专利名称：一种蜂窝梁及建筑用钢框架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑工程领域，尤指一种腹板上设置有至少一个拱形孔洞
的H形截面的蜂窝钢梁及建筑用钢框架。
背景技术：
在民用钢结构建筑，尤其是高层钢结构建筑中，由于受到建筑层高的限制， 所使用的钢梁截面高度受到很大的制约。同时，在各种管线设计中，又希望将 管线布置在结构梁高范围内，以进一步增加房屋的使用高度，达到降低层高的 目的。
为了解决降低层高和布置管线之间矛盾，目前也出出现了一些解决方案。 例如
申请号为200480032009.5的专利申请中公开的钢梁，将薄钢板弯折成T 形，腹板插入上下T形翼缘板并用螺钉连接，腹板开洞以便于管道通过。
申请号为03804312.2的专利申请中公开的主次梁体系，主梁为蜂窝梁，次 梁为轻钢街架，次梁的特点是上下弦杆为薄壁钢板弯折而成带有中部凸缘的开 口方钢管，这种弦杆便于和腹杆及主梁连接。应用于多层砼楼板的悬空支模。
此外，传统方法中的蜂窝梁在腹板上设置按照一定的间距排列圆形或六边 形孔洞，使管道穿越结构梁时简单方便。
现有技术中的上述解决方案，虽然均能保证管线的通过，但无论是钢梁还 是蜂窝梁，均存在梁高较高的不足之处，且其加工也比较复杂、加工工艺繁瑣； 而且钢梁采用的是组合冷弯薄壁型钢截面，而冷弯薄壁型钢梁在国内建筑工程 中多应用于工业建筑，民用建筑较少使用，工程实际情况极大地制约了这些方 法的应用。*奪窝梁也4交多的应用在一些7>共建筑中，由于住宅类建筑对层高和使用高度的要求，其在住宅类建筑中的应用收到很大程度的制约。
实用新型内容
本实用新型提供一种蜂窝梁及建筑用钢框架，采用设置有拱形孔洞的腹 板，来解决现有技术中梁高限制和布置管线之间的矛盾，在降低梁高的同时能 够保证管线的通过。
一种蜂窝梁，包括上翼缘(11 )、下翼缘(12)和至少一排腹板(13 ); 所述腹板(13)与所述上翼缘(11)、下翼缘(12)连接，其截面呈H形； 所述腹板(13)上开设有至少一个拱形孔洞。
本实用新型的上述蜂窝梁，所述上翼缘(11)为钢板或型钢；和/或 所述下翼缘(12)为钢板、型钢或预应力构件。
本实用新型的上述蜂窝梁，所述预应力构件包括两个端部锚固板(121) 和若千根预应力圆钢(122),所述若千根预应力圆钢(122)平行布置于两个 端部锚固板(121)之间；每根预应力圆钢(122)的两端分别与所述两个端部 锚固板(121)连接。
本实用新型的上述蜂窝梁，所述下翼缘(12)为预应力构件时，所述下翼 缘(12 )上设置若干中间支撑板(15 )，所述中间支撑板(15 )位于所述腹板 (13)的每两个拱形孔洞之间的拱底处；所述若干根预应力圆钢(122)从所 述中间支撑板(15)的预留孔洞中依次穿过。
本实用新型的上述蜂窝梁，所述腹板(13)采用钢板或型钢。
本实用新型的上述^^窝梁，所述拱形孔洞为半圆形、半椭圆形、三角形、 梯形或其它半多边形。
本实用新型的上述蜂窝梁，所述腹板(13)两側、每两个拱形孔洞之间， 设置有与腹板(13 )垂直连接的中间连接板(14)。
本实用新型的上述蜂窝梁，还包括加强构件(16);所述加强构件(16) 设置在所述下翼缘(12)和腹板(13 )相交处的一側或两側，所述加强构件(16)与下翼缘(12)连接或与下翼缘(12)、腹板(13)均连接；和/或，所述加强 构件(16)设置在所述上翼缘(11)和腹板(13 )相交处的一侧或两侧，所述 加强构件(16)与上翼缘(11)连接或与上翼缘(11 )、腹板(13 )均连接； 所述加强构件(16)为各种型钢或钢;^反。
本实用新型的上述蜂窝梁，所述加强构件(16)间断或连续布置。 一种建筑用钢框架，包括至少两对立柱(3)、连接每相邻两根立柱的主
梁(1)和若干次梁(2);所述次梁(2)采用如权利要求1-10任一所述的蜂
窝梁；
所述主梁(1 )通过所述立柱(3 )上设置的连接节点(31)与所述立柱(1) 连接；
