本發(fā)明屬于住宅建筑中鋼-混凝土組合梁領(lǐng)域，具體為一種防火防屈曲的裝配式組合梁，適用于多、高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅中的組合梁。

背景技術(shù)：

目前，在鋼結(jié)構(gòu)住宅中，樓板是承力傳力的重要構(gòu)件，且考慮到使用舒適度，鋼結(jié)構(gòu)住宅均適用混凝土板作為樓板。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)通常將栓釘作為剪力連接件焊接在型鋼上，并在鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)和模板支護(hù)完成后，澆筑混凝土而成。在制作過(guò)程中，傳統(tǒng)組合梁需要在現(xiàn)場(chǎng)完成，因鋼筋網(wǎng)的綁扎鋪設(shè)、模板的支護(hù)和混凝土的養(yǎng)護(hù)等一系列措施很大程度的延長(zhǎng)了施工周期，提高了成本。

鋼材是各向同性、拉壓等強(qiáng)的材料，良好的塑性使得鋼結(jié)構(gòu)住宅在抗震方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，且鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件更加適合工廠制造，可以回收利用，是滿足可持續(xù)發(fā)展需要的新型建筑體系。相比于混凝土構(gòu)件，常用鋼構(gòu)件均為薄壁構(gòu)件，它的承載力往往由其本身的穩(wěn)定性來(lái)控制，失穩(wěn)使得受壓鋼構(gòu)件在遠(yuǎn)未達(dá)到受壓屈服應(yīng)力的情況下就失去承載力，無(wú)法充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度。此外，鋼材的耐久性差，需要通過(guò)特種涂料解決其防腐、防火等問(wèn)題，而鋼構(gòu)件通常肢寬壁薄，表面積很大，后期防護(hù)涂料的成本大大增加了工程造價(jià)。

綜上所述，鋼混材料的裝配、鋼材的穩(wěn)定性能及防護(hù)成本仍舊是制約裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要因素。因此需要一種穩(wěn)定性能好，防護(hù)成本低、且便于裝配的組合梁構(gòu)件，可發(fā)揮裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中鋼梁與混凝土板難以裝配、鋼構(gòu)件穩(wěn)定性差、后期防腐、防火造價(jià)高等問(wèn)題，提供了一種穩(wěn)定性高、外露面積小、防腐防火、安裝便捷、易于裝配的防火防屈曲的裝配式組合梁。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種防火防