CN201786045U - 钢梁与先张法预应力叠合梁相结合的房屋结构体系 - Google Patents

钢梁与先张法预应力叠合梁相结合的房屋结构体系 Download PDF

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Abstract

钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，包括楼板、预应力叠合梁、支撑所述叠合梁的大跨度钢梁、与所述钢梁和所述叠合梁相连接的柱，所述叠合梁包括预应力预制主梁和预应力预制次梁，所述主梁用于连接与所述钢梁相垂直的方向上的两个相邻柱，所述预制次梁的端部固定在所述钢梁上，所述预应力叠合梁包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线，所述梁体的端部设置有适于与外部结构相连接的槽钢。H钢梁为两端加腋的钢梁，在梁跨中梁高较小时能够有效控制大跨度钢梁的挠度，从而降低梁中部的高度，降低楼层层高。大跨度梁采用钢梁与采用普通钢筋砼梁相比，减轻了主梁的自重，彻底解决了大跨度砼梁主筋用量由挠度控制，钢筋强度不能充分发挥，配筋量大，造价高的问题。

Description

钢梁与先张法预应力叠合梁相结合的房屋结构体系
技术领域
本实用新型涉及一种房屋结构体系，尤其涉及一种由梁、柱、板构成的房屋结构体系。
背景技术
现有技术中的房屋建造中的主体结构一般是由柱、梁、板组成的结构体系，在该结构体系上添加墙体等结构即可完成整个楼的建造。由上述三者构成的框架结构形式主要有现浇钢筋混凝土框架结构、装配式框架结构，其中装配式框架结构多为钢结构。因为装配式混凝土结构构件接头多结构复杂，且用钢量也很大，整体性差。现浇框架结构整体性好，但是，模板及支撑杆件的搭设与拆除不仅需要大量的人工、材料，而且还极其耗时。现有技术中为了将现浇和预制有效的结合在一起，出现了很多预制整浇的技术方案。而将钢梁和预应力预制梁、现浇板相结合的预制整浇技术比较少。这是由于预制梁本身重量比较大，运输不方便，并且在施工现场安装预制梁又比较复杂。为了克服上述缺点，现有技术中出现了一些对梁体进行改造的技术方案。例如中国专利申请号为CN200910060707.0号实用新型专利申请文件，公开日为2009年7月22日，公开了一种预制空心叠合梁及梁与预制板的现浇施工方法。所述梁体(2)的截面中心设置有通孔(1)，所述梁体(2)的上部设置有与梁体(2)内部架立筋(7)连接的竖向纤维(4)。A.在梁体(2)的上平面两侧相对搁置预制板(3)，在预制板(3)与竖向纤维(4)之间预留浇注缝；B.向梁体(4)上的预制板(3)对接处浇注混凝土，直至埋没竖向纤维(4)，或在梁体(2)及预制板(3)的上方整体浇注混凝土，震捣，抹平，养护凝固后，即成现浇梁板。减轻了梁体(2)的自重，竖向纤维生成叠加效应，适于框架结构的房屋建筑，也适于高层建筑。上述方案通过设置空心梁体，来降低预制梁的重量。但这种空心的预制梁制作工艺复杂、造价高、无可靠的梁与柱，梁与梁的联结节点，框架整体性差，抗震性能差。
传统的预制整浇结构体系当中，主梁通常采用预制混凝土梁或现浇梁，预制混凝土主梁与次梁之间的连接节点结构复杂，整体性能差、抗震性差、节点造价较高。特别当主梁跨度较大时，预制梁截面大，梁重，制作吊装运输难度均较大，实施困难。而现浇主梁与预制次梁施工工艺，其工序多，施工速度慢。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种梁高度小、抗震性能好、施工速度快、制造成本低的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系。
