专利名称：一种钢-混凝土组合梁及其施工方法
技术领域：
本发明主要涉及到一种建筑结构构件及其施工方法，特指一种钢-混凝土组合梁 及其施工方法。
背景技术：
钢筋混凝土结构具有取材方便、经济性好、施工技术纯熟等优点，在我国的应用非常广泛。但由于其自重较大，惯性作用大，抗震性能不佳。又因其施工周期较长，不利于开发 商资金周转。且在目前钢筋混凝土结构需要耗费大量的劳动力，我国的产业结构正由劳动 密集型向技术密集型转变，劳动力的薪酬水平越来越高，若还采用现阶段的这种施工模式， 开发商将需要投入更多的成本。钢结构也是我国应用较多的一种结构形式。其具有轻质、 高强、延性好的特点，且施工速度快，抗震性能好。但钢结构的建造需要耗费大量资金。现浇钢筋混凝土结构因混凝土需要凝结时间而影响工期，但现有的结构却仍采用 现浇钢筋混凝土结构而不用预制构件，只因现有的大部分预制构件都没有可靠的连接，不 利于抗震，为了满足抗震要求需要投入更多的成本。从材料性能上来考虑，混凝土抗压能力很强，而钢材在受拉力作用时不会出现失 稳的现象，钢筋混凝土就是利用了这一特点。另外型钢混凝土、钢管混凝土也在一些结构中 得到应用，它们都具有很好的性能。但其缺点是自重比较大，钢材的耗费不也少。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于针对现有技术中结构性能、施工速度、建设成本 不能很好地兼顾的问题，本发明提供了一种成本较低、设计制作简单方便、施工难度小、施 工速度快，能够用于多种结构形式的钢_混凝土组合梁。为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为一种钢_混凝土组合梁，它主要包 括钢筋混凝土部分2和钢构件部分3，钢筋混凝土部分2中间挖空形成倒U形截面，钢筋4 在梁的两端伸出一定距离，钢构件部分3位于底部，钢构件部分3可以为钢板或者钢梁，通 过焊缝连接或螺栓连接与混凝土部分2组成一个整体。采用焊缝连接时，混凝土部分底部 设置预埋连接件6。预埋连接件6在同一根梁内有多个，其分布是不连续的，其种类分为两 大类，一类是预埋连接件之间没有连接，另一类是预埋连接件之间通过连接预埋连接件的 通长钢筋12用焊缝连接，焊缝7位置如图3、4所示；采用螺栓连接时，混凝土底部设置预埋 螺杆5。预埋螺杆5在同一根梁内有多个，其分布是不连续的，其种类分为两大类，一类是预 埋螺杆之间没有连接，另一类是预埋螺杆之间通过连接预埋螺栓的通长钢筋13用焊缝连 接。钢-混凝土组合梁的制作在预制厂内完成，可生产不同的规格，其钢筋混凝土部 分的截面大小及配筋量由设计计算确定，钢筋在梁两端的伸出长度根据构造要求的锚固长 度确定，钢构件部分的材料及截面大小由设计计算确定。一种钢-混凝土组合梁的制造方法，其特征在于制造步骤为①利用现有的或制作新的槽形模具；②利用槽形模具制作槽形钢筋混凝土构件，并在混凝土内预埋连接件或螺杆；③将钢构件焊接到预埋连接件上或将钢构件套上螺杆并用螺母拧紧，形成钢-混凝 土组合梁钢-混凝土组合梁与墙体9连接时，所述组合梁放置在墙体9上，梁和梁用其自身 两端伸出的钢筋连接，梁和梁之间留有一定空隙，并在空隙内灌入碎石混凝土 8 ；钢-混凝 土组合梁与现浇钢筋混凝土柱1连接时，所述组合梁在现浇钢筋混凝土支模时即放入模板 内，梁和梁用其自身两端伸出的钢筋连接，梁和梁之间留有一定空隙，再在模板内插钢筋浇 混凝土 ；钢_混凝土组合梁与预制板10连接时，将预制板直接搭在钢_混凝土组合梁顶面， 预制板10两端留一段距离，浇筑碎石混凝土 8 ；钢-混凝土组合梁与现浇钢筋混凝土板11 连接时，所述组合梁作为模板的一部分，并高出模板的一定距离，再在模板内插钢筋浇混凝 土。与现有技术相比，本发明兼顾了结构性能、施工速度和建设成本，并能与现有结构 形式进行很好的衔接，也可以扩展演变为新的结构形式，其优点在于(1)本发明的钢-混凝土组合梁中的混凝土部分在矩形截面梁的基础上进行挖空 处理，使得梁的重量大幅减轻，具有良好的抗震性能；薄钢构件部分用于承受拉力，不会出 现失稳的问题；梁和梁之间通过两端的钢筋连接，再用混凝土灌实，其整体性不下于现浇钢 筋混凝土结构。(2)这种组合梁较之钢结构和型钢混凝土结构在用钢量上有大幅削减，可节省大 量成本。(3)这种组合梁在预制厂制作完成，所需模具简单，制作流程明了。(4)这种组合梁可与多种结构进行良好连接，施工过程简单，无须支模，施工速度 快。(5)这种组合梁采用装配施工，所需人力少，可减少薪酬开销，并可为技术密集型 施工积累经验。
