一种实腹式钢箱转换梁及该转换梁与钢筋混凝土剪力墙的连接构造
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种实腹式钢箱转换梁及该转换梁与钢筋混凝土剪力墙的连接 构造。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的发展，建筑行业对建筑结构提出了越来越高的要求，促进了建筑 结构不断向大跨度、轻型、环保、多功能等方向发展，传统的结构已不能满足现代建筑结构 的要求，钢混凝土组合结构以其承载能力高、自重轻、结构尺寸小、抗震性能好、施工便利等 优点，在桥梁、工业厂房、高层建筑、城市立交桥等工程中得到了广泛的应用，成为建筑结构 的重要发展方向之一。
[0003] 图1示出了现有技术中能够用作转换梁的闭口钢箱-混凝土组合梁，该组合梁包 括钢箱梁和混凝土 9,钢箱梁具有由顶板1、底板2和两块腹板3连接而成的管形主体，该管 形主体的内腔中设有沿管形主体轴向分布的多块横向隔板4,每一块横向隔板4均设有混 凝土流通孔4a，横向隔板4的布置数量和间隔距离应按钢结构设计规范GB50017的4. 3节 中关于加劲肋的规定进行设置。混凝土 9充填在该管形主体的内腔中，两块腹板3的外壁 上均设有上纵向加劲肋5、下纵向加劲肋6以及对应每一块横向隔板4设有一道横向加劲肋 7,上纵向加劲肋5和下纵向加劲肋6均沿管形主体的轴向延伸，每一道横向加劲肋7均设 置在上纵向加劲肋5与下纵向加劲肋6之间。这种组合梁由于在箱室中充填了混凝土，使 受压区钢板的局部屈曲强度大为提高，有利于钢材强度的充分发挥，刚度比较大，并且具有 更好的延性，因填充了混凝土，翘曲和畸变受到一定的约束，使结构的扭转性能更优于其他 形式的截面。
[0004] 但上述现有的闭口钢箱-混凝土组合梁用作转换梁仍存在以下不足：
[0005] 第一，为了避免过大和过多的混凝土浇灌孔对转换梁的刚度和抗剪承载力造成影 响，上述组合梁在现有技术中仅通过在顶板DINGBAN上开设1~2个混凝土浇灌孔来将混 凝土浇灌入钢箱梁GXL的内腔NQ中，使得混凝土的施工浇灌过程比较麻烦，并且容易产生 钢箱梁GXL的内腔NQ未被混凝土 HNT填充完全的问题；
[0006] 第二，上述组合梁的钢箱梁GXL组件用钢量多，自重比较大，因此，上述组合梁难 以适用于高层建筑中的悬挑转换、大跨度转换，并且还会使得建筑上部结构成本提高、地基 负重增大、建筑整体造价升高的问题；
[0007] 第三，对于转换梁之上设有钢筋混凝土剪力墙的情况，上述组合梁的钢箱梁GXL 需要作特殊的构造处理才能确保与钢筋混凝土剪力墙的连接可靠性，这样的连接成本较 高、施工繁琐。 【实用新型内容】
[0008] 本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种实腹式钢箱转换梁及该转换梁与钢 筋混凝土剪力墙的连接构造。
[0009] 解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
[0010] -种实腹式钢箱转换梁，包括钢箱梁和混凝土，所述钢箱梁具有由顶板、底板和两 块腹板连接而成的管形主体，该管形主体的内腔中设有沿管形主体轴向分布的多块横向隔 板，每一块横向隔板均设有混凝土流通孔，所述混凝土充填在该管形主体的内腔中，所述两 块腹板的外壁上均设有上纵向加劲肋、下纵向加劲肋以及对应每一块所述横向隔板设有一 道横向加劲肋，上纵向加劲肋和下纵向加劲肋均沿管形主体的轴向延伸，每一道横向加劲 肋均设置在上纵向加劲肋与下纵向加劲肋之间，其特征在于：所述顶板对应于转换梁的每 一跨均设有一组局部敞口，每一组局部敞口均包括一个混凝土浇灌口和至少两个排气孔； 每一组所述局部敞口中的混凝土浇灌口均设置在所述转换梁对应跨的中间位置，并且该混 凝土浇灌口的最大长度设置在所述顶板位于所述转换梁对应跨范围内长度的^至+之间、 最大宽度设置在所述顶板宽度的f至i之间；每一组所述局部敞口均在所述转换梁对应跨 3 2 的两个负弯矩区范围内分别设有至少一个排气孔，并且每一个排气孔均位于相邻两块所述 横向隔板之间的间隔空间上方。
[0011] 为了提高钢箱梁内腔中充填混凝土的浇筑质量，作为本实用新型的改进，所述横 向隔板还设有四个混凝土流通缺口，该四个混凝土流通缺口分别位于所述横向隔板的四角 位置，所述混凝土流通孔位于所述横向隔板的中心位置。