按照本实用新型提供的钢梁与先张法预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，包括楼板、先张法预应力叠合梁、支撑所述叠合梁的大跨度H型钢梁、与所述钢梁和所述叠合梁相连接的钢骨砼柱，所述叠合梁包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线，所述梁体的端部设置有适于与外部结构相连接的型钢，所述叠合梁分为主梁和次梁，所述主梁用于连接与所述钢梁相垂直方向上的两个相邻的钢骨砼柱，所述次梁的端部固定在所述钢梁上。
按照本实用新型提供的钢梁与先张法预应力叠合梁相结合的房屋结构体系还具有如下附属技术特征：
所述先张法预应力叠合梁包括预制部件和现浇部件，所述预制部件为预制梁，所述预制梁包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的所述预应力钢绞线，所述梁体设置有箍筋，所述箍筋的部分伸出所述梁体的上表面，所述型钢的部分埋置于所述梁体内，其余部分露置于所述梁体的端部，所述梁体的至少一个侧壁上沿纵向设置有多个支模孔；
所述钢梁上设置有与所述次梁的端部相连接的连接钢板；
所述钢梁的上翼缘板埋入所述楼板中，所述上翼缘板的两侧焊有角钢剪力键；
所述钢梁的上翼缘板顶靠在所述楼板的底面，所述上翼缘板的表面固定有剪力钉，所述剪力钉埋入所述楼板中；
所述楼板为现浇平板或现浇密肋楼板；
所述钢梁为两端加腋的H钢梁；
所述钢骨砼柱中的钢骨采用螺旋焊接钢管或H钢；
所述钢绞线从梁体伸出的部位设置有扩大头。
按照本实用新型提供的一种钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系与现有技术相比具有如下优点：
(1)采用钢梁与预制梁结合的施工工艺，连接节点结构简单，而且可以多层立体交叉施工，能够大大加快施工进度。(2)H钢梁为两端加腋的钢梁，在梁跨中梁高较小时能够有效控制大跨度钢梁的挠度，从而降低梁中部的高度，降低楼层层高。大跨度梁采用钢梁与大跨度钢筋砼梁相比，减轻了主梁的自重，彻底解决了大跨度砼梁主筋用量由梁挠度控制，钢筋强度不能充分发挥，配筋量大，造价高的问题。(3)本实用新型预制梁采用预应力钢绞线作为主筋的预应力叠合梁，采用预应力钢绞线能够保证具有同样强度的情况下，减少主筋的数量和降低梁体的高度，预制梁用先张法预应力技术在工厂制造，可以在工厂大批量生产，加快施工进度，降低造价。(4)本实用新型将预制梁与钢骨砼柱、钢梁、楼板整体现浇筑能够增强三者的连接强度，整体性好自重轻，抗震性能大大改善。(5)本实用新型在预制梁体的两侧壁上设置了支模孔，而支模孔可将梁作为施工阶段的承重构件承受砼自重和施工荷载，省去了落地承重架。节省施工材料，施工速度快。(6)在施工阶段，自重荷载由钢梁自承重，大空间、高大结构中无需施工临时支柱，施工更为方便，速度快。(7)钢骨砼柱中的钢管中在安装次梁前浇筑有砼，钢管在施工阶段只承受与钢管相连的梁的自重，所以钢骨砼柱中的钢骨用钢量得以大幅减少，降低柱造价。(8)钢梁与次梁间的现浇砼形成的钢梁的加劲肋，能有效提高钢梁下翼缘板平面外的稳定和腹板稳定性，同时使次梁形成连续梁受力而减少梁的配筋。
附图说明
图1是本实用新型房屋结构体系的整体的立体图；
图2是本实用新型钢梁的整体结构图；
图3是本实用新型主梁和次梁的整体结构图；
