专利名称：一种环保型工字形组合梁及其加工方法
技术领域：
本发明涉及一种土木工程中的梁、柱结构，尤其是涉及一种环保型工字形组合梁
及其加工方法。
背景技术：
在土木工程领域中，目前常见的梁、柱构件一般都是由钢筋混凝土材料制作，它的 自重大，使整个建筑物的自重也比较大，而建筑物自重越大，对抗震越不利；而且据统计 每烧制1吨水泥需要排放0. 8吨的二氧化碳，此外，钢材在生产过程中会消耗大量的能量， 且会排放出大量的废水、固体废气物和废气污染物，由此可见，采用钢筋混凝土材料制作 梁、柱构件，资源利用率低，环境负荷大。 申请日为2009年5月11日申请号为CN200910098446. 1的中国发明专利申请公 布说明书中公开了一种组合工字梁，特点是它包括工字型钢架，钢架的腹板两侧固定设置 有第一竹板或第一木板，钢架的上翼缘的上、下两个表面中至少有一个表面上固定设置有 第二竹板或第二木板，钢架的下翼缘的上、下两个表面中至少有一个表面上固定设置有第 三竹板或第三木板；由于该组合梁中的工字型钢架为整体成型，用钢量比较多，而且该结构 中竹板或木板的利用率不高，且竹/木板的力学性能得不到充分的发挥。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种重量较轻、受力性能优良，加工方便的环 保型工字形组合梁及其加工方法。 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种环保型工字形组合梁，包括 木质或竹质的主腹板和两块相背对设置的"["形的槽型钢板，所述的槽型钢板的腹板部分 固定设置在所述的主腹板的侧面，所述的主腹板的上端固定设置有木质或竹质的上主翼 缘，所述的槽型钢板的上翼缘的上端面与所述的上主翼缘的下端面固定连接，所述的主腹 板的下端固定设置有木质或竹质的下主翼缘，所述的槽型钢板的下翼缘的下端面与所述的 下主翼缘的上端面固定连接。 所述的主腹板的宽度与两个槽型钢板的上翼缘的宽度之和等于或略小于所述的 上主翼缘的宽度，所述的主腹板的宽度与两个槽型钢板的下翼缘的宽度之和等于或略小于 所述的下主翼缘的宽度。 所述的槽型钢板的上翼缘的下端面上固定设置有木质或竹质的辅助上翼缘，所述 的槽型钢板的下翼缘的上端面上固定设置有木质或竹质的辅助下翼缘。 所述的辅助上翼缘的宽度等于或略大于所述的槽型钢板的上翼缘的宽度，所述的 辅助下翼缘的宽度等于或略大于所述的槽型钢板的下翼缘的宽度。 所述的槽型钢板的腹板部分与其上、下翼缘的连接处设置有过渡倒角或过渡圆 弧。 —种对所述的环保型工字形组合梁的加工方法，它包括以下加工步骤
(1)、用热轧、冷弯成型或钢板焊接的方法加工出两块"["形的薄壁槽型钢板；
(2)、用打磨机除去槽型钢板外表面的锈迹和镀锌层，再用脱脂棉沾酒精将钢板外 表面擦洗干净； (3)、取尺寸与槽型钢板的腹板部分相匹配的木质或竹质的主腹板、尺寸与槽型钢 板的上翼缘相匹配的木质或竹质的上主翼缘、尺寸与槽型钢板的下翼缘相匹配的木质或竹 质的下主翼缘，并对主腹板、上主翼缘、下主翼缘的粘贴面进行打磨、除釉，然后用脱脂棉沾 酒精将其打磨过的表面擦洗干净； (4)、在主腹板的两侧均匀涂抹胶粘剂，将两块槽型钢板相背对粘贴到主腹板的两 侧，用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压，然后在上主翼缘的下表面、下主翼缘的 上表面均匀涂抹胶粘剂，将上主翼缘的下表面粘贴到槽型钢板的上翼缘上，将下主翼缘的 上表面粘贴到槽型钢板的下翼缘上，用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压；
