使用双腹板的中空复合梁及其构造方法与流程

相关申请的交叉参考

本申请主张于2018年11月23日提出申请的韩国专利申请第10-2018-0145897号的优先权及权益，所述韩国专利申请的公开内容全文并入本文供参考。

本发明涉及一种使用双腹板(dual-web)的中空复合梁(hollowcompositebeam)及其构造方法，且更具体来说，涉及一种使用如下双腹板的中空复合梁及其构造方法：所述双腹板使得能够使用安装在所述双腹板的内部空间中的预应力筋(tendon)来确保空间效率，且使得能够使用由锚固楔及可分离螺栓锚固的预应力筋来高效地调节张紧力(tensioningforce)，其中所述双腹板被形成为钢梁的腹板，所述钢梁具有在上面支撑甲板板(deckplate)的底部凸缘。

背景技术：

图1a是示出上面安装有甲板板52的传统中空钢梁51的结构剖视图。

也就是说，中空钢梁51的底部凸缘被形成为中空盒(hollowbox)的形式，以使得甲板板52能够支撑在底部凸缘的两个侧向部分的上表面上，板混凝土(slabconcrete)53被浇注在甲板板52的上表面上，且因此可确认中空钢梁51、甲板板52及板混凝土53被组合并且一体地移动。

图1b及图1c是示出其中形成有锚固部64及65的传统中空矩形钢梁61、62及63的配置透视图。

也就是说，在中空矩形钢梁61、62及63中，两个垂直板61通过内部水平支撑板63彼此间隔开以具有矩形横截面，且顶部凸缘62形成在所述两个垂直板61的上表面上。

在此种情形中，锚固部64及65安装在所述两个垂直板61的端部分下方，且预应力筋64设置在位于所述两个垂直板61之间的内部空间中，且由设定在所述两个垂直板61下方并被锚固的锚固单元65张紧，且因此可确认预应力(prestress)被引入到中空矩形钢梁61、62及63。

因此，可确认，用于建筑的钢梁可被形成为具有i形或矩形横截面，且预应力筋64位于钢梁中且被张紧并锚固在钢梁的端部分上。

图1d是示出螺栓型锚固部在由申请人提交并登记且能够均匀引入预应力的一种在侧向上加强柱(column)并提高耐火性能的方法中的安装状态的图。

螺栓型锚固部包括：锚固螺母41，使得插入到形成在模块材料10中的锚固孔11中的锚固螺栓40能够被紧固和固定到模块材料10；锚固螺栓40，包括螺栓部及头部，其中螺栓部具有形成在所述螺栓部的外圆周表面上并以插入方式紧固到锚固孔11的螺杆部分42，且头部具有形成在所述头部中的楔凹槽42a而使得锚固楔45以插入方式锚固在所述头部中；变形夹(deformationclip)43，包括环形环部43a及两个凸缘部43b，其中环形环部43a使得钢丝绳30能够从环形环部43a中穿过，且具有环形以使得楔能够在以插入方式锚固时由于预应力而变形，且所述两个凸缘部43b在侧向上延伸到环形环部的两个侧向侧；夹紧螺母(clipnut)44，夹紧螺母44是直径大于锚固螺栓的螺栓部的螺母，且包括夹紧凹槽44a及通孔44b，其中夹紧凹槽44a形成在与螺栓部接触的部分处，使得变形夹43容纳在夹紧凹槽44a中，且通孔44b形成在夹紧凹槽的中心部分中，使得楔从通孔44b中穿过；以及锚固楔45，使得钢丝绳30能够穿过夹紧螺母的通孔44b、变形夹的环形环部43a及形成在锚固螺栓的螺栓部中的楔凹槽42a，且因此，由于楔的锚固而引入的初始预应力的量可根据夹紧螺母的变形来确认。

在此种情形中，可确认锚固楔45包括环绕和固持预应力筋的多个件，且一般来说，由于锚固楔45以锥化方式插入到在锚固单元中形成的锚固孔中并压靠所述锚固孔而使得包括钢丝绳的预应力筋锚固在锚固单元中，因此当锚固状态被释放时，楔能够与锚固部分离。

然而，如图1a中所示，当需要人工拔出操作时，包括锚固单元的结构的安全性可能无法得到确保，且需要拔出操作空间及拔出装置，且因此传统中空钢梁不容易在现场使用且需要改进。

