一种装配式双侧板型全螺栓钢连梁的制作方法

本发明涉及一种装配式双侧板型全螺栓钢连梁，主要应用于建筑结构中的多层及高层建筑的钢连梁。

背景技术：

近年来，随着我国改革开放步伐加快，许多复杂高层建筑应运而生，钢筋混凝土结构在这类建筑中得到广泛运用，钢筋混凝土结构具有刚度大、造价低强度高、布置灵活的优点，是一种符合我国国情的高层建筑结构体系。但钢筋混凝土连梁多发生剪切破坏，导致其破坏后强度、刚度以及耗能能力退化严重。

采用钢连梁代替混凝土连梁是一种新型的结构,相关的试验和理论研究结论均表明:钢连梁的抗震性能较好，破坏模式主要为钢梁腹板的剪切破坏，其抗震性与受力性能优于钢筋混凝土结构。

与传统普通钢筋混凝土连梁相比，钢连梁承担弯矩和剪力，采用全螺栓双侧板型钢连梁后对结构的受力得到了大大的改善，以及对整个结构刚度和承载力具有极大的影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种装配化程度高、耗能能力强、延性好的多腔钢管混凝土组合柱-全螺栓型钢组合梁的全螺栓双侧板型钢连梁，解决传统钢—混凝土混合结构受力后往往破坏严重，影其的受力性能且震后修复困难的问题，该全螺栓双侧板型钢连梁具备抗震性能，具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种装配式双侧板型全螺栓钢连梁，包括一对多腔钢管混凝土组合柱，在一对多腔钢管混凝土组合柱上分别相向对称设有两块水平固定的侧板，侧板通过若干抗剪螺栓连接一全螺栓型钢组合梁；

所述全螺栓型钢组合梁包括h型钢梁，在h型钢梁两端部型钢翼缘之间分别设有两块加劲板，在h型钢梁两端部上下翼缘表面分别焊接有槽钢，沿各加劲板内侧的h型钢梁腹板两侧分别连接有一对与h型钢梁上下翼缘边沿相齐平的连接件。

作为优选，所述槽钢的宽度与h型钢梁的型钢翼缘宽度相同。

作为优选，所述连接件为角钢结构，角钢的一个端面与加劲板平行，另一个端面与h型钢梁上下翼缘表面的槽钢两侧面齐平。

作为优选，所述槽钢两侧面均布有若干抗剪螺栓孔，所述连接件的外端面上分布有若干抗剪螺栓孔；所述连接件上的若干抗剪螺栓孔与槽钢两侧面最内侧的抗剪螺栓孔在同一中心线上。

进一步，所述加劲板固定在h型钢梁的腹板两侧。

作为优选，所述全螺栓型钢组合梁中部设有水平缝或竖直缝。

作为优选，所述侧板为矩形板，两块夹持在多腔钢管混凝土组合柱的矩形板的上下边沿与连接有槽钢的全螺栓型钢组合梁的上下边沿齐平；延伸出多腔钢管混凝土组合柱侧板的长度大于连接件内侧边沿到加劲板的距离。

进一步，延伸出多腔钢管混凝土组合柱侧板的长度等于连接板内侧边沿到加劲板的距离。

作为优选，所述侧板上设有与全螺栓型钢组合梁抗剪螺栓孔相对应的通孔。

本发明具有如下有益效果：

1)与普通连梁相比，双侧板的使用，降低了连接处的应力，减少或延缓连接处破坏的发生，剪切破坏区域发生在连梁腹板上，可提高其承载力，耗能能力强，延性好。

2)全螺栓型钢组合梁与多腔钢管混凝土组合柱通过若干抗剪螺栓连接，该结构剪切破坏区域发生在全螺栓型钢组合梁腹板上，可提高其承载力。

2)使用螺栓连接，能够实现完全装配化，带侧板钢柱与钢梁体均在工厂预制，现场安装只需定位装配。

3)减少现场焊接，连接可靠。

4)采用多腔钢管混凝土组合柱，钢管对混凝土有较强的约束作用，柱身整体的承载力以及延性均比较好。

5)全螺栓型钢组合梁具备多道抗震设防线，避免因部分构件破坏而导致整体体系破坏，同时也具备良好的变形能力和耗能能力。

6)全螺栓的使用，可修复性更好。

7)带水平缝或竖直缝全螺栓型钢组合梁为削弱型梁，中部开横缝或竖直缝型钢组合梁的具备削弱耗能作用。

附图说明

图1是本发明装配式双侧板型全螺栓钢连梁结构示意图；

图2是全螺栓型钢组合梁分解结构示意图；

图3是全螺栓型钢组合梁组合结构示意图；

图4是带水平缝全螺栓型钢组合梁组合结构示意图；

图5是多腔钢管混凝土组合柱预设加强侧板的结构示意图；

图6是多腔钢管混凝土组合柱与加强侧板连接后的结构示意图；

图7是多腔钢管混凝土组合柱预设全螺栓型钢组合梁结构示意图；

图8是多腔钢管混凝土组合柱与全螺栓型钢组合梁通过抗剪螺栓连接结构示意图；

图9(a)、图9(b)和图9(c)分别是装配式双侧板型全螺栓钢连梁的主视图、1-1和2-2剖视图。

图中：1、h型钢梁；2、连接件；3、槽钢；4、加劲板；5、多腔钢管混凝土组合柱；6、侧板；7、抗剪螺栓。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明装配式双侧板型全螺栓钢连梁，包括多腔钢管混凝土组合柱5，在一对多腔钢管混凝土组合柱5上分别相向对称设有两块水平固定的侧板6，侧板6通过若干抗剪螺栓7连接一全螺栓型钢组合梁。