(5)、固化完成后，取下夹具。 在所述的步骤(4)后增加以下步骤取尺寸与槽型钢板的上翼缘相匹配的木质 或竹质的辅助上翼缘、取尺寸与槽型钢板的下翼缘相匹配的木质或竹质的辅助下翼缘，对 辅助上翼缘、辅助下翼缘的粘贴面进行打磨、除釉，并用脱脂棉沾酒精将其打磨过的表面擦 洗干净，然后在辅助上翼缘的上表面和辅助下翼缘的下表面均匀涂抹胶粘剂，将辅助上翼 缘的上表面粘贴到槽型钢板的上翼缘上，将辅助下翼缘的下表面粘贴到槽型钢板的下翼缘 上，用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压。 与现有技术相比，本发明的优点是由于该组合梁用钢板和竹板或木板组合的形式 替代了传统的钢筋混凝土材料，减少了传统梁、柱的自重，提高了使用该组合梁的建筑物的 抗震能力，而且由于竹、木具有良好的受力性能，保证了组合梁具有较高的承载力及刚度， 同时也降低了成本，减少了污染，此外，该结构与对比文件中的组合工字梁相比，提高了组 合梁中竹板或木板的利用率，使竹/木板的力学特性得到充分发挥，而且在承受相同荷载 的情况下，可以节约20%的用钢量。
图1为本发明实施例一的横截面结构示意图；
图2为本发明实施例二的横截面结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 实施例一 如图所示，一种环保型工字形组合梁，包括竹质的主腹板1和两块相背 对设置的"["形的槽型钢板，槽型钢板的腹板部分21通过胶粘剂固定粘接在主腹板1的侧 面，主腹板1的上端通过胶粘剂固定粘接有竹质的上主翼缘3，槽型钢板的上翼缘22的上端 面与上主翼缘3的下端面通过胶粘剂固定粘接，主腹板1的宽度与两个槽型钢板的上翼缘 22的宽度之和等于上主翼缘3的宽度，主腹板1的下端通过胶粘剂固定粘接有竹质的下主 翼缘4，槽型钢板的下翼缘23的下端面与下主翼缘4的上端面通过胶粘剂固定粘接，主腹板 1的宽度与两个槽型钢板的下翼缘23的宽度之和等于下主翼缘4的宽度，槽型钢板的腹板 部分21与其上翼缘22、下翼缘23的连接处设置有过渡倒角。
4
对上述组合梁的具体加工过程为 (1)、用热轧、冷弯成型或钢板焊接的方法加工出两块"["形的薄壁槽型钢板；
(2)、用打磨机除去槽型钢板外表面的锈迹和镀锌层，再用脱脂棉沾酒精将钢板外 表面擦洗干净； (3)、取尺寸与槽型钢板的腹板部分21相匹配的木质或竹质的主腹板1、尺寸与槽 型钢板的上翼缘22相匹配的木质或竹质的上主翼缘3、尺寸与槽型钢板的下翼缘23相匹配 的木质或竹质的下主翼缘4，并对主腹板1、上主翼缘3、下主翼缘4的粘贴面进行打磨、除 釉，然后用脱脂棉沾酒精将其打磨过的表面擦洗干净；
(6)、固化完成后，取下夹具。 上述所有实施例中，主腹板1、上主翼缘3、下主翼缘4、辅助上翼缘31和辅助下翼 缘41的材料为竹材人造板，可以用实木板或人造木板替代竹材人造板，槽型钢板的腹板部 分21与其上翼缘22、下翼缘23的连接处可以用过渡圆弧替代过渡倒角，槽型钢板可以通过 热轧、冷弯成型以及钢板焊接等方法加工而成，且各组成部分也可以通过现有的其它固定 连接方式来固定连接；此外，主腹板1的宽度与两个槽型钢板的上翼缘22的宽度之和可以 略小于上主翼缘3的宽度，主腹板1的宽度与两个槽型钢板的下翼缘23的宽度之和可以略 小于下主翼缘4的宽度，辅助上翼缘31的宽度可以略大于槽型钢板的上翼缘22的宽度，辅 助下翼缘41的宽度可以略大于槽型钢板的下翼缘23的宽度，胶粘剂采用市售的环氧树脂 类粘合剂，它是一种环保、高效的绿色粘合剂，适用于木基或竹基板材与金属和非金属的表 面粘结。 (4)、在主腹板1的两侧均匀涂抹胶粘剂，将两块槽型钢板相背对粘贴到主腹板1 的两侧，用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压，然后在上主翼缘3的下表面、下主 翼缘4的上表面均匀涂抹胶粘剂，将上主翼缘3的下表面粘贴到槽型钢板的上翼缘22上， 将下主翼缘4的上表面粘贴到槽型钢板的下翼缘23上，用夹具固定，并用重物或压力机对 组合体施压； (5)、固化完成后，取下夹具。 实施例二 如图所示，其它结构同实施例一，不同之处在于槽型钢板的上翼缘22 的下端面上通过胶粘剂固定粘接有竹质的辅助上翼缘31，辅助上翼缘31的宽度等于槽型 钢板的上翼缘22的宽度，槽型钢板的下翼缘23的上端面上通过胶粘剂固定粘接有竹质的 辅助下翼缘41，辅助下翼缘41的宽度等于槽型钢板的下翼缘23的宽度。
对上述组合梁的具体加工过程为 (1)、用热轧、冷弯成型或钢板焊接的方法加工出两块"["形的薄壁槽型钢板；
(2)、用打磨机除去槽型钢板外表面的锈迹和镀锌层，再用脱脂棉沾酒精将钢板外 表面擦洗干净； (3)、取尺寸与槽型钢板的腹板部分21相匹配的木质或竹质的主腹板1、尺寸与槽 型钢板的上翼缘22相匹配的木质或竹质的上主翼缘3、尺寸与槽型钢板的下翼缘23相匹配 的木质或竹质的下主翼缘4，并对主腹板1、上主翼缘3、下主翼缘4的粘贴面进行打磨、除 釉，然后用脱脂棉沾酒精将其打磨过的表面擦洗干净； (4)、在主腹板1的两侧均匀涂抹胶粘剂，将两块槽型钢板相背对粘贴到主腹板1 的两侧，用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压，然后在上主翼缘3的下表面、下主
5翼缘4的上表面均匀涂抹胶粘剂，将上主翼缘3的下表面粘贴到槽型钢板的上翼缘22上， 将下主翼缘4的上表面粘贴到槽型钢板的下翼缘23上，用夹具固定，并用重物或压力机对 组合体施压； (5)、取尺寸与槽型钢板的上翼缘22相匹配的木质或竹质的辅助上翼缘31、取尺 寸与槽型钢板的下翼缘23相匹配的木质或竹质的辅助下翼缘41，对辅助上翼缘31、辅助下 翼缘41的粘贴面进行打磨、除釉，并用脱脂棉沾酒精将其打磨过的表面擦洗干净，然后在 辅助上翼缘31的上表面和辅助下翼缘41的下表面均匀涂抹胶粘剂，将辅助上翼缘31的上 表面粘贴到槽型钢板的上翼缘22上，将辅助下翼缘41的下表面粘贴到槽型钢板的下翼缘 23上，用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压。
权利要求
一种环保型工字形组合梁，其特征在于包括木质或竹质的主腹板和两块相背对设置的“[”形的槽型钢板，所述的槽型钢板的腹板部分固定设置在所述的主腹板的侧面，所述的主腹板的上端固定设置有木质或竹质的上主翼缘，所述的槽型钢板的上翼缘的上端面与所述的上主翼缘的下端面固定连接，所述的主腹板的下端固定设置有木质或竹质的下主翼缘，所述的槽型钢板的下翼缘的下端面与所述的下主翼缘的上端面固定连接。
2. 如权利要求1所述的一种环保型工字形组合梁，其特征在于所述的主腹板的宽度与 两个槽型钢板的上翼缘的宽度之和等于或略小于所述的上主翼缘的宽度，所述的主腹板的 宽度与两个槽型钢板的下翼缘的宽度之和等于或略小于所述的下主翼缘的宽度。