现有专利文献

专利文献

(专利文献0001)韩国登记专利第10-1038291号(发明名称：薄地板型钢梁及使用薄地板型钢梁的复合梁(slimfloor-typesteelbeamandcompositebeamusingthesame)，2011年5月31日公布)

(专利文献0002)韩国特许公开专利申请第10-2009-0087678号(发明名称：用于加强抗拉强度的折叠钢板梁及使用折叠钢板梁的钢-混凝土复合结构(foldedsteelplatebeamforreinforcingtensilestrengthandsteel-concretecompositestructureusingthesame)，2009年8月18日公布)

(专利文件0003)韩国登记专利第10-1243989号(发明名称：轻质钢框架及使用轻质钢框架的拱形房屋结构(lightweightsteelframeandarch-shapedhousestructureusingthesame)，2012年8月24日公布)

技术实现要素：

本发明旨在提供一种使用如下双腹板的中空复合梁及其构造方法：所述双腹板会提高用于建筑的钢梁的横截面结构的效率，且使得预应力筋锚固部能够简单地锚固在钢梁的两个端部分上，其中预应力筋锚固部能够使用可分离螺栓将锚固楔与锚固孔分离而不拔出预应力筋，所述锚固孔以锥化方式形成在锚固单元中。

根据本发明的方面，提供一种使用双腹板的中空复合梁，所述中空复合梁包括：双腹板，由两个倾斜板形成，以在钢梁的顶部凸缘的下表面与所述钢梁的底部凸缘的上表面之间形成内部空间s，其中所述两个倾斜板在所述中空复合梁的长度方向上连续延伸；以及锚固单元，被配置成使用所述两个倾斜板张紧预应力筋的两个端部分且使用预应力筋锚固部锚固所述预应力筋的所述两个端部分，所述预应力筋被设置成在所述中空复合梁的所述长度方向上在所述内部空间s中延伸。

所述锚固单元可包括被形成为与锚固孔连通的内部凹槽，锚固楔锚固在所述锚固孔中，其中所述锚固楔锚固在所述锚固孔中，且包括螺栓孔及例如形成在所述螺栓孔中间的紧固部，所述螺栓孔是延伸以经由所述锚固楔的上表面及内部暴露于外部的水平孔。

所述中空复合梁可进一步包括可分离螺栓，所述可分离螺栓包括插入到形成在所述锚固楔中的所述螺栓孔中而使得形成前端部的部分暴露于所述内部凹槽的螺栓本体部，所述螺栓本体部是杆构件，所述杆构件具有形成在所述杆构件中间且与所述锚固楔的所述紧固部紧固以在旋转的同时以螺固方式移动的紧固件，其中插入到所述锚固楔中的所述可分离螺栓旋转以使得所述锚固楔能够与所述锚固孔分离。

所述预应力筋锚固部可包括：两个锚固垂直板，从所述顶部凸缘的中心下表面a向下延伸且彼此间隔开，使得所述两个锚固垂直板的两个端部分延伸到所述两个倾斜板的端表面且悬置；以及预应力筋支撑板，形成在位于所述两个锚固垂直板之间的下部部分上，使得所述预应力筋不从其间向下伸出，其中所述预应力筋位于所述两个锚固垂直板之间。

所述预应力筋锚固部可进一步包括端面横向固定元件，所述端面横向固定元件具有中心部分及两个端部分，所述中心部分利用有所述预应力筋位于其间的所述两个锚固垂直板来紧固，所述两个端部分也利用所述两个倾斜板来紧固，使得所述预应力筋能够稳定地设置。

根据本发明的另一方面，提供一种构造使用双腹板的中空复合梁的方法，所述方法包括：(步骤a)构造中空复合梁，所述中空复合梁包括双腹板及锚固单元，所述双腹板由两个倾斜板形成，以在钢梁的顶部凸缘的下表面与所述钢梁的底部凸缘的上表面之间形成内部空间s，其中所述两个倾斜板在所述中空复合梁的长度方向上连续延伸，所述锚固单元被配置成使用所述两个倾斜板张紧预应力筋的两个端部分且使用预应力筋锚固部锚固所述预应力筋的所述两个端部分，所述预应力筋被设置成在所述中空复合梁的所述长度方向上在所述内部空间s中延伸；以及(步骤b)在所述中空复合梁的所述底部凸缘上安装多个甲板板d，布置板加强筋(slabreinforcementbar)，并在所述多个甲板板d上浇注板混凝土以构造复合地板系统。