图1是钢-混凝土组合梁的一种截面示意图，其中钢构件与混凝土通过螺栓连接， 螺栓之间没有直接的连接；图2是钢-混凝土组合梁的一种截面示意图，其中钢构件与混凝土通过螺栓连接， 同一纵向上的螺栓通过一根通长钢筋连接；图3是钢-混凝土组合梁的一种截面示意图，其中钢构件与混凝土通过焊缝连接， 螺栓之间没有连接；图4是钢-混凝土组合梁的一种截面示意图，其中钢构件与混凝土通过焊缝连接， 同一纵向上的螺栓通过一根通长钢筋连接；图5是钢-混凝土组合梁与壁柱或墙体连接的节点示意图；图6是钢-混凝土组合梁与现浇钢筋混凝土柱连接的节点示意图；图7是钢-混凝土组合梁与预制板的连接节点示意图；图8是钢-混凝土组合梁与现浇板的连接节点示意图；图9是钢-混凝土组合梁的立体示意图。
图例说明1、现浇混凝土柱2、钢筋混凝土部分3、钢构件部分4、钢筋5、预埋螺杆6、预埋连接件7、焊缝8、碎石混凝土9、墙体10、预制板11、现浇楼板12、连接预埋连接件的通长钢筋13、连接预埋螺栓的通长钢筋
具体实施例方式以下结合附图对本发明做进一步详细说明。实施例1 参照图2，一种钢_混凝土组合梁，它主要包括用于抗压的钢筋混凝土部分2和用 于抗拉的钢构件部分3，钢构件部分采用钢板。钢筋混凝土部分2为倒U形截面，钢板部分 和钢筋混凝土部分2通过螺栓连接。螺杆之间设置连接预埋螺栓的通长钢筋13相连。实施例2 —种钢-混凝土组合梁的施工方法先制作倒U型模具，把钢筋放入模具内并使其 固定，然后在模具中浇筑混凝土制作成U型钢筋混凝土构件，并在混凝土内设置预埋螺杆 5，最后将钢板焊接到预埋连接件上或将钢板套上螺杆并用螺母拧紧，形成钢_混凝土组合 梁。钢-混凝土组合梁与墙体连接(图5)，所述组合梁放置在壁墙体上，梁和梁用其自身两 端伸出的钢筋连接，梁和梁之间留有一定空隙，并在空隙内灌入碎石混凝土 8。
权利要求
一种钢-混凝土组合梁，其特征在于包括钢筋混凝土部分(2)和钢构件部分(3)，钢筋混凝土部分(2)为倒U型截面，钢筋(4)在梁的两端伸出一定距离用于连接，钢构件部分(3)位于底部，钢构件部分(3)可以为钢板或者钢梁，通过焊缝连接或螺栓连接与混凝土部分(2)组成一个整体。
2.根据权利要求1所述的钢_混凝土组合梁，其特征在于采用焊缝连接时，混凝土部 分(2)底部设置预埋连接件(6)。
3.根据权利要求2所述的预埋连接件(6)，其特征在于预埋连接件在同一根梁内有多 个，其分布是不连续的，其种类分为两大类，一类是预埋连接件之间没有连接，另一类是预 埋连接件之间通过连接预埋连接件的通长钢筋(12)用焊缝连接。
4.根据权利要求1所述的钢_混凝土组合梁，其特征在于采用螺栓连接时，混凝土底 部设置预埋螺杆(5)。
5.根据权利要求4所述的预埋螺杆(5)，其特征在于预埋螺杆(5)在同一根梁内有多 个，其分布是不连续的，其种类分为两大类，一类是预埋螺杆之间没有连接，另一类是预埋 螺杆之间通过连接预埋螺栓的通长钢筋(13)用焊缝焊接。
6.一种钢-混凝土组合梁的施工方法，其特征在于先制作倒U型模具，把钢筋放入模 具内并使其固定，然后在模具中浇筑混凝土制作成U型钢筋混凝土构件，并在混凝土内预 埋连接件或螺杆，最后将钢构件焊接到预埋连接件上或将钢构件套上螺杆并用螺母拧紧， 形成钢_混凝土组合梁。钢_混凝土组合梁与壁柱或墙体连接时，所述组合梁放置在壁柱 或墙体上，梁和梁用其自身两端伸出的钢筋(4)连接，梁和梁之间留有一定空隙，并在空隙 内灌入碎石混凝土(8)；钢-混凝土组合梁与现浇钢筋混凝土柱(1)连接时，所述组合梁在 现浇钢筋混凝土支模时即放入模板内，梁和梁用其自身两端伸出的钢筋连接，梁和梁之间 留有一定空隙，再在模板内浇钢筋浇混凝土 ；钢-混凝土组合梁与预制板(10)连接时，将预 制板直接搭在钢-混凝土组合梁顶面，预制板(10)两端留一段距离，浇筑碎石混凝土(8)； 钢-混凝土组合梁与现浇钢筋混凝土板(11)连接时，所述组合梁作为模板的一部分，并高 出模板的一定距离，再在模板内插钢筋浇混凝土。
全文摘要
本发明公开了一种钢-混凝土组合梁，它包括用于抵抗压力的钢筋混凝土部分和用于抵抗拉力的钢构件部分，钢筋混凝土部分为倒U型截面，钢筋在梁的两端伸出一定距离用于连接，钢构件部分位于组合梁底部，通过焊缝连接或螺栓连接与混凝土部分组成一个整体。本发明能够增强结构的抗震性能、提高结构延性、加快施工进度，是一种工程成本相对较低、施工简便的钢-混凝土组合梁。
文档编号E04C3/293GK101798856SQ201010140219
公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者吴志维, 易楚军, 肖岩, 鲁懿虬, 黄靓 申请人:湖南大学