大幅降低层高的钢板砼组合梁的制作方法

1.本实用新型涉及建筑工程、市政工程、道桥工程、水利工程、交通运输、室内设计、旧区改造、装饰、矿业工程等等工程技术领域。


背景技术：

2.在公知的技术领域，建筑层高及总高，直接影响城市规划、航空安全等等要求的相关规定,限高范围内的建筑层数受到层高的制约，进而影响总建筑面积，容积率等等技术经济指标，要想获得更好的效益，就要尽可能降低层高，而决定层高的因素中，梁高是首当其冲的因素，因此尽可能降低梁高，才能解决这些问题；再如：道桥工程中，净空尺寸也直接影响交通运输的安全运行，要想争取更开阔的净空尺寸，也应尽可能的降低道桥工程中的梁高
……
。现有技术中，钢筋砼梁的梁高较高，使得层高相应提高，梁下使用空间压抑沉闷，此时如果降低层高，会压低使用空间的净高，影响使用功能及舒适度。采用的宽扁梁、预应力梁虽然可以适当降低梁高，但受到挠度、裂缝等等问题的困扰，效果有限，同时这些技术方案存在耗材大幅度增加、施工工艺复杂、工期长、造价高等问题。因此，有必要提出一种新的技术方案解决这些问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提出的大幅降低层高的钢板砼组合梁，实现在相同的使用条件下，大幅度降低梁高，从而大幅度降低层高。解决现有技术中，钢筋砼梁的梁高较高；宽扁梁、预应力梁存在的耗材大幅度增加、施工工艺复杂、工期长、造价高等问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：大幅降低层高的钢板砼组合梁，包括梁顶钢板、梁底钢板、梁侧钢板、加劲肋钢板、砼、防火涂料面层等，采用梁顶钢板代替钢筋砼梁中的上部受力筋；采用梁底钢板代替钢筋砼梁中的下部受力筋；采用梁侧钢板代替钢筋砼梁中的箍筋。通过焊缝将梁侧钢板与梁顶钢板、梁底钢板三者焊接成箱型截面，并根据内力大小所对应的“配筋率”、“配箍率”大小，通过调节钢板厚度，实现与相应“配筋率”、“配箍率”匹配的钢板型号，达到经济合理的要求，为保证梁外观光滑美观，钢板厚度变化连接处，凸凹面设置在箱型截面内腔。在各块钢板焊接成的箱型截面内腔浇筑砼，即可形成该钢板砼组合梁。为了加强钢板与砼的连接及传力性能，在钢板上均匀焊接栓钉，当梁高≥500mm时，按梁高的等分点焊接1～n组,等间距的水平加劲肋钢板，提高对内部砼的约束作用；当梁宽≥400mm时，按梁宽的等分点焊接1～m组,等间距的垂直加劲肋钢板，提高对内部砼的约束作用，并协助梁侧钢板承受剪力。由于各块钢板围合焊接的箱体完全封闭，以及水平加劲肋钢板与垂直加劲肋钢板的加持作用，内部浇筑的砼受到全面约束，使得该钢板砼组合梁具有远超现有钢筋砼梁的“箍套效应”、“暗拱效应”，改善了内部约束砼的应力状态，能更充分地发挥其性能，该钢板砼组合梁的承载力、抗变形能力远超现有钢筋砼梁。另外，由于钢材优异的应变能力，不会出现因砼抗裂性能缺陷所产生的裂缝，故该钢板砼组合梁的抗裂性非常好。
5.优先的，所述大幅降低层高的钢板砼组合梁，在承受荷载、抗震设防烈度、跨度等相同的使用条件下，能将梁高减小到现有技术的钢筋砼梁之高度的50％以下。同时，用梁顶钢板、梁底钢板、梁侧钢板、加劲肋钢板代替现有技术的钢筋砼梁的负筋、底筋、箍筋、拉结筋，避免了耗材较高、费工费时的钢筋加工、连接、绑扎、模板制作、安装、支护等等分项工程。钢板的加工、焊接等等均在工厂制作，精度和质量能充分保证，工业化水平高，降低劳动强度，提高工作效率。非常符合国家正在大力推广的，以绿色发展为理念，以建筑工业化为核心的，绿色建筑、装配式建筑等建筑产业政策。
6.优先的，所述大幅降低层高的钢板砼组合梁的梁顶钢板，受力状态与现有钢筋砼梁的梁顶负筋相同，其宽度为b-2t3、厚度为t1，具体取值根据内力、挠度、抗震设防烈度、焊接等工艺要求的相关构造措施等确定。
7.优先的，所述大幅降低层高的钢板砼组合梁的梁底钢板，受力状态与现有钢筋砼梁的梁底钢筋相同，其宽度为b-2t3、厚度为t2，具体取值根据内力、挠度、抗震设防烈度、焊接等工艺要求的相关构造措施等确定。
8.优先的，所述大幅降低层高的钢板砼组合梁的梁侧钢板，受力状态与现有钢筋砼梁的箍筋相同，其高度为h、厚度为t3，具体取值根据剪力、抗震设防烈度、焊接等工艺要求的相关构造措施等确定。同时，梁侧钢板上部对应楼板位置设矩形孔，兼具浇筑、穿筋、排气等作用。
9.优先的，所述大幅降低层高的钢板砼组合梁的栓钉，均匀焊接在所围合箱体的钢板内侧的梁顶钢板、梁底钢板、梁侧钢板上，加强各块钢板与砼的连接及传力性能。
10.优先的，所述大幅度降低层高的钢板砼组合梁的水平加劲肋钢板，受力状态与现有钢筋砼梁的拉结筋相同，用于梁高≥500mm时，按梁高的等分点焊接1～n组,等间距的水平加劲肋钢板，提高对内部砼的约束作用。