附图说明

通过参照附图来详细阐述本发明的示例性实施例，本发明的以上及其他目的、特征及优点将变得对于所属领域中的普通技术人员来说更显而易见，在附图中：

图1a、图1b及图1c是示出传统钢梁的剖视图及配置透视图。

图1d是示出螺栓型锚固部在由申请人提交并登记且能够持续引入预应力的一种在侧向上加固柱并提高耐火性能的方法中的安装状态的图。

图2a至图2e是示出根据本发明的具有可分离螺栓以及使用双腹板的中空复合梁的预应力筋锚固部的配置透视图。

图3是示出本发明的构造使用双腹板的中空复合梁的方法的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细阐述容易由所属领域中的技术人员执行的实施例。然而，本发明的实施例可被实施为若干形式且并不限于本文中所述的实施例。此外，在附图中，将省略与说明无关的部件以清楚地解释本发明的实施例。在本说明书通篇中，相似的部件由相似的参考编号表示。

在本说明书通篇中，当一部分“包括”元件时，除非另有阐述，否则所述部分可包括所述元件，或者在所述部分中可进一步包括另一元件。

本发明的使用双腹板的中空复合梁500

图2a是示出本发明的使用双腹板的中空复合梁500的配置透视图。

如图2a中所示，可确认，中空复合梁500包括钢梁，钢梁包括底部凸缘510、顶部凸缘520及双腹板530以及预应力筋锚固部540。

参照图3，中空复合梁500是建筑的复合地板系统，且是安装在柱结构之间以支撑甲板板d的钢梁构件。因此，板混凝土被浇注在待组合的中空复合梁500的上部部分上并用作具有预定横截面高度的中空复合梁。

因此，可确认，底部凸缘510被形成为钢板构件，所述钢板构件在中空复合梁500的长度方向(纵向方向)上连续延伸。

可确认，顶部凸缘520也被形成为在中空复合梁500的长度方向上连续延伸的钢板构件，且可确认，顶部凸缘在横向方向上的宽度延伸超过底部凸缘在横向方向上的宽度，且因此可充分确保对于弯矩(bendingmoment)的抵抗性能。

双腹板530由位于顶部凸缘520的下表面与底部凸缘510的上表面之间的两个倾斜板531及532形成，且彼此间隔开的所述两个倾斜板531及532在中空复合梁500的长度方向上连续延伸。

因此，双腹板530用于在于横向方向上彼此间隔开的所述两个倾斜板之间形成内部空间s，且当浇注板混凝土时，使得能够在向下滑动的同时浇注混凝土。所述两个倾斜板531及532被设置成使得横向方向上的宽度在从顶部凸缘到底部凸缘的方向上增加，且内部空间s的下部部分大于内部空间s的上部部分，且因此可确保其中设定有下文所要阐述的预应力筋锚固部540的空间。

此外，当倾斜板531及532向下延伸而使得横向方向上的宽度在向下方向上增加时，倾斜板531及532可被形成为对于中性轴以下的抗拉应力具有抵抗性能，且与具有彼此间隔开的垂直板的双腹板相比，具有非常适宜于确保弯曲强度的结构横截面。

预应力筋锚固部540包括锚固单元400，锚固单元400使得预应力筋300的两个端部分能够使用所述两个倾斜板531及532张紧并锚固，预应力筋300设置在位于所述两个倾斜板531与532之间的内部空间s中，且在中空复合梁500的长度方向上延伸。

在此种情形中，由于锚固单元400是使用所述两个倾斜板531及532进行安装，因此具体使用锚固垂直板543、端面横向固定元件544及预应力筋支撑板545。

也就是说，可确认，所述两个锚固垂直板543从顶部凸缘520的中心部分的下表面a延伸，以在横向方向上彼此间隔开，使得预应力筋300的所述两个端部分延伸到所述两个倾斜板531及532的端面并悬置。

因此，预应力筋300位于所述两个锚固垂直板543之间，且预应力筋支撑板545形成在位于所述两个锚固垂直板543之间的下部部分上，使得预应力筋300不会从其间向下伸出。