图4是本实用新型钢梁与楼板结合的剖视图；
图4-1是本实用新型钢梁与楼板另一种结合结构的剖视图；
图5是本实用新型钢梁与次梁、楼板结合的剖视图；
图6是本实用新型主梁与钢骨砼住连接的结构示意图。
具体实施方式
参见图1和图6，在本实用新型给出的一种钢梁2与先张法预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，包括楼板1、先张法预应力叠合梁、支撑所述叠合梁的大跨度H型钢梁2、与所述钢梁2和所述叠合梁相连接的钢骨砼柱3，所述叠合梁包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线4，所述梁体的端部设置有适于与外部结构相连接的型钢5，所述叠合梁分为主梁6和次梁7，所述主梁6用于连接与所述钢梁2相垂直方向上的两个相邻的钢骨砼柱3，所述次梁7的端部固定在所述钢梁2上。
所述先张法预应力叠合梁包括预制部件和现浇部件，所述预制部件为预制梁，所述预制梁包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的所述预应力钢绞线4，所述梁体设置有箍筋9，所述箍筋9的部分伸出所述梁体的上表面，所述型钢5的部分埋置于所述梁体内，其余部分露置于所述梁体的端部，所述梁体的至少一个侧壁上沿纵向设置有多个支模孔8。
本实用新型所谓的钢绞线4是采用多股钢丝编织而成的，该种钢绞线4强度高，在采用先张法拉伸后，砼梁能够产生较高的预应力，将该类钢绞线4埋设于叠合梁中作为主筋，能大幅降低梁的用钢量。
本实用新型所称的先张法预应力叠合梁中的预制梁是指梁体设置有箍筋9，箍筋9的部分伸出梁体的上表面，所述箍筋9与钢绞线4绑扎在一起，留置在梁体上表面的箍筋9用于楼板1的建造，从而使梁体与楼板1构成一体结构。该种形式的梁体被称为预制叠合梁，预制叠合梁分为主梁6和次梁7，其中主梁6主要安装在钢管31之间，而次梁7则安装在钢梁2之间。主梁6和次梁7在局部结构上会略有不同，但其主要的构成却是相同的。对于主梁6和次梁7的命名主要是以叠合梁在安装时所处的位置不同而定。
如图1所示，本实施例提供的钢梁2为H钢梁，包括上翼缘板22、下翼缘板24和连接所述上翼缘板与下翼缘板的腹板，在腹板的两侧和上翼缘板22之间焊接有连接钢板21，用于实现上述的钢梁2与次梁7端部的连接，在次梁7的端部埋有型钢5，型钢5与连接钢板21通过螺栓固定连接，在型钢5与连接钢板21连接固定后，钢梁2与次梁7的端部之间连接的空隙处，浇筑砼一体成形。使钢梁与次梁形成整体，而且改善了钢梁的整体稳定和腹板的局部稳定，同时使钢梁形成连续梁结构。本实施例中型钢5采用槽钢。
如图4所示，钢梁2的上翼缘板22埋入楼板1中，并在上翼缘板22的两侧焊有角钢剪力键23，来提高钢梁与砼间的抗剪能力。除此以外，如图4-1所示，钢梁2的上翼缘板22可以不埋入楼板1中，而是紧贴在楼板1的底部，而在上翼缘板22上设剪力钉，来达到抗剪能力。本实施例中的楼板1为现浇密肋楼板。也可为现浇平板。
本实施例中，先张法预应力叠合梁包括预制部件和现浇部件。预制部件为预制梁，所述预制梁包括梁体，上述叠合梁中作为主筋的预应力钢绞线4就埋设于所述预制梁的梁体中。所述梁体设置有箍筋9，且所述箍筋9的部分伸出所述梁体的上表面。现浇部分是叠合梁的上部主筋与箍筋9绑扎后与楼板1混凝土同时浇筑而形成的。所述梁体的至少一个端部设置有适于与外部结构相连接的型钢5，所述型钢5的部分埋置于所述梁体内，其余部分露置于所述梁体的端部，本实施例中型钢5采用槽钢。