[0012] 作为横隔板的优选实施方式，所述的混凝土流通孔为由矩形中部、半圆形上部和 半圆形下部组成的异形孔，所述的混凝土流通缺口为扇形缺口。
[0013] 为了提高钢箱梁的抗弯承载能力并且提高腹板的稳定性，所述两块腹板的外壁上 均增设有两道中间纵向加劲肋；每一道中间纵向加劲肋均沿所述管形主体的轴向延伸，位 于同一块腹板上的两道中间纵向加劲肋在该腹板上的上纵向加劲肋与下纵向加劲肋之间 均匀间隔分布。
[0014] 作为本实用新型的一种优选实施方式，所述管形主体的内腔中设有纵向隔板，该 纵向隔板沿所述管形主体的轴向延伸并将所述管形主体的内腔分隔为上箱室和下箱室；所 述混凝土流通孔位于上箱室内，所述混凝土填充在所述上箱室内，所述下箱室中无混凝土 填充。
[0015] 为了提高上箱室中充填混凝土的浇筑质量，作为本实用新型的改进，所述横向隔 板还设有四个混凝土流通缺口，该四个混凝土流通缺口分别设置在所述横向隔板位于上箱 室内的部分的四角位置。
[0016] 为了避免应力集中，作为混凝土浇灌口的优选实施方式，所述的混凝土浇灌口为 由矩形中部、半圆形前部和半圆形后部组成的异形敞口。
[0017] 为了避免应力集中，作为排气孔的优选实施方式，所述的排气孔为圆形开孔。
[0018] 在转换梁之上设有钢筋混凝土剪力墙的情况下，所述顶板位于所述混凝土浇灌口 之外的上端面部位设有两道用于连接钢筋混凝土剪力墙的钢板，该两道钢板均沿所述管形 主体的轴向延伸。
[0019] -种转换梁与钢筋混凝土剪力墙的连接构造，包括转换梁和设置在该转换梁之上 的钢筋混凝土剪力墙，其特征在于：所述转换梁采用实腹式钢箱转换梁；所述钢筋混凝土 剪力墙的两排钢筋中位于所述实腹式钢箱转换梁混凝土浇灌口范围内的钢筋下端均从混 凝土浇灌口伸入所述管形主体的内腔内并锚固在所述混凝土中、位于所述实腹式钢箱转换 梁混凝土浇灌口范围之外的钢筋下端分别与所述实腹式钢箱转换梁的两道钢板焊接固定。
[0020] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0021] 第一，参见图2至图7,本实用新型通过在钢箱梁的顶板1对应于转换梁的每一跨 均设置一组包括一个混凝土浇灌口 la和至少两个排气孔lb的局部敞口，将混凝土浇灌口 la均设置在转换梁对应跨的中间位置，并且每一组局部敞口均在转换梁对应跨的两个负弯 矩区范围内分别设置至少一个排气孔lb，从而，对于采用本实腹式钢箱转换梁的转换层来 说，在钢箱梁焊接施工完成后，混凝土 9能够分别从顶板1上的各个混凝土浇灌口 la浇灌 到钢箱梁的内腔a中，并且混凝土 9从混凝土浇灌口 la进入后能够通过各块横向隔板4上 的混凝土流通孔4a流向转换梁每一跨的两端，并且，在混凝土9的流动过程中，钢箱梁内腔 a中的空气通过顶板1上的各个排气孔lb被排出至钢箱梁之外，使得混凝土 9能够快速的 完成对钢箱梁内腔a的充填，极大的方便了施工过程中混凝土 9的浇灌、提高了混凝土的浇 灌效率；
[0022] 本实用新型将局部敞口的分布方式设置为：每一个混凝土浇灌口 la均位于转换 梁对应跨的中间位置且最大长度L1设置在顶板1位于转换梁对应跨范围内长度L2的|至 4之间、最大宽度W1设置在顶板1宽度W2的+个之间，每一个排气孔lb均设置在负弯矩 区范围内且位于相邻两块横向隔板4之间的间隔空间上方，通过这样的分布方式最大限度 的降低局部敞口开设对钢箱梁的承载力造成的不良影响，确保了通过开设局部敞口来提高 混凝土浇灌效率的可行性；经过对本实腹式钢箱转换梁与现有的闭口钢箱-混凝土组合梁 进行有限元计算分析比较，上述局部敞口对本实腹式钢箱转换梁的承载力影响较小，本实 腹式钢箱转换梁的正截面抗弯性能、抗扭性能、竖向抗剪性能和局部稳定性能相较于现有 技术中未开局部敞口的闭口钢箱-混凝土组合梁未降低；
[0023] 由于本实用新型在钢箱梁的顶板1开设了多个大面积的混凝土浇灌口 la在不影 响钢箱梁承载能力的前提下尽可能的扩大了局部敞口的面积，显著的降低了钢箱梁的用钢 量和自重，不但省料省工，还能使得建筑上部结构成本降低、减轻地基负重、进一步降低建 筑的整体造价；而且，本实腹式钢箱转换梁由于还能够具有足够大的强度和承载力，因此， 本实腹式钢箱转换梁适用于高层建筑中的悬挑转换、大跨度转换，能够确保高层建筑中转 换层的设置的可行性；
[0024] 综上所述，本实用新型的实腹式钢箱转换梁能够在正截面抗弯性能、抗扭性能、竖 向抗剪性能和局部稳定性能相