所述两个锚固垂直板543形成在预应力筋的所述两个端部分上，且可被安装成在长度方向上以不同的向下延伸长度彼此间隔开，使得预应力筋300维持弧形。

因此，预应力筋300可在长度方向上稳定地悬置和安装在内部空间s中。

此外，参照图2b，由于预应力筋300的端部分被锚固单元400的头部440张紧并锚固，但不处于受支撑状态，因此中空复合梁500进一步包括端面横向固定元件544，端面横向固定元件544具有紧固到所述两个锚固垂直板543的中心部分及紧固到所述两个倾斜板531及532的两个端部分以便用于稳定地设定预应力筋300，预应力筋300位于所述两个锚固垂直板543之间。

因此，尽管所述两个倾斜板531及532与顶部凸缘及底部凸缘整合，且所述两个锚固垂直板543垂直延伸到内部空间s，然而预应力筋300可通过端面横向固定元件544稳定地定位且由端面横向固定元件544支撑。

因此，锚固单元400及锚固楔100用于张紧并锚固预应力筋300。

举例来说，锚固单元400被设定在所述两个倾斜板531及532的端面上，且被设置成穿过锚固单元400的预应力筋300由锚固楔100及可分离螺栓200张紧并锚固。

因此，所引入的预应力可在垂直方向上及在侧向上分布，且通过端面横向固定元件544及所述两个倾斜板531及532有效地引入到中空复合梁500。

本发明的锚固楔100

如图2b及图2c至图2e中所示，插入到并锚固在锚固孔441中的锚固楔100可被形成为使得环绕预应力筋300的多个楔件110由插入到在锚固楔的上部部分中形成的凹槽中的紧固环120紧固，锚固孔441锥化并穿过锚固单元400的头部440。

楔件110通常由钢件形成，且具有在从楔件110的下端(图2b中的左侧)朝向楔件110的上端(图2b中的右侧)的方向上增加的宽度，以对应于头部440的锥形锚固孔441，且所述多个楔件110彼此在侧向上接触并安装成使得紧固环120环绕锚固楔的上部部分，以使得预应力筋330能够与楔件110的内侧接触。

此外，如图2c至图2e中所示，可确认，锚固楔100具有螺栓孔130，且下文将阐述在楔件110中形成螺栓孔130的情形。

可确认，螺栓孔130被形成为水平孔，所述水平孔从楔件110的上端部分a1穿过楔件110的内部延伸以暴露于外部，且具体来说，包括被形成为螺纹凹槽(screwgroove)的紧固部140。

紧固部140使得下文将阐述的可分离螺栓200能够可旋转地紧固到螺栓孔130且不会从螺栓孔130中伸出。因此，紧固部140可被形成为内螺纹部。

此外，螺栓孔130的上端延伸以容纳下文要阐述的可分离螺栓200的旋转螺母240。

作为在其中锚固锚固楔100的构件的锥形锚固孔441形成在锚固单元400的头部440中，且被形成为环绕预应力筋300的锚固楔100被插入到并锚固在锚固孔441中。

如图2b及图2c至图2e中所示，可确认，锚固单元400的头部440进一步包括与锚固孔441连通的内部凹槽420。

因此，形成在楔件110中的螺栓孔130延伸到内部凹槽420，且可确认，被插入到螺栓孔130中的可分离螺栓200的前端部220暴露于内部凹槽420。

也就是说，内部凹槽420具有从锚固孔441的内部表面切出的凹槽的形式，且在锚固单元400的头部440的长度方向上延伸。在可分离螺栓200的前端部220与内部凹槽420的倾斜内表面a2接触并被支撑的状态下，当可分离螺栓200旋转时，以螺纹方式耦合到紧固部140的可分离螺栓200的紧固件230以螺纹方式移动(图2c至图2e的右侧)，且楔件110与锚固孔441分离。

如图2b及图2c至图2e中所示，作为杆形构件的可分离螺栓200用于将锚固楔100与锚固单元400的头部440分离，且包括螺栓本体部210、前端部220、紧固件230及旋转螺母240。

如图2b及图2c至图2e中所示，螺栓本体部210具有要插入到在形成锚固楔100的楔件110中形成的螺栓孔130中的直径，且螺栓本体部210的形成前端部220的部分暴露于内部凹槽420。

