土，能夠?qū)崿F(xiàn)對混凝土固體廢棄物的再利用，達到節(jié)能環(huán)保的目的。

其中，所述再生塊體混凝土為利用舊有建筑物、舊有構(gòu)筑物、舊有道路、舊有橋梁或舊有堤壩拆除后所得的去除全部或部分鋼筋之后的廢舊混凝土，與新混凝土一起澆筑而形成的混凝土。

優(yōu)選地，所述主梁的外包鋼、所述側(cè)板均可采用q235b鋼材，因其具有綜合性能好、低溫性能好、冷沖壓性能、焊接性能和可切削性能佳的優(yōu)點。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所采用技術(shù)方案的有益效果如下：

(1)有效提高連梁的延性。本發(fā)明實施例提供的多層外包鋼混凝土組合連梁，采用將若干根主梁依次疊加設(shè)置，且相鄰的兩根主梁之間具有間隙的設(shè)計，使得形成的多層外包鋼混凝土組合連梁的跨高比為單根連梁的若干倍；此外，采用在外包鋼內(nèi)部澆筑混凝土的方式來形成主梁，能夠提高結(jié)構(gòu)變形能力，保證連梁具有良好的延性性能，避免連梁發(fā)生脆性剪切破壞。

(2)施工方便且構(gòu)件制作質(zhì)量高。本發(fā)明實施例提供的多層外包鋼混凝土組合連梁，采用外包鋼作為模板，能夠方便內(nèi)部澆筑混凝土，同時也可滿足在工廠制作構(gòu)件的條件，可較好的控制內(nèi)部的混凝土澆筑及養(yǎng)護質(zhì)量，使得形成的主梁質(zhì)量高。此外，在外包鋼內(nèi)設(shè)置縱筋用于多層外包鋼混凝土組合連梁的抗彎，并利用外包鋼用于連梁抗剪，其所需鋼筋較常規(guī)連梁少，故而能節(jié)約材料，有利于控制成本。

(3)節(jié)約資源。本發(fā)明實施例提供的多層外包鋼混凝土組合連梁，可選用在外包鋼內(nèi)部填充再生塊體混凝土或再生骨料混凝土，實現(xiàn)將廢舊混凝土進行再利用，大大地節(jié)約了資源，減少廢舊混凝土的廢棄堆填。

總而言之，本發(fā)明的多層外包鋼混凝土組合連梁不僅可以保證混凝土連梁的延性要求，且施工簡單、安裝方便且安裝質(zhì)量高，同時也能夠節(jié)約資源。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的多層外包鋼混凝土組合連梁的安裝示意圖。

圖2是圖1的ii向內(nèi)部剖面圖。

圖3是圖1的iii內(nèi)部剖面圖。

具體實施方式

在本發(fā)明中，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“中”、“豎直”、“水平”、“橫向”、“縱向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系。這些術(shù)語主要是為了更好地描述本發(fā)明及其實施例，并非用于限定所指示的裝置、元件或組成部分必須具有特定方位，或以特定方位進行構(gòu)造和操作。

并且，上述部分術(shù)語除了可以用于表示方位或位置關(guān)系以外，還可能用于表示其他含義，例如術(shù)語“上”在某些情況下也可能用于表示某種依附關(guān)系或連接關(guān)系。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解這些術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“設(shè)有”、“連接”、“相連”應做廣義理解。例如，可以是固定連接，可拆卸連接，或整體式構(gòu)造；可以是機械連接，或電連接；可以是直接相連，或者是通過中間媒介間接相連，又或者是兩個裝置、元件或組成部分之間內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等主要是用于區(qū)分不同的裝置、元件或組成部分(具體的種類和構(gòu)造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示裝置、元件或組成部分的相對重要性和數(shù)量。除非另有說明，“多個”的含義為兩個或兩個以上。

下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明。

請一并參閱圖1至圖3，為本發(fā)明實施例提供的多層外包鋼混凝土組合連梁1的裝配示意圖。該多層外包鋼混凝土組合連梁1包括若干根疊加設(shè)置的主梁10，相鄰的兩根主梁10之間具有間隙11。每一根主梁10均包括外包鋼10a及澆筑于外包鋼10a內(nèi)部的混凝土10b，且每一根主梁10沿其自身長度方向上的兩端均用以伸入剪力墻內(nèi)。

采用將若干根主梁10依次疊加，并使得相鄰的兩根主梁10之間具有間隙11的設(shè)計，能夠提高多層外包鋼混凝土組合連梁1的跨高比，降低多層外包鋼混凝土組合連梁1的剛度；此外，采用每一根主梁10均包括外包鋼10a及澆筑于外包鋼10a內(nèi)部的混凝土10b的設(shè)計，能夠利用外包鋼10a作為支模，方便混凝土10b的澆筑，同時也能夠使得形成的多層外包鋼混凝土組合連梁1具有較好的變形能力及較好的延性性能，避免多層外包鋼混凝土組合連梁1發(fā)生脆性剪切破壞。