所述次梁(2)布置在平行的两根主梁(1)之间，通过主梁(1)上的节 点板(14)与主梁(1)连接。
本实用新型的上述建筑用钢框架，所述立柱(3)采用型钢柱、钢管混凝 土柱、格构柱或混凝土柱；
所述主梁(1)采用实腹钢梁、空腹钢梁、桁架或如权利要求7所述的带 中间连接板的蜂窝梁；所述主梁釆用蜂窝梁时，将蜂窝梁上所带的中间连接板 作为节点板使用。
本实用新型提供的蜂窝梁以及采用蜂窝亮的建筑用钢框架，在蜂窝梁的上 翼缘和下翼缘之间布置至少一排腹板；其中，腹板上设置至少一个拱形孔洞。 通过腹板上的拱形孔洞的设置，保证了管线的顺利通过，方便了管线布置，同 时能够有效的降低蜂窝亮的高度，以满足民用、住宅类建筑对层高的要求，且 尽可能的扩大了住宅类建筑的有效^使用层高，具有4艮好的通用性。且该种蜂窝 梁加工方便、制作简单，成本低。
图la为本实用新型实施例一中蜂窝梁的结构示意6图lb为本实用新型实施例一中图la所示蜂窝梁的主-见图2a为本实用新型实施例二中蜂窝梁的结构示意图2b为本实用新型实施例二中图2a所示蜂窝梁的主3见图3a为本实用新型实施例三中蜂窝梁的结构示意图3b为本实用新型实施例三中图3a所示蜂窝梁的主视图4a为本实用新型实施例四中蜂窝梁的结构示意图4b为本实用新型实施例四中图4a所示蜂窝梁的主视图5a为本实用新型实施例五中蜂窝梁的结构示意图5b为本实用新型实施例五中图5a所示蜂窝梁的主一见图5c为本实用新型实施例五中图5a所示蜂窝梁的侧视图6a为本实用新型实施例六中蜂窝梁的结构示意图6b为本实用新型实施例六中图6a所示蜂窝梁的主一见图6c为本实用新型实施例六中图6a所示蜂窝梁的侧:枧图7为本实用新型实施例中采用蜂窝梁的建筑用钢框架的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种H形截面的新型蜂窝梁，其腹板上开设若干拱形孔 洞，通过腹板上拱形孔洞结构的设计解决了现有技术中存在的梁高限制与管线 布置的矛盾。下面通过具体的实施例进行详细说明。
实施例一
本实用新型实施例一提供的蜂窝梁，其结构如图la和图lb所示，其中， 图lb为图la的主视图。该蜂窝梁包括上翼缘ll、下翼缘12和腹板13。
其中上翼缘11和下翼缘12平行布置，腹板13位于上翼缘11和下翼缘 12之间，与上翼缘ll、下翼缘12垂直连接， 一般可采用焊接。上翼缘ll、下 翼缘12和腹板13呈H形或说呈工字形。
上翼缘ll为钢板，下翼缘12为预应力构件，该预应力构件由两个端部锚固板121和四根预应力圆钢122组成，预应力圓钢122和位于两端的两个端部 锚固板121采用销轴式连接。当然，其上翼缘11也可以采用各种型钢，其下 翼缘12除了采用预应力构件外，还可以采用各种型钢或钢板。
腹板13上开设有4个半圆形或半椭圆形的拱结构(拱形孔洞)，腹板13 直接安置在下翼缘12两端的端部锚固板上。腹板13的两端开有若干孔洞，便 于与其它蜂窝梁或钢结构件连接。该腹板13也可以采用各种型钢或钢板制作 而成。
该蜂窝梁还可以包括与腹板13垂直连接的中间连接板14,中间连接板14 位于腹板13的两侧，在每两个拱形孔洞中间均布置有中间连接板14。中间连 接板起到加强作用，使蜂窝梁具有更好的力学性能。
较佳的，如图la所示，中间连接板14与下翼缘12上的预应力圆钢122 接触，在接触点处的预应力圆钢上装有保护套。
特别的，还可以在中间连接板14靠近下边缘的位置上开设圆形孔洞，下 翼缘12上的预应力圆钢122从中间连接板14上的空洞中穿过。
特别的，上述图la和图lb所示的蜂窝梁，其腹板13可以不止有一排， 可以设置两排或多排腹板。
实施例二
本实用新型实施例二提供的蜂窝梁，其结构如图2a和图2b所示，其中， 图2b为图2a的主视图。该蜂窝梁包括上翼缘ll、下翼缘12和腹板13。
该蜂窝梁与实施例一 中所提供的蜂窝梁的区别在于该蜂窝梁上设置有中 间支撑板15,下翼缘12包含的预应力圆钢122从设置的若干个中间支撑板15 的预留孔洞中依次穿过。中间支撑板15的布置位置位于腹板13的每两个换形 孔洞之间的拱底处，用于支撑腹板13。
较佳的，如图2a和图2b所示的蜂窝梁上设置有四个拱形孔洞，则中间支 撑板15有三个。当然在实际设计中拱形孔洞的数量不限，中间支撑板15的数 量根据拱形孔洞的数量相应设置。同时也可以有选择性的在某两个拱形孔洞中间的拱底处设置中间支撑板15,在另外两个之间不设置。
该蜂窝梁上可以设置中间连接板也可以不设置中间连接板，图2a和图2b 中所示的是未设置中间连接板的情形。
实施例三
本实用新型实施例三提供的蜂窝梁，其结构如图3a和图3b所示，其中， 图3b为图3a的主视图。该蜂窝梁包括上翼缘ll、下翼缘12和腹板13。
该蜂窝梁与实施例一中所提供的蜂窝梁的区别在于下翼缘12采用的是钢 板，特别的，也可以采用型钢。腹板13的拱底直接与下翼缘(也就是钢板或 型钢)连接。
该蜂窝梁上可以设置中间连接板也可以不设置中间连接板，图3a和图3b 中所示的是未设置中间连接板的情形。 实施例四
本实用新型实施例四提供的蜂窝梁，其结构如图4a和图4b所示，其中， 图4b为图4a的主视图。该蜂窝梁包括上翼缘ll、下翼缘12和腹板13。
该蜂窝梁下翼缘12也采用钢板，当然还可以采用型钢。其与实施例三中 所提供的蜂窝梁的区别在于腹板13的拱形孔洞为梯形，或说是半六边形。
当然腹板上的拱形孔洞可以不限于图4a和图4b所示的梯形结构，还可以 采用三角形或其他半多边形结构，例如半八边形等。
该蜂窝梁上可以设置中间连接板也可以不设置中间连接板，图4a和图4b 中所示的是未设置中间连接板的情形。
实施例五
本实用新型实施例五提供的蜂窝梁，其结构如图5a、图5b和图5c所示， 其中图5b为图5a的主视图，图5c为图5a的侧视图。该蜂窝梁包括上翼 缘ll、下翼缘12和腹板13。
该蜂窝梁下翼缘12也采用钢板，当然还可以采用型钢。其与实施例三中 所提供的蜂窝梁的区别在于该蜂窝梁上还包括加强构件16。加强构件16布置在下翼缘12和腹板13相交处的两側，该加强构件16与腹板13、下翼缘12 连接，可以采用焊接或螺紋连接。其中，加强构件16采用热轧等边角钢，当 然也可以采用其他型钢。
特别的，可以在下翼缘12和腹板13相交处的两侧均设置的加强构件16， 也可以只在一侧设置。加强构件16可以布置在下翼缘12上，即与下翼缘12 连接；也可以布置在腹板13上，即与腹板13连接，还可以与下翼缘12和腹 板13都有连接。
加强构件16可以是一根型钢，也可以是包括多段的型钢。当包含多段时， 所包含的多段加强构件间断或连续布置。 实施例六
本实用新型实施例六提供的蜂窝梁，其结构如图6a、图6b和图6c所示， 其中图6b为图6a的主视图，图6c为图6a的侧视图。该蜂窝梁包括上翼 缘ll、下翼缘12和腹板13。
该蜂窝梁下翼缘12也采用钢板，当然还可以采用型钢。其与实施例五中 所提供的蜂窝梁的区别在于该蜂窝梁，在下翼缘12、腹板13相交处的两側 以及上翼缘11、腹板13相交处的两侧均布置有加强构件16。
特别的，可以在上翼缘11和腹板13相交处的两侧均设置的加强构件16, 也可以只在一侧设置。加强构件16可以布置在上翼缘11上，即与上翼缘11 连接；也可以布置在腹板13上，即与腹板13连接；还可以与上翼缘11和腹 板13都有连接。
同样，可以在下翼缘12和腹板13相交处的两侧均设置的加强构件16,也 可以只在一侧设置。加强构件16可以布置在下翼缘12上，即与下翼缘12连 接；也可以布置在腹板13上，即与腹板13连接；还可以与上翼缘11和腹板 13都有连接。
连接方式可以釆用焊，接或螺紋连接。其中，加强构件16采用热轧等边角 钢，当然也可以采用其^f也型钢。
10加强构件16可以是一根型钢，也可以是包括多段的型钢。当包含多段时， 所包含的多段加强构件间断或连续布置。
综上所述，本实用新型实施例提供的蜂窝梁，包括上翼缘、下翼缘和至 少一排腹板；其中，腹板与上翼缘、下翼缘连接，呈H形(或说工字形)，其 腹板上设置至少 一个拱形孔洞。
该蜂窝梁的上翼缘可以采用钢板或型钢。
该蜂窝梁的下翼缘采用钢板、型钢或预应力构件。
该预应力构件包括两个端部锚固板和若干根预应力圆钢。其中包含的若干 根预应力圆钢布置于两个端部锚固板之间，每根预应力圆钢(122)的两端分 别与所述两个端部锚固板(121)连接。即每根预应力圆钢的一端与一个端部 锚固板固定连接，每根预应力圆钢的另 一端与另 一个端部锚固板固定连接。
较佳的，当下翼缘为预应力构件时，若干根预应力圆钢平行布置于两个端 部锚固板之间。
当下翼缘为预应力构件时，下翼缘上可以设置若干中间支撑板，其包含的 若干根预应力圓钢从各个中间支撑板的预留孔洞中依次穿过。中间支撑板的布 置位置位于腹板的每两个拱形孔洞之间的拱底处，用于支撑腹板。使下翼缘与 腹板之间的连接更稳固，从而获得更好的力学支撑性能。
该蜂窝梁的腹板可以采用设置有至少一个拱形孔洞的钢板或型钢。其中腹 板上的拱形孔洞可以为半圆形、半椭圆形、三角形、梯形或其他半多边形等。
较佳的，在腹板的两侧、每两个拱形孔洞之间，设置若干与腹板垂直连接 的中间连接板。
上述蜂窝梁，还包括加强构件。其中，加强构件为各种型钢或钢板。例 如可以包括圆钢、热轧等边角钢、热轧不等边角钢、热轧槽钢、冷弯L型钢、 冷弯C型钢等各种型钢或钢板。其具体布置方式为
在腹板和下翼缘相交处的一侧或两侧布置加强构件，此时，加强构件与下 翼缘连接，或加强构件与腹板、下翼缘连接；和/或在腹板和上翼缘相交处的一側或两側布置加强构件，此时，加强构件与上翼缘连接，或加强构件与腹板、 上翼缘连接。
较佳的，该加强构件间断或连续布置。
较佳的，加强构件与腹板、上翼缘、下翼缘之间的连接可以釆用焊接。 使用本实用新型实施例提供的上述蜂窝梁，可以构建一种采用蜂窝梁的钢
框架，如图7所示，包括主梁l、次梁2和立柱3。
其中，立柱3至少布置两对，每相邻两根立柱之间架设主梁1,在平行的 一组主梁1之间架设若干次梁2。
主梁1通过立柱3上设置的连接节点31与立柱3连接，次梁2布置在平 行的两根主梁1之间，通过主梁1上的节点板14与主梁1连接。
较佳的，立柱3与主梁1之间、主梁1与次梁2之间通过高强度螺栓连接。
该建筑用钢框架的立柱3可以采用型钢柱、钢管混凝土柱、格构柱或混凝 土柱等。图7中所示立柱为H型钢，在实际设计中也可以采用的型钢还包括方 钢、角钢或其他型钢。且其立柱2不限于图7所示的四根。可以无限延伸为一 个包含多个图7所示的框架结构的建筑用钢框架。
该建筑用钢框架的次梁2选用本实用新型提供的上述带中间连接板或不带 中间连接板的蜂窝梁。
该建筑用钢框架的主梁1釆用实腹钢梁、空腹钢梁、桁架或本实用新型提 供的上述带中间连接板的蜂窝梁；主梁1采用上述带中间连接板的蜂窝梁时， 将蜂窝梁上所带的中间连接板作为节点板，在与次梁2连接时使用。
在由主梁l、次梁2和立柱3组成的建筑用钢框架上可以铺设楼板，例如 预制空心板，也可以用于支撑现浇注的钢筋混凝土楼顶结构等。
本实用新型提供的蜂窝梁及采用蜂窝梁的建筑用钢框架，在蜂窝梁的上翼 缘和下翼缘之间布置至少一排腹板；其中，腹板上设置至少一个拱形孔洞。通 过在腹板上开设具有良好力学性能的拱形孔洞，保证了管线的顺利通过，方便 了管线布置，同时能够有效的降低蜂窝亮的高度、使梁的受力更合理，以满足民用、住宅类建筑对层高的要求，且尽可能的扩大了住宅类建筑的有效使用层 高，具有很好的通用性。且该种蜂窝梁加工方^更、制作简单，成本低。
通过在腹板两侧增设中间连接板，以及在腹板与上翼缘，和/或腹板和下翼 缘交接处设置加强构件，对蜂窝梁进行加固，以便获取优越的力学性能，加上 拱形孔洞具有的良好力学性能，使蜂窝梁的力学性能更加优化。同时，在获取 同等力学支撑性能的同时进一步降低了用钢量，筒化了加工工序，具有很好的 应用前景。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离 本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实 用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动 和变型在内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1、一种蜂窝梁，其特征在于，包括上翼缘(11)、下翼缘(12)和至少一排腹板(13)；所述腹板(13)与所述上翼缘(11)、下翼缘(12)连接，其截面呈H形；所述腹板(13)上开设有至少一个拱形孔洞。
2、 如权利要求1所述的蜂窝梁，其特征在于，所述上翼缘(11)为钢板 或型钢；和/或所述下翼缘(12)为钢板、型钢或预应力构件。
3、 如权利要求2所述的蜂窝梁，其特征在于，所述预应力构件包括两个 端部锚固板(121)和若干根预应力圓钢(122),所述若干^^预应力圆钢(122) 平行布置于两个端部锚固板(121)之间；每根预应力圆钢(122)的两端分別 与所述两个端部锚固板(121)连接。
4、 如权利要求3所述的蜂窝梁，其特征在于，所述下翼缘(12)为预应 力构件时，所述下翼缘(12)上设置若干中间支撑板(15)，所述中间支撑板(15 )位于所述腹板(13 )的每两个拱形孔洞之间的拱底处；所述若干根预应 力圆钢(122)从所述中间支撑板(15)的预留孔洞中依次穿过。
5、 如权利要求1所述的蜂窝梁，其特征在于，所述腹板(13)采用钢板 或型钢。
6、 如权利要求1所述的蜂窝梁，其特征在于，所述拱形孔洞为半圆形、 半椭圓形、三角形、梯形或其它半多边形。
7、 如权利要求1-6任一所述的蜂窝梁，其特征在于，所述腹板(13)两 侧、每两个拱形孔洞之间，设置有与腹板(13)垂直连接的中间连接板(14)。
8、 如权利要求1、 2、 5和6任一所述的蜂窝梁，其特征在于，还包括加 强构件(16);所述加强构件(16)设置在所述下翼缘(12 )和腹板(13 )相 交处的一侧或两侧，所述加强构件(16)与下翼缘(12)连接或与下翼缘(12)、腹板(13 )均连接；和/或，所述加强构件(16)设置在所述上翼缘(11)和腹 板(13 )相交处的一侧或两侧，所述加强构件(16)与上翼缘(11)连接或与 上翼缘(11)、腹板(13)均连接；所述加强构件(16)为各种型钢或钢板。
9、 如权利要求8所述的蜂窝梁，其特征在于，所述加强构件(16)间断 或连续布置。
10、 一种建筑用钢框架，其特征在于，包括至少两对立柱(3)、连接每 相邻两根立柱的主梁(1)和若干次梁(2 );所述次梁(2 )采用如权利要求1-10 任一所述的蜂窝梁；所述主梁(1)通过所述立柱(3 )上设置的连接节点(31)与所述立柱(1) 连接；所述次梁(2)布置在平行的两根主梁(1)之间，通过主梁(1)上的节 点板(14)与主梁(1)连接。
11、 如权利要求IO所述的建筑用钢框架，其特征在于，所述立柱(3)采 用型钢柱、钢管混凝土柱、格构柱或混凝土柱；所述主梁(1)釆用实腹钢梁、空腹钢梁、桁架或如权利要求7所述的带 中间连接板的蜂窝梁；所述主梁釆用蜂窝梁时，将蜂窝梁上所带的中间连接板 作为节点板使用。
专利摘要本实用新型公开了一种蜂窝梁及建筑用钢框架，包括上翼缘(11)、下翼缘(12)和至少一排腹板(12)；所述腹板(12)与所述上翼缘(11)、下翼缘(12)连接，其截面呈H形；所述腹板(12)上开设有至少一个拱形孔洞。本实用新型还公开了一种采用上述蜂窝梁的建筑用钢框架。本实用新型通过在腹板上开设具有良好力学性能的拱形孔洞，使得制成的蜂窝梁能够降低高度、受力更合理，同时保证管线的顺利通过，有效解决了现有技术中梁高限制和布置管线之间的矛盾，制作简单方便，成本低。
文档编号E04B1/18GK201433507SQ20092010878
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者宇 娄, 健 黄 申请人:中国电子工程设计院