接下来，如图2b及图2c至图2e中所示，前端部220可组装到螺栓本体部210的一个前端部分作为膨胀凸缘(expansionflange)，且前表面与内部凹槽420的倾斜内表面接触的面积增加，以用于支持可分离螺栓200的旋转运动。

接下来，如图2b及图2c至图2e中所示，紧固件230被形成为例如紧固到在楔件110中形成的紧固部140的外螺纹部，且紧固到作为内螺纹部的紧固部140，使得执行锚固楔100与锚固孔441分离的螺纹运动。在此种情形中，由于仅需要释放经锚固的预应力筋300，因此不需要过大的力。

接下来，如图2b及图2c至图2e中所示，旋转螺母240以组装方式等一体地形成在螺栓本体部210的头部上，且用于在于楔件110中形成的螺栓孔130的膨胀上端处将螺栓本体部210的头部固定到楔件110，且当旋转螺母240旋转旋转装置(未示出)时，可分离螺栓200旋转以具有旋转力。此外，可确认，旋转螺母240容纳在于楔件110的上端部分a1中形成的凹槽中。

如图2a及图2b中所示，预应力筋300可指代预应力混凝土(prestressedconcrete，pc)钢绞线、钢丝绳等，且当环绕锚固楔100的部分锚固到锚固单元400的头部440时，张紧力被引入，且因此预应力被引入到在其中安装预应力筋300的锚固单元400。

在本发明的具有可分离螺栓的锚固楔100的操作中，首先，如图2c至图2e中所示，其中可分离螺栓200分离锚固在锚固单元400的头部中的锚固楔100、同时可分离螺栓200的紧固件230以可旋转方式(内螺纹及外螺纹方式)紧固到在锚固楔100中形成的紧固部140的操作如下。

首先，如图2c至图2e中所示，可确认，预应力筋300通过锚固楔100锚固在于锚固单元400的头部440中形成的锚固孔441中。

在此种情形中，由于可分离螺栓200的紧固件230可旋转地紧固到在锚固楔100的楔件110中形成的螺栓孔130的紧固部140并插入紧固部140中，因此螺栓本体部210插入到螺栓孔130中并延伸。

因此，具有倾斜凸缘形状的前端部220形成在可分离螺栓200的前端部分上，且前端部220被设定成与内部凹槽420的内表面接触。

此外，可确认，旋转螺母240一体地形成在可分离螺栓200的头部上，且紧固到在锚固楔100的楔件110中形成的螺栓孔130的膨胀上表面。因此，当旋转螺母240旋转时，可分离螺栓200旋转，且紧固到紧固部140的紧固件230旋转，且因此可分离螺栓200以螺固方式在螺栓孔130中移动。

因此，如图2c至图2e中所示，当可分离螺栓200在可分离螺栓200的前端部220与锚固单元400的头部440的内部凹槽420接触的同时在相反方向上旋转时，前端部220与内部凹槽420间隔开，紧固件230以螺固方式沿紧固部140移动，且锚固楔100简单地与锚固单元400的头部440的锚固孔441分离。

因此，当工人仅具有旋转旋转螺母240的旋转装置时，不需要单独的操作及用于张紧预应力筋的空间，且因此可防止预应力筋反弹。

本发明的构造使用双腹板的中空复合梁的方法

图3是示出复合地板系统600的耐火构造方法作为本发明的构造方法的图，本发明的构造方法利用使用具有可分离螺栓的预应力筋锚固部540的中空复合梁500。

耐火构造方法通过使得预应力筋300能够使用可分离螺栓200、锚固单元400及预应力筋锚固部540向中空复合梁500引入预应力，而使得中空复合梁500所具有的强度能够在火灾发生时最大限度地延迟复合地板系统600的劣化。

因此，如图3中所示，将中空复合梁500构造在建筑的柱结构(未示出)之间，且可将中空复合梁500的两个端部分固定到柱结构之间的空间。

如图2a及图3中所示，中空复合梁500包括顶部凸缘520、底部凸缘510及双腹板530，且使得预应力筋300能够使用预应力筋锚固部540、锚固单元400及可分离螺栓200向中空复合梁500引入预应力。

具体来说，将具有可分离螺栓200的锚固楔100以锚固预应力筋300的形式安装在锚固单元400中，且锚固单元400包括彼此整合的锚固板410、螺栓部430及头部440。

因此，可确认，可进一步包括使得锚固单元400的螺栓部430能够固定地紧固到头部440的固定螺母450。

如图2b中所示，可确认，锚固孔441穿过锚固单元400的头部440的中心部分且以锥化方式形成，其中头部440包括螺栓部430。此外，内部凹槽420与锚固孔441连通。

此外，可确认，锚固孔441连续延伸到与六角头部440整合的螺栓部430的内部孔。

预应力筋300穿过具有螺栓部430的头部440，且具有可分离螺栓200的锚固楔100最初锚固在预应力筋300中。

也就是说，将锚固楔100设定成使得多个楔件110由紧固环紧固以环绕预应力筋300。此外，将可分离螺栓200插入到楔件110的螺栓孔130中，且将可分离螺栓200的紧固件230紧固到紧固部140，且因此旋转螺母240容纳在楔件110的膨胀上表面中。

如图2b中所示，通过固定螺母450将螺栓部430固定地安装在锚固板410的一个表面的紧固孔411中。

接下来，张紧预应力筋300，将具有可分离螺栓200的锚固楔100插入到锚固单元400的头部440的锚固孔441中，且将可分离螺栓200的前端部220设定在锚固单元400的内部凹槽420中。

因此，当引入到预应力筋300的张紧力被释放时，可分离螺栓200作为反作用力锚固到锚固单元400。

在此种情形中，如图2c至图2e中所示，即使当需要将锚固楔100与锚固单元400分离时，在可分离螺栓200的头部中形成的旋转螺母240旋转，使得可分离螺栓200的前端部与所要支撑的倾斜内表面接触。在此种情形中，当可分离螺栓200额外地旋转时，旋转被阻止，且锚固楔100从锚固单元400的锚固孔441移动以与锚固孔441分离。

接下来，为构造本发明的复合地板系统，将多个甲板板d安装在中空复合梁500的底部凸缘510上，布置板加强筋，并在所述多个甲板板d上浇注板混凝土。

因此，中空复合梁500与位于甲板板d上的板加强筋被构造成彼此整合并被组合。

根据本发明的使用双腹板的中空复合梁可利用双腹板来更高效地使用内部空间，所述双腹板具有在从顶部凸缘向下的方向上逐渐增加的宽度，且底部凸缘使得甲板板能够支撑在所述底部凸缘的两端的上表面上。

此外，具有可分离螺栓的预应力筋锚固部被安装在由双腹板形成的内部空间中以紧固到双腹板，且因此预应力被稳定地且有效地引入，且因此复合地板系统的耐火性能可得到确保。

此外，根据本发明的使用双腹板的中空复合梁及其构造方法，使用双腹板的中空复合梁包括安装在锚固楔中的可分离螺栓，且仅通过旋转可分离螺栓就使得锚固楔能够与锚固单元分离，且因此可更快速地且更高效地使用锚固楔。

因此，由预应力筋引起的张紧力被部分地调节成使得引入到结构的预应力得到更精确的调节，且因此钢梁可得到非常有效的管理。

此外，传统上，应安装复杂的装置或者应使用辅助的拆卸装置来使用预应力筋引入预应力和拆卸锚固单元。然而，楔可通过由被施加可分离螺栓的简单工具(旋转装置)所引起的旋转力而拔出，且简单的配置使得可确保耐久性。

此外，当由预应力筋过度引入预应力时，预应力筋在释放张紧力之后容易重新张紧，且由于后张紧构件必定需要释放张紧力，因此可通过简单且安全的释放来施加后张紧力，而不会影响作为待锚固构件的结构构件。

对本发明的以上说明仅为示例性的，且所属领域中的技术人员应理解，在不改变技术范围及本质特征的条件下，可以其他具体形式执行本发明。因此，上述实施例应被视为在所有方面上均仅为实例且不用于限制。举例来说，被阐述为单数形式的每一组件可以分布式方式实现，且相似地，被阐述为呈分布式的组件可以耦合方式实现。

本发明的范围是由随附权利要求而非详细说明来界定，且囊括从随附权利要求的含义、范围及其等效形式衍生出的所有润饰及变更。