在本實施例中，若干根主梁10依次疊加設(shè)置，相鄰的兩根主梁10之間具有間隙11，該間隙11的寬度可小于或等于主梁10的高度。優(yōu)選地，相鄰的兩根主梁10平行設(shè)置，間隙11的寬度等于主梁10的高度。采用在相鄰的兩根主梁10之間設(shè)置該間隙11的設(shè)計，能夠在不影響多層外包鋼混凝土組合連梁1的結(jié)構(gòu)強度的前提下，有效節(jié)約材料，減少施工成本，同時也能夠方便在施工時布置設(shè)備管道或其他部件，提高施工的便捷性。

在本實施例中，每一根主梁10的外包鋼10a可優(yōu)選采用q235b鋼材制成，因其具有綜合性能好、低溫性能好、冷沖壓性能、焊接性能和可切削性能佳的優(yōu)點。

進一步地，主梁10的外包鋼10a為設(shè)于混凝土10b外部的鋼管，即，外包鋼10a為中空的矩形結(jié)構(gòu)，外包鋼10a的中空部具有頂部開口，混凝土10b填充于外包鋼10a的中空部內(nèi)，且混凝土的填充表面與外包鋼10a開設(shè)該頂部開口的表面齊平。具體地，外包鋼10a沿豎直方向上的橫截面形狀為u形，即，該外包鋼10a的頂部開口貫穿外包鋼10a的上表面。該外包鋼10a采用u形的結(jié)構(gòu)，相對于封閉的矩形結(jié)構(gòu)來說，能夠在滿足多層外包鋼混凝土組合連梁1的結(jié)構(gòu)強度的前提下，節(jié)約外包鋼的用料，降低成本。在澆筑時，需將混凝土10b澆筑至與外包鋼10a的上表面齊平，以確保形成的主梁10的結(jié)構(gòu)強度。

進一步地，在外包鋼10a內(nèi)設(shè)置有若干縱筋101及若干箍筋102，每一根縱筋101沿外包鋼10a的長度方向延伸設(shè)置，箍筋102與縱筋101垂直設(shè)置，且若干箍筋102沿縱筋101的延伸方向依次均勻排列設(shè)置。具體地，該縱筋101的配置量根據(jù)連梁內(nèi)力計算和規(guī)范構(gòu)造要求確定，且每一根縱筋101的兩端均用以伸入剪力墻內(nèi)。該縱筋101主要用以承擔多層外包鋼混凝土組合連梁1的彎矩，該縱筋101在剪力墻內(nèi)的錨固長度可按規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb50010中的要求計算。

進一步地，上述的箍筋102為中空的矩形框架，與縱筋101形成鋼筋籠狀結(jié)構(gòu)，并由外包鋼10a內(nèi)填充的混凝土10b包裹。

進一步地，為了保證每一根主梁10的外包鋼10a與澆筑于外包鋼10a內(nèi)部的混凝土10b的協(xié)同工作，可在每一根主梁10內(nèi)部布置若干栓釘10c，該若干栓釘10c可沿外包鋼10a的長度方向均勻排列設(shè)置。具體地，每一根主梁10內(nèi)的栓釘10c數(shù)量可根據(jù)主梁10的長度來計算，且相鄰的兩根栓釘10c之間的距離優(yōu)選相等。

進一步地，每一根主梁10均為預制構(gòu)件，采用預制構(gòu)件的方式，能夠方便將主梁10在工廠預制好，然后再將預制好的主梁10在現(xiàn)場進行裝配，從而節(jié)約工期及減少建設(shè)成本。

在本實施例中，主梁10優(yōu)選為兩根，分別為位于底部的第一主梁12及位于頂部的第二主梁13，該第二主梁13與第一主梁12之間具有上述的間隙11。針對常規(guī)連梁跨高比小，耗能能力差，易發(fā)生脆性剪切破壞等問題，本發(fā)明采用兩根主梁10依次疊加且該兩根主梁10之間具有間隙11的方式，使得多層外包鋼混凝土組合連梁1的跨高比有效提高，因此能夠提高結(jié)構(gòu)變形能力，保證多層外包鋼混凝土組合連梁1具有較好的延性性能，避免發(fā)生脆性剪切破壞。可以理解的是，在其他實施例中，主梁10還可為三根、四根或者更多根，只要滿足相鄰的兩根主梁10之間具有上述的間隙11即可。

具體地，第一主梁12包括上述的外包鋼10a及澆筑于外包鋼10a內(nèi)部的混凝土10b，澆筑于外包鋼10a內(nèi)部的混凝土10b可為普通混凝土、再生塊體混凝土或者是再生骨料混凝土。其中，再生塊體混凝土可為利用舊有建筑物、舊有構(gòu)筑物、舊有道路、舊有橋梁或舊有堤壩拆除后所得的去除全部或部分鋼筋之后的廢舊混凝土，與新混凝土一起澆筑而形成的混凝土。采用在外包鋼10a內(nèi)部澆筑混凝土10b的方式，能夠利用外包鋼10a作為模板來實現(xiàn)混凝土10b的澆筑，減少支模工序，方便施工且能夠?qū)崿F(xiàn)在工廠進行制作，有利于控制混凝土的澆筑及養(yǎng)護質(zhì)量。此外，采用再生塊體混凝土或者是再生骨料混凝土，能夠減少廢棄混凝土的堆填，實現(xiàn)廢棄混凝土的再利用，節(jié)約資源及降低用料成本。

