专利名称：冷弯型钢－混凝土组合上弦钢桁架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢桁架，更具体地说是涉及一种用于建筑物楼层次梁系统的钢桁架。
背景技术：
传统的建筑物楼层次梁一般采用钢筋混凝土次梁以及实腹式钢架次梁。钢筋混凝土次梁的结构较为笨重，一般采用现场浇筑，不便于预制，因此难以实现批量化工业生产，生产效率较低。实腹式钢架次梁通常是呈工字钢的形式，其单位长度的用钢量较大，因此存在自重大、成本高的缺点。而且，由于这两种传统楼层次梁都有自重大的问题，因而这也显著影响了建筑物的总体荷载状况及综合造价。
发明内容
鉴于已有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于建筑物楼层次梁系统的冷弯型钢-混凝土组合上弦钢桁架，这种钢桁架适于批量化工业生产，并能以较轻巧的结构实现较高的荷载能力，从而改善建筑物的总体荷载状况，并因此降低综合造价。
本实用新型的上述目的是通过这样一种钢桁架来实现的，它包括一细长状的上弦杆、一与上弦杆平行延伸的细长状的下弦杆、以及多段呈锯齿状排列地连接上弦杆和下弦杆的腹杆，所述上弦杆由一钢板一体地弯折而成，它包括一上水平部分、一下水平部分、一延伸于上、下水平部分之间的倾斜部分、以及一从所述下水平部分竖直向下延伸的竖直部分，所述上弦杆的所述上水平部分、所述下水平部分和所述倾斜部分构成“Z”形的截面，所述腹杆的上端最好通过焊接连接于所述上弦杆的所述竖直部分的一个侧面而平行于所述竖直部分。
在上述钢桁架中，所述上弦杆的所述竖直部分最好沿所述上弦杆的长度方向彼此间隔地形成有多个支承孔。
在上述钢桁架中，所述下弦杆最好由一对角钢构成，每根角钢弯折形成具有一竖直部分和一水平部分，所述这对角钢以对置的方式将所述腹杆的下端夹于它们的竖直部分之间，并且所述腹杆通过焊接分别连接于所述这对角钢的竖直部分的彼此相对的侧面。
在上述钢桁架中，所述腹杆可以由中空钢管构成。
在上述钢桁架中，所述腹杆可以由实心圆钢构成。
在上述钢桁架中，所述多段腹杆由一细长的实心圆钢一体地弯折而成。
在上述钢桁架中，位于所述钢桁架两端处的腹杆，其连接于所述上弦杆的上端部分与所述上弦杆共同延伸一定距离。
本实用新型的钢桁架的上弦杆由上、下水平部分和倾斜部分构成一“Z”形截面部分，该“Z”形截面部分在楼层次梁系统中主要有三项有利的功能一是在混凝土浇筑过程中，作为桁架的上弦杆，承担压应力，直到混凝土达到设计强度，桁架上弦的应力改由混凝土承担；二是在楼层板钢筋网绑扎过程中，作为支座，使钢筋在桁架处自然上弯，构成楼层板中的负弯矩钢筋；三是埋设于浇筑的混凝土中，在混凝土达到设计强度之后，依靠与混凝土的结合力，构建钢桁架上弦杆与混凝土的组合受力，达到最佳的承载能力。
而且，与传统的实腹式钢架次梁相比，本实用新型的由上、下弦杆和腹杆构成的桁架次梁显著节省了结构用钢。由于用钢量的减少，不仅直接降低了楼层次梁的造价，而且减少了楼层的自重荷载，因而降低了对建筑物总体结构和基础的要求，从而实现建筑物综合造价的下降。并且，由于本实用新型的钢桁架完全由钢制的上、下弦杆及腹杆焊接而成，因而适于工厂预制，能实现大规模的工业化生产，较之通常需要现场浇筑的钢筋混凝土次梁来说具有更大的优势。
另外，本实用新型的桁架结构提高了楼层次梁的荷载能力，即在相同跨度下，本实用新型的钢桁架可以承受更大的荷载。试验计算表明，在12米跨度的情况下，750毫米高度的本实用新型的钢桁架次梁可承受2吨/米的荷载，而挠度小于1/200。
再者，本实用新型的钢桁架的上弦杆还包括位于“Z”形截面部分下面的竖直部分，该竖直部分有利地提供了上弦杆与腹杆的连接(焊接)点，能实现足够牢固的连接。而且，上弦杆的该竖直部分上可形成有沿上弦杆长度方向均匀分布的一排支承孔，作为混凝土浇筑用模板的支承构件的托杆可以插设支承于这些支承孔中。利用这些支承孔，不需要为楼层板的浇筑搭设复杂的脚手架，而仅依靠简易的、可重复使用的托杆和模板即可快速而优质地完成模板的搭设。
此外，本实用新型的钢桁架的高度将得到有效的利用，由于桁架的腹杆间存在空间，一定尺寸的设备管线可在桁架间自由穿行，从而节省了室内净高。同时，由于桁架的下弦杆本身由冷弯型钢构成，可以直接作为设备管线的支架，从而节省了更多的投资。
下面参照附图来描述本实用新型的冷弯型钢-混凝土组合上弦钢桁架的一个较佳实施例，附图中图1是该冷弯型钢-混凝土组合上弦钢桁架的正视示意图；图2是图1所示钢桁架的侧视示意图；图3是图1所示钢桁架的上弦杆的局部正视图；图4是图3所示上弦杆的侧视图。
具体实施方式