参见图1和图2，在本实用新型给出的上述实施例中，所述钢绞线4采用先张法施工埋设于所述梁体1中，且所述钢绞线4的数量为3-8根。具体可以选择为4根或6根。本实施例为4根。采用先张法施工埋设于梁体中的钢绞线4用量相比于传统的用钢量大大减少。
如图3所示，在本实用新型给出的上述实施例中，4根所述钢绞线4埋设于所述梁体的下部，所述梁体的上部也埋设有采用先张法施工的2根预应力钢绞线4。在本实用新型中下部4根钢绞线4用于产生预应力，而上部2根钢绞线4用于平衡下部钢绞线4的放张产生的反弯矩，使梁体免于在放张时由于钢绞线4收缩梁的上表面产生裂缝。为了减少上部钢绞线4在放张时砼局部损坏，可以在上部钢绞线4伸出梁体端部的位置设置螺旋箍。当然，所述上部钢绞线4也可以为高强度钢丝。
在本实用新型给出的上述实施例中，本实用新型在梁体的两侧壁上设置了支模孔8，所述支模孔8用于安装楼板支模构件，楼板1与叠合梁整浇过程中，楼板模板均可以通过支模孔8进行安装，使得模板无需设置落地承重架，该结构也能够实现多层结构立体交叉施工的目的。因此，该支模孔8可将叠合梁作为施工阶段的承重构件承受砼自重。无需设置密集的落地脚手架等承重架，利于房屋多个工序的同步进行，提高了房屋的建造速度。所述支模孔8的应用进一步的加快了施工进度，同时降低模板造价。
如图3所示，在本实用新型给出的上述实施例中，所述梁体上的所有支模孔8位于同一水平线上，所述支模孔8为通孔，将所有支模孔8设置在同一水平线上，能够保证安装在支模孔8处的模板处于同一平面，从而保证整个楼板1的平整度。所述支模孔8为通孔，模板的支撑件可以直接穿过。当然该支模孔8也可以设置成盲孔，并且在梁体的两侧分别设置，该盲孔也可以用于安装模板。但设置通孔是最优的方案，加工方便，使用也更加简单。
如图6所示，在本实用新型给出的上述实施例中，所述钢骨砼柱3中的钢管采用螺旋焊接钢管31或H钢。所述螺旋焊接钢管31或H钢的梁柱连接处与所述主梁6的连接处设有连接件32，所述主梁6的梁体端部设置有上述型钢5，所述型钢5的部分埋置于所述梁体内，其余部分露置于所述梁体的端部，所述主梁6搁置在所述柱的每层联接处，且所述型钢5与所述连接件32连接在一起。穿过主梁6型钢5中的穿孔52与主梁中的预制梁连接。本实用新型在主梁6的端部设置有型钢5，该型钢5作为主梁6安装时的支撑件，使得主梁6在初期安装时能够放置在柱上。当叠合梁与柱浇筑在一起时，该型钢5又作为两者的抗剪构件，提高了连接处的截面抗剪强度。本实用新型的型钢5可以为槽钢、钢板、角钢或工字钢。
在本实用新型给出的上述实施例中，本实用新型中的柱是现浇的钢骨砼柱3，钢骨砼柱3中的钢管31作为结构构件，该结构构件可以提高柱的强度，同时可以在该钢管31上焊接连接件32。在建造上层柱时，所述钢管31又用于与上层柱中的钢管31进行连接，使得上下两层柱连接成一个整体。
参见图1至图6，在本实用新型给出的上述实施例中，所述楼板1现浇平板或密肋楼板。楼板1、主梁6和次梁7中的现浇部件、钢梁2与钢管31的连接节点、钢梁2与次梁7中的预制梁连接节点采用整体现浇筑，从而形成一个整体结构。采用预制叠合梁与现浇柱、现浇板结合的结构，不仅有效的利用了预制叠合梁所具有的优点，而且使得三者结合的整体性提高，具有较好的抗震性能。
参见图3，在本实用新型给出的上述实施例中，由于梁体的端部与外部构件的间隙很小，不足以使钢绞线4进行弯曲。为此，本实用新型在钢绞线4伸出部位设置了缺口12，钢绞线4在缺口12内弯曲，然后与外部构件进行连接。所述缺口12的深度为50mm-150mm。该缺口为小缺口，该小缺口能够满足钢绞线弯曲所需要的空间。