11.优先的，所述大幅降低层高的钢板砼组合梁的垂直加劲肋钢板，受力状态与现有钢筋砼梁多肢箍筋之内侧箍筋相同，用于梁宽≥400mm时，按梁宽的等分点焊接1～m组,等间距的垂直加劲肋钢板，提高对内部砼的约束作用，并协助梁侧钢板承受剪力。
12.由于钢筋砼梁的梁高较高，使得层高相应提高，梁下使用空间压抑沉闷，影响使用功能及舒适度。采用的宽扁梁、预应力梁等技术方案，效果有限，同时这些技术方案存在耗材大幅度增加、施工工艺复杂、工期长、造价高等问题。相比而言，本实用新型具有下述优点：各块钢板围合焊接的箱体完全封闭，使得内部浇筑的砼收到全面的约束，还有加劲肋钢板的加持作用，大幅度提高了该钢板砼组合梁的“箍套效应”、“暗拱效应”，改善了内部约束砼的应力状态，能更充分地发挥其性能，大幅度提高了该钢板砼组合梁的承载力、抗变形能力。在抗震设防烈度、承受荷载、跨度等等相同的使用条件下，能将梁高减小到现有技术的钢筋砼梁之高度的50％以下。另外，该钢板砼组合梁的抗裂性优异。精度和质量能充分保证，工业化水平高，降低劳动强度，提高工作效率。非常符合国家正在大力推广的建筑产业政策。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对
于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型提出的大幅降低层高的钢板砼组合梁的剖面示意图
14.图2为本实用新型提出的大幅降低层高的钢板砼组合梁，当梁高≥500mm时，设置水平加劲肋钢板；当梁宽≥400mm时，设置垂直加劲肋钢板的剖面示意图
15.图3为本实用新型提出的大幅降低层高的钢板砼组合梁的侧视图
16.图4为钢板厚度变化做法的节点详图
17.图中标号：
18.1、梁顶钢板；2、梁底钢板；3、梁侧钢板；4、水平加劲肋钢板；5、垂直加劲肋钢板；6、矩形孔；7、栓钉；8、防火涂料；9、厚钢板；10、薄钢板；11、平缓过渡段；12、焊缝；13、砼
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1所示，本实用新型提出的大幅降低层高的钢板砼组合梁，梁宽为，梁高为h，包括梁顶钢板1、梁底钢板2、梁侧钢板3、矩形孔6、栓钉7、防火涂料面层8、砼13。梁顶钢板1宽度为b-2t3、厚度为t1，具体取值根据内力、挠度、抗震设防烈度、焊接等工艺要求的相关构造措施等确定；梁底钢板2宽度为b-2t3、厚度为t2，具体取值根据内力、挠度、抗震设防烈度、焊接等工艺要求的相关构造措施等确定；梁侧钢板3高度为h、厚度为t3，具体取值根据剪力、抗震设防烈度、焊接等工艺要求的相关构造措施等确定。为方便浇筑砼13，并顺利穿过楼板或次梁的受力钢筋、排除所浇筑砼内的气泡，在梁侧钢板3上部对应楼板位置，等间距设置矩形孔6。
21.如图2和图3所示，本实用新型提出的大幅降低层高的钢板砼组合梁，梁截面尺寸较大时，核心处砼距离周围钢板较远，周围钢板对其约束作用降低，砼的力学性能不能充分发挥，为改善这种不利状况，当梁高h≥500mm时，按梁高的等分点焊接1～n组(组数n根据梁高h、以各组间距不大于500mm的要求递增，各组间距＝h/n),等间距(该间距2d见图3所示)的水平加劲肋钢板4，板厚为t4(根据计算分析结果确定)，提高对内部砼的约束作用；当梁宽b≥400mm时，按梁宽的等分点焊接1～m组(组数m根据梁宽b、以各组间距不大于400mm的要求递增，各组间距＝b/m),等间距(该间距2d见图3所示)的垂直加劲肋钢板5，板厚为t5(根据计算分析结果确定)，提高对内部砼的约束作用，并协助梁侧钢板3承受剪力。对于截面尺寸较大，梁高、梁宽同时超过上述限值的梁，为实现水平加劲肋钢板4与垂直加劲肋钢板5协同工作，两者宽度均为e，且彼此焊接成网格状。
22.如图3所示，矩形孔6，其高度为c、宽度为d(c、d的取值按照梁内力大小、楼板厚度、焊接和穿筋等构造要求等情况而定，为避免尺寸过于琐碎，方便标准化，矩形孔等间距取2d，即孔边距取d)，水平加劲肋钢板4与垂直加劲肋钢板5，彼此焊接成网格状，按照等间距取2d，焊接在矩形孔6之间的梁侧钢板3，以及梁顶钢板1、梁底钢板2上。
23.如图4所示，本实用新型提出的大幅降低层高的钢板砼组合梁，梁顶钢板1的厚度t1、梁底钢板2的厚度t2、梁侧钢板3的厚度t
3，
三者均根据内力大小所对应的“配筋率”、“配
箍率”大小，采用不同厚度，实现与相应“配筋率”、“配箍率”匹配的钢板型号，达到经济合理的要求，为保证梁外观光滑美观，钢板厚度变化连接处，凸凹面设置在箱型截面内腔，在梁侧钢板3的厚度t3变化处，与梁侧钢板3焊接的梁顶钢板1、梁底钢板2的宽度b-2t3，也随t3的变化而变化，使梁宽b保持不变，也保证了梁外观光滑美观。在各块钢板厚度变化连接处，采用图中
24.所示坡度值≤1:2.5的平缓过渡段。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。