3. 如权利要求1所述的一种环保型工字形组合梁，其特征在于所述的槽型钢板的上翼 缘的下端面上固定设置有木质或竹质的辅助上翼缘，所述的槽型钢板的下翼缘的上端面上 固定设置有木质或竹质的辅助下翼缘。
4. 如权利要求3所述的一种环保型工字形组合梁，其特征在于所述的辅助上翼缘的宽 度等于或略大于所述的槽型钢板的上翼缘的宽度，所述的辅助下翼缘的宽度等于或略大于 所述的槽型钢板的下翼缘的宽度。
5. 如权利要求1所述的一种环保型工字形组合梁，其特征在于所述的槽型钢板的腹板 部分与其上、下翼缘的连接处设置有过渡倒角或过渡圆弧。
6. —种对权利要求1或3所述的环保型工字形组合梁的加工方法，其特征在于它包括 以下加工步骤(1) 、用热轧、冷弯成型或钢板焊接的方法加工出两块"["形的薄壁槽型钢板；(2) 、用打磨机除去槽型钢板外表面的锈迹和镀锌层，再用脱脂棉沾酒精将钢板外表面 擦洗干净；(3) 、取尺寸与槽型钢板的腹板部分相匹配的木质或竹质的主腹板、尺寸与槽型钢板的 上翼缘相匹配的木质或竹质的上主翼缘、尺寸与槽型钢板的下翼缘相匹配的木质或竹质的 下主翼缘，并对主腹板、上主翼缘、下主翼缘的粘贴面进行打磨、除釉，然后用脱脂棉沾酒精 将其打磨过的表面擦洗干净；(4) 、在主腹板的两侧均匀涂抹胶粘剂，将两块槽型钢板相背对粘贴到主腹板的两侧， 用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压，然后在上主翼缘的下表面、下主翼缘的上表 面均匀涂抹胶粘剂，将上主翼缘的下表面粘贴到槽型钢板的上翼缘上，将下主翼缘的上表 面粘贴到槽型钢板的下翼缘上，用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压；(5) 、固化完成后，取下夹具。
7. 如权利要求6所述的加工方法，其特征在于在所述的步骤(4)后增加以下步骤取 尺寸与槽型钢板的上翼缘相匹配的木质或竹质的辅助上翼缘、取尺寸与槽型钢板的下翼缘 相匹配的木质或竹质的辅助下翼缘，对辅助上翼缘、辅助下翼缘的粘贴面进行打磨、除釉， 并用脱脂棉沾酒精将其打磨过的表面擦洗干净，然后在辅助上翼缘的上表面和辅助下翼缘 的下表面均匀涂抹胶粘剂，将辅助上翼缘的上表面粘贴到槽型钢板的上翼缘上，将辅助下 翼缘的下表面粘贴到槽型钢板的下翼缘上，用夹具固定，并用重物或压力机对组合体施压。
全文摘要
本发明公开了一种环保型工字形组合梁，特点是包括木质或竹质的主腹板和两块相背对设置的“[”形的槽型钢板，槽型钢板的腹板部分固定设置在主腹板的侧面，主腹板的上端固定设置有木质或竹质的上主翼缘，槽型钢板的上翼缘的上端面与上主翼缘的下端面固定连接，主腹板的下端固定设置有木质或竹质的下主翼缘，槽型钢板的下翼缘的下端面与下主翼缘的上端面固定连接；优点是由于该组合梁用钢板和竹板或木板组合的形式替代了传统的钢筋混凝土材料，减少了传统梁、柱的自重，提高了使用该组合梁的建筑物的抗震能力，而且由于竹、木具有良好的受力性能，保证了组合梁具有较高的承载力及刚度，同时也降低了成本，减少了污染。
文档编号E04C3/292GK101748858SQ200910155729
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者吕博, 张王丽, 李玉顺, 柳俊哲, 沈煌莹, 许杰 申请人:宁波大学