Claims (9)

1.钢梁与先张法预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：包括楼板(1)、先张法预应力叠合梁、支撑所述叠合梁的大跨度H型钢梁(2)、与所述钢梁(2)和所述叠合梁相连接的钢骨砼柱(3)，所述叠合梁包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线(4)，所述梁体的端部设置有适于与外部结构相连接的型钢(5)，所述叠合梁分为主梁(6)和次梁(7)，所述主梁(6)用于连接与所述钢梁(2)相垂直方向上的两个相邻的钢骨砼柱(3)，所述次梁(7)的端部固定在所述钢梁(2)上。
2.如权利要求1所述的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：所述先张法预应力叠合梁包括预制部件和现浇部件，所述预制部件为预制梁，所述预制梁包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的所述预应力钢绞线(4)，所述梁体设置有箍筋(9)，所述箍筋(9)的部分伸出所述梁体的上表面，所述型钢(5)的部分埋置于所述梁体内，其余部分露置于所述梁体的端部，所述梁体的至少一个侧壁上沿纵向设置有多个支模孔(8)。
3.如权利要求1所述的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：所述钢梁(2)上设置有与所述次梁(7)的端部相连接的连接钢板(21)。
4.如权利要求1所述的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：所述钢梁(2)的上翼缘板(22)埋入所述楼板(1)中，所述上翼缘板(22)的两侧焊有角钢剪力键(23)。
5.如权利要求1所述的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：所述钢梁的上翼缘板(22)顶靠在所述楼板(1)的底面，所述上翼缘板(22)的表面固定有剪力钉(24)，所述剪力钉(24)埋入所述楼板(1)中。
6.如权利要求4或5所述的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：所述楼板(1)为现浇平板或现浇密肋楼板。
7.如权利要求1所述的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：所述钢梁(2)为两端加腋的H钢梁。
8.如权利要求1所述的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：所述钢骨砼柱(3)中的钢骨(31)采用螺旋焊接钢管或H钢。
9.如权利要求1所述的钢梁与预应力叠合梁相结合的房屋结构体系，其特征在于：所述钢绞线(4)从梁体伸出的部位设置有扩大头41。
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C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120726

Address after: 312000 Zhejiang Province, Shaoxing Zhongxing Road No. 339 building Huahui Changan

Patentee after: Huahui Engineering Design Group Co., Ltd.

Address before: 312000 Zhejiang Province, Shaoxing Zhongxing Road No. 339 building Huahui Changan

Co-patentee before: Huahui Engineering Design Group Co., Ltd.

Patentee before: Yang Feng

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ZHEJIANG ZHONGWEI BUILDING ENGINEERING CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: HUAHUI ENGINEERING DESIGN GROUP SHARES CO., LTD.

Effective date: 20150831

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150831

Address after: 325000, Zhejiang Wenzhou hi tech Industrial Development Zone, Wenzhou entrepreneurial Service Center incubator incubator building six, 618

Patentee after: ZHEJIANG ZHONGWEI CONSTRUCTION ENGINEERING DESIGN CO., LTD.

Address before: 312000 Zhejiang Province, Shaoxing Zhongxing Road No. 339 building Huahui Changan

Patentee before: Huahui Engineering Design Group Co., Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: ZHEJIANG ZHONGWEI CONSTRUCTION ENGINEERING DESIGN CO., LTD.

Assignor: Huahui Engineering Design Group Co., Ltd.

Contract record no.: 2015330000214

Denomination of utility model: Building structure system combined with steel beam and pre-tensioned prestressing superposed beam and construction method for building structure system

Granted publication date: 20110406

License type: Exclusive License

Record date: 20150731

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110406

Termination date: 20170928

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee