一种采用栓钉连接的预制装配双燕尾式钢‑混凝土组合梁的制作方法

本发明属于建筑结构工程技术领域，具体涉及一种采用栓钉连接的预制装配双燕尾式钢-混凝土组合梁。

背景技术：

随着建筑工业化的大力推动和发展，装配式建筑的发展就显得越来越重要。目前，装配式混凝土建筑得益于建造速度快、质量水平高等优势被部分企业采用，但由于成本较高，施工难度较大等一些因素，很大程度上阻碍了装配式混凝土建筑的发展。我国钢产量从2014年起就位列世界首位，近些年以来，发展钢结构具有建造速度快、便于拆卸的特点，但迫于经济和技术上的原因，大多数工程仍旧采用的现浇或者装配钢筋混凝土的结构设计，没有充分发挥出钢结构的优势，从而影响了钢结构的发展和应用。

当前，一些多高层钢结构住宅和桥梁结构采用预制装配式连接形式已经成为国家、企业大力推广的项目，然而为了钢结构体系在目前建筑业中的完美融合以及如何充分发挥出钢结构的优势,也已成为当代结构设计工程师的主要探索和发展方向，从而实现可持续发展需要的新型工业化装配式建筑体系。

梁-板组合连接对于钢框架结构受力和安全性上有重大的影响。类比于传统现浇混凝土组合板，采用预制装配组合结构可以减少混凝土湿工作量、缩短施工周期，大量的预制混凝土板的浇筑和加工都在工厂完成，在施工现场也省去了大量的绑筋、支模和拆模等复杂工序，加快施工进度，实现钢-混凝土组合结构工业化。在保证质量和周期缩短的情况下，还能适当改善施工对环境的影响。

在大多数传统多高层住宅建筑中，通常采用现浇钢筋混凝土结构，但为了避免钢筋连接处发生应力集中现象导致混凝土发生破坏，需要在其周围增设更加复杂的构造措施来保证其受力合理，导致材料用量大、构造复杂、设计困难、施工难度大和结构体型笨重，影响建筑美观和使用。为寻求一种便于安装拆卸、建设速度快、建筑材料可回收利用的新型钢-混凝土组合结构体系，充分发挥钢结构和装配式混凝土结构相结合的优势，以满足节能环保和建筑工业化的需求。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种构造简单、便于安装和拆卸、绿色节能环保的预制装配双燕尾式组合梁。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种采用栓钉连接的预制装配双燕尾式钢-混凝土组合梁，包括预制混凝土板，预制混凝土板和钢梁之间通过预埋的抗剪栓钉进行装配连接，其钢梁上翼缘以下的部分利用螺帽与钢梁进行连接紧固，左、右两侧预制混凝土板通过楔形钢件预留孔中插入双燕尾式插接件连接，预制薄壁钢板预留的孔洞与钢梁预留孔洞保持一致，抗剪栓钉穿入到预制薄壁钢板所预留的孔洞中，采用点焊的方式使两者的连接更加牢固，形成一个连接件。

所述的预制混凝土板上的栓钉应与钢梁翼缘所留出的孔洞和预制薄壁钢板所留出的孔洞均保持一致。

所述的钢梁、双燕尾式插接件和预制薄壁钢板可采用q235钢材、q345钢材、q390钢材或q420钢材制成。

所述的钢筋混凝土板可采用普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土，钢筋可采用hpb300、hrb335、hrb400或hrb500钢筋。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明采用的是栓钉连接的预制装配双燕尾式组合梁，其中所有的构件都在工厂里加工完成后运输到工地上，可直接在施工现场进行装配连接，在很大程度上的减少了在现场的一系列复杂的施工工序，保证了现场的施工质量、缩短了工期，提高了建筑现代工业化的装配效率。

2）本发明在钢梁和预制混凝土板连接件采取合理设计的构造方案，其中预制混凝土板连接件包括预制混凝土板、栓钉、楔形钢件和预制薄壁钢板。在预制混凝土板连接件中让混凝土、栓钉和预制薄壁钢板形成一个整体后共同受力，这样相对于刚性连接具有更大的延性和变形能力，而且也能够让预制混凝土板连接件中的栓钉更加稳固的与钢梁连接在一起。在预制混凝土板连接件中所预埋的楔形钢件，一方面可以让混凝土板之间通过双燕尾式插接件更加快捷的进行连接，另一方面也可以防止双燕尾式插接件直接接触混凝土形成局部应力集中，导致混凝土板的破坏。

3）本发明在钢梁和预制混凝土板连接件中采用高强摩擦型栓钉进行连接。抗剪栓钉通过螺帽拧紧后锚固在钢梁上，从而实现了预制混凝土板连接件可以拆卸和替换的功能。遇到突发状况导致混凝土板破坏时，在主体部分可以正常使用的情况下，对已经损坏的混凝土板进行拆卸、分离和更换。受损的混凝土也可以再次回收、加工和利用，从而实现建筑环保绿色的理念。

附图说明

图1本发明的整体仰视示意图

图2本发明的整体俯视示意图

图3本发明的预制混凝土板三维示意图

图4本发明的整体仰视三维示意图

图5本发明的钢梁三维示意图

图6本发明的薄壁钢板三维示意图

图7本发明的双燕尾插接件的三维示意图

图8本发明的预埋楔形钢件三维示意图

图9本发明的板和锚栓连接三维示意图

图10本发明的整体侧视示意图

图11本发明的整体俯视三维示意图。

具体实施方式

结合附图和具体的安装方法对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、、4、、5、图11所示，一种采用栓钉连接的预制装配双燕尾式钢-混凝土组合梁，包括预制混凝土板1，预制混凝土板1和钢梁2之间通过预埋的抗剪栓钉4进行装配连接，其钢梁2上翼缘以下的部分利用螺帽2与钢梁2进行连接紧固，左、右两侧预制混凝土板1通过楔形钢件预留孔中插入双燕尾式插接件6连接，预制薄壁钢板7预留的孔洞与钢梁2预留孔洞保持一致，抗剪栓钉4穿入到预制薄壁钢板7所预留的孔洞中，采用点焊的方式使两者的连接更加牢固，形成一个连接件。

所述的预制混凝土板1上的栓钉应与钢梁翼缘所留出的孔洞和预制薄壁钢板所留出的孔洞均保持一致。

钢梁2、双燕尾式插接件6和预制薄壁钢板7可采用q235钢材、q345钢材、q390钢材或q420钢材制成。

所述的钢筋混凝土板1可采用普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土，钢筋可采用hpb300、hrb335、hrb400或hrb500钢筋。

在工厂预制混凝土板1时，为了避免在浇筑混凝土时会对抗剪栓钉4的位置发生改变，待混凝土板的支模和楔形钢件8预埋在混凝土板1的连接处完成后，就直接进行混凝土的浇筑，等到浇筑完成后，将之前已经安装完成的连接件（图6）压入混凝土板连接处的一侧，并与浇筑混凝土的表面持平，最后进行混凝土的养护，此时预制混凝土板1即已加工完成（图3所示）。

在工厂预制双燕尾式插接件6时，把竖向钢板插入到双燕尾式的钢件形成一个稳固的双燕尾式插接件6，此时双燕尾式插接件6即已加工完成（图7所示）。

在工厂预制楔形钢件8时，在楔形体的三面分别预埋三根锚筋，在固定楔形钢件的同时，也能更好的防止楔形钢件对混凝土局部造成破坏，并且使得双燕尾式插接件能够更好的接触，避免混凝土的破坏，此时楔形钢件8即加工完成（图8所示）。

本发明结构的安装方法为：

本发明中的所有构件均在工厂预制完成，其中钢梁2上所预留的孔洞应满足规范和构造要求。在预制薄壁钢板7上的预留孔洞的构造应与钢梁2上所预留的孔洞相对应和配套（图5和图6）。

在施工现场施工时，将预制混凝土板1（图3）组装到钢梁2（图5）上，使得两者能够对齐且上下贯通，然后对钢梁2上翼缘以下的部分利用螺帽5与钢梁进行连接紧固（图9、10）。在钢梁2翼缘上方拼接的两块预制混凝土板1整体安装完毕后，在两块预制混凝土板1连接处预留的楔形孔中插入双燕尾式插接件6，完成预制装配式钢-混凝土组合梁的安装（图4和图11）。

若需要对预制混凝土板1进行拆改，只需将抗剪栓钉4上的螺帽5进行拆卸，使得预制混凝土板1和钢梁2分离。重复以上的安装方法，即可再一次进行拼装。