参见附图，本实用新型的冷弯型钢-混凝土组合上弦钢桁架10由一细长状的上弦杆12、一与上弦杆12平行延伸的细长状的下弦杆14、以及多段呈锯齿状排列地连接上弦杆12和下弦杆14的腹杆16构成。上弦杆12由一钢板一体地通过冷弯形成，它包括一上水平部分122、一下水平部分124、一延伸于上、下水平部分之间的倾斜部分126、以及一从下水平部分124竖直向下延伸的竖直部分128，这些部分形成连续状。上水平部分122、下水平部分124和倾斜部分126构成一“Z”形截面部分，该“Z”形截面部分将在混凝土楼板浇筑时结合入混凝土中。
上弦杆12和下弦杆14之间由多段腹杆16连接，该多段腹杆16可以通过将一细长的实心的圆钢连续地弯折成锯齿状而形成。每段腹杆16的上端焊接于上弦杆12的竖直部分128的一个侧面并平行于该竖直部分128。
位于钢桁架10两端处的腹杆16，其连接于上弦杆12的上端部分与上弦杆12共同延伸一定距离，以便在上弦杆12由端支承(例如是楼层主梁)S支承时被夹于上弦杆与端支承之间。这样的设计主要是考虑到桁架两端支承部位处的腹杆会承受较大的拉应力，在保证端腹杆强度的同时，将端腹杆的连接于上弦杆的上端部分伸入端支承与上弦杆之间，有利于将支承反力直接传递到下弦杆，从而最大程度地消除上弦杆的端部弯矩，使桁架的受力更为合理。
下弦杆14由一对角钢构成，每根角钢弯折形成具有彼此连续的一竖直部分142和一水平部分144，这对角钢以对置的方式将腹杆16的下端夹于它们的竖直部分142之间，并且腹杆16通过焊接分别连接于这对角钢的竖直部分142的彼此相对的侧面。
上弦杆12的竖直部分128沿其长度方向形成有一排彼此均匀间隔的支承孔130，每个支承孔130的形状呈长圆形。这些支承孔130用于在架设混凝土浇筑用的模板时供模板支承托杆插设。
在使用本实用新型的冷弯型钢-混凝土组合上弦钢桁架来构筑建筑物的楼层板时，可将预制成一定长度的多个钢桁架彼此平行地布置在建筑物的主梁之间，每个钢桁架的上弦杆的两端由主梁支承，将支承托杆插设穿过各个钢桁架上形成的相应支承孔而使这些支承托杆由钢桁架本身支承，将混凝土浇筑模板铺设于这些支承托杆上，在模板上面跨过各钢桁架的上弦杆绑扎钢筋，然后在模板上浇筑混凝土，使钢桁架的上弦杆的“Z”形截面部分埋设于混凝土中，待混凝土达到设计强度后便可拆去支承托杆和模板，这样就基本形成了建筑物的楼层板。
权利要求1.一种冷弯型钢-混凝土组合上弦钢桁架，其特征在于，它包括一细长状的上弦杆、一与上弦杆平行延伸的细长状的下弦杆、以及多段呈锯齿状排列地连接所述上弦杆和所述下弦杆的腹杆，所述上弦杆由一钢板一体地弯折而成，它包括一上水平部分、一下水平部分、一延伸于上、下水平部分之间的倾斜部分、以及一从所述下水平部分竖直向下延伸的竖直部分，所述上弦杆的所述上水平部分、所述下水平部分和所述倾斜部分构成“Z”形的截面，所述腹杆通过焊接连接于所述上弦杆的所述竖直部分的一个侧面而平行于所述竖直部分。
2.如权利要求1所述的钢桁架，其特征在于，所述上弦杆的所述竖直部分沿所述上弦杆的长度方向彼此间隔地形成有多个支承孔。
3.如权利要求1所述的钢桁架，其特征在于，所述下弦杆由一对角钢构成，每根角钢弯折形成具有一竖直部分和一水平部分，所述这对角钢以对置的方式将所述腹杆的下端夹于它们的竖直部分之间，并且所述腹杆通过焊接分别连接于所述这对角钢的竖直部分的彼此相对的侧面。
4.如权利要求1所述的钢桁架，其特征在于，所述腹杆由中空钢管构成。
5.如权利要求1所述的钢桁架，其特征在于，所述腹杆由实心圆钢构成。
6.如权利要求5所述的钢桁架，其特征在于，所述多段腹杆由一细长的实心圆钢一体地弯折而成。
7.如权利要求1所述的钢桁架，其特征在于，位于所述钢桁架两端处的腹杆，其连接于所述上弦杆的上端部分与所述上弦杆共同延伸一定距离。
专利摘要本实用新型提供一种用于建筑物楼层次梁系统的冷弯型钢—混凝土组合上弦钢桁架，该钢桁架包括一细长状的上弦杆、一与上弦杆平行延伸的细长状的下弦杆、以及多段呈锯齿状排列地连接上弦杆和下弦杆的腹杆，上弦杆由一钢板一体地弯折而成，它包括一上水平部分、一下水平部分、一延伸于上、下水平部分之间的倾斜部分、以及一从下水平部分竖直向下延伸的竖直部分，上弦杆的上水平部分、下水平部分和倾斜部分构成“Z”形的截面，腹杆通过焊接连接于上弦杆的竖直部分的一个侧面而平行于该竖直部分。本实用新型的这种钢桁架适于批量化工业生产，并能以较轻巧的结构实现较高的荷载能力，从而改善建筑物的总体荷载状况，并因此降低综合造价。
文档编号E04C3/293GK2752353SQ20042011067
公开日2006年1月18日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者陈明, 吴昊, 唐鹏 申请人:上海欧本钢结构桁架工程有限公司