同理，第二主梁13包括第二外包鋼(未標示)及澆筑于第二外包鋼內(nèi)的第二混凝土(未標示)，第二外包鋼的截面形狀與上述的外包鋼10a的截面形狀相同，第二混凝土與上述的混凝土10b用料相同，因此這里不再贅述。

進一步地，第一主梁12的外包鋼包括沿其自身長度方向延伸的兩個第一側(cè)壁(未標示)，即，該兩個第一側(cè)壁可為外包鋼相對設(shè)置的兩個側(cè)壁，在兩個第一側(cè)壁的兩端分別延伸有第一側(cè)板12a，該兩對第一側(cè)板12a分別伸入兩端的剪力墻內(nèi)錨固。具體地，該第一側(cè)板12a可錨固于該兩面剪力墻內(nèi)，即，第一剪力墻3及第二剪力墻4，通過將兩對第一側(cè)板12a分別錨固于第一剪力墻3及第二剪力墻4內(nèi)，可利用第一剪力墻3及第二剪力墻4將第一主梁12的兩端進行固定。可以得知的是，該兩對第一側(cè)板12a分別在第一剪力墻3及第二剪力墻4內(nèi)的錨固長度可按照規(guī)范cecs230《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》中的要求進行計算。

進一步地，該兩對第一側(cè)板12a的厚度均大于或等于該外包鋼的第一側(cè)壁的厚度。優(yōu)選地，該兩對第一側(cè)板12a的厚度等于外包鋼的第一側(cè)壁的厚度，即可直接將外包鋼10a的兩端側(cè)壁加長設(shè)置，并錨固入剪力墻內(nèi)，而無需額外設(shè)置加工側(cè)板，再將側(cè)板與側(cè)壁連接，有利于提高施工的便捷性?？梢岳斫獾氖牵谄渌麑嵤├?，為了進一步確保第一主梁12的兩端與剪力墻的連接強度，也可將該第一側(cè)板12a的厚度設(shè)置為大于第一鋼管10a的第一側(cè)壁的壁厚。

進一步地，該側(cè)板12a的材質(zhì)可優(yōu)選用q235b鋼材，因其具有綜合性能好、低溫性能好、冷沖壓性能、焊接性能和可切削性能佳的優(yōu)點。此外，在每一塊第一側(cè)板12a內(nèi)均設(shè)置有上述的栓釘10c，利用該栓釘10c可保證第一側(cè)板12a與剪力墻的連接強度。

可以得知的是，第二主梁13的外包鋼10a也包括沿其自身長度方向延伸的兩個第二側(cè)壁，在兩個第二側(cè)壁的兩端分別延伸有第二側(cè)板，兩對第二側(cè)板分別伸入上述的第一剪力墻3和第二剪力墻4內(nèi)，且在每一塊第二側(cè)板內(nèi)均設(shè)置有上述的栓釘10c。該第二側(cè)板的結(jié)構(gòu)與上述的第一側(cè)板12a相同，故這里不再贅述。

具體施工時，可將第一主梁12及第二主梁13在工廠預制好，即，在預先確定好的外包鋼10a內(nèi)設(shè)置好上述的縱筋101及箍筋102，然后再在外包鋼10a內(nèi)澆筑混凝土10b，以形成第一主梁12及第二主梁13預制構(gòu)件，再將該預制好的第一主梁12及第二主梁13運輸至現(xiàn)場與剪力墻進行澆筑。

本發(fā)明實施例提供的多層外包鋼混凝土組合連梁，采用將若干根主梁依次疊加設(shè)置，且相鄰的兩根主梁之間具有間隙的設(shè)計，使得形成的多層外包鋼混凝土組合連梁的跨高比為單根連梁的若干倍；此外，采用在外包鋼內(nèi)部澆筑混凝土的方式來形成主梁，能夠提高結(jié)構(gòu)變形能力，保證連梁具有良好的延性性能，避免連梁發(fā)生脆性剪切破壞。此外，采用外包鋼作為模板，能夠方便內(nèi)部澆筑混凝土，同時也可滿足在工廠制作構(gòu)件的條件，可較好的控制內(nèi)部的混凝土澆筑及養(yǎng)護質(zhì)量，使得形成的主梁質(zhì)量高。此外，在外包鋼內(nèi)設(shè)置縱筋用于多層外包鋼混凝土組合連梁的抗彎，外包鋼用于連梁抗剪，所需鋼筋較常規(guī)連梁少，故而能節(jié)約材料，有利于控制成本。

以上對本發(fā)明實施例公開的多層外包鋼混凝土組合連梁進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的多層外包鋼混凝土組合連梁及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。