如图2所示，本发明的全螺栓型钢组合梁，包括h型钢梁1，在h型钢梁1两端部型钢翼缘之间分别设有两块加劲板4，加劲板4固定在h型钢梁1的腹板两侧。在h型钢梁1两端部上下翼缘表面分别焊接有槽钢3，其中，槽钢3的宽度与h型钢梁1的型钢翼缘宽度相同，槽钢3两侧面均布有若干抗剪螺栓孔；沿各加劲板4内侧的h型钢梁1腹板两侧分别连接有一对与h型钢梁1上下翼缘边沿相齐平的连接件2，连接件2的外端面上分布有若干抗剪螺栓孔。连接件2为角钢结构，角钢的一个端面与加劲板4平行，另一个端面与h型钢梁1上下翼缘表面的槽钢3两侧面齐平。

图3所示为全螺栓型钢组合梁组合结构示意图，连接件2上的若干抗剪螺栓孔应满足与槽钢3两侧面最内侧的抗剪螺栓孔在同一中心线上。

图4所示，本发明的全螺栓型钢组合梁中部设有水平缝，还可以是竖直缝。

如图5、图6所示，本发明的多腔钢管混凝土组合柱两侧固定有侧板6，侧板6为矩形板，侧板6上设有与全螺栓型钢组合梁抗剪螺栓孔相对应的通孔。两块夹持在多腔钢管混凝土组合柱的矩形板的上下边沿与连接有槽钢的全螺栓型钢组合梁的上下边沿齐平。

如图7、图8所示，通过若干抗剪螺栓7将侧板6与全螺栓型钢组合梁连接固定。

本发明的一种实施方式是，延伸出多腔钢管混凝土组合柱5侧板6的长度大于连接件2内侧边沿到加劲板4的距离。连接固定后的全螺栓型钢组合梁的两块加劲板4与多腔钢管混凝土组合柱5侧壁不接触，有一定的间隙。

本发明的另一种实施方式是，延伸出多腔钢管混凝土组合柱5侧板6的长度等于连接件2内侧边沿到加劲板4的距离。连接固定后的全螺栓型钢组合梁的两块加劲板4与多腔钢管混凝土组合柱5侧壁接触，没有间隙。

图9(a)、图9(b)和图9(c)分别是全螺栓双侧板型钢连梁的主视图、1-1和2-2剖视图。

本发明的全螺栓双侧板型钢连梁的安装过程如下：

1)预先将连接板2的角钢、槽钢3、侧板6进行定位打孔，之后分别与h型钢梁1进行工厂焊接，形成如图3所示的钢梁体；

2)如图4所示，将侧板6与多腔钢管混凝土组合柱5进行工厂焊接，形成如图5所示的带侧板的多腔钢管混凝土组合柱；

3)两个带侧板的多腔钢管混凝土组合柱与全螺栓型钢组合梁进行现场拼装，如图6、图7所示，先将侧板6在一对相向布置的多腔钢管混凝土组合柱5的两侧定位，两对侧板6分别在多腔钢管混凝土组合柱5上对接的位置应当对称，水平高度一致；然后采用三边围焊角焊缝方式将侧板与多腔钢管焊接在一起；

2)将预先组装好的全螺栓型钢组合梁与两对侧板之间对接，通过安装抗剪螺栓7贯穿全螺栓型钢组合梁的连接件2和槽钢3的抗剪螺栓孔，将全螺栓型钢组合梁与两侧板临时固定；

3)调整抗剪螺栓7，满足侧板与全螺栓型钢组合梁的加劲板4与多腔钢管混凝土组合柱5完全贴合，然后采用熔透焊方式将全螺栓型钢组合梁的连接件2和槽钢3与两侧侧板相连，最后将多腔钢管混凝土组合柱和全螺栓型钢组合梁通过螺栓连接形成图1所示连梁，完成全螺栓双侧板型钢连梁的安装。

本发明的另一种方式是，在步骤3)中，满足侧板与全螺栓型钢组合梁的加劲板4与多腔钢管混凝土组合柱5满足设定的距离，然后采用熔透焊方式将全螺栓型钢组合梁的连接件2和槽钢3与两侧侧板相连，完成全螺栓双侧板型钢连梁的安装。

本发明全螺栓双侧板型钢连梁能够提高其承载力及耗能能力。由于预先制作全螺栓型钢组合梁，在现场组装全螺栓双侧板型钢连梁，施工方便，不损伤多腔钢管混凝土组合柱，省材省力。

本发明根据抗震概念设计原则，结构应具备多道抗震设防线，避免因部分构件破坏而导致整体体系破坏，同时也要求结构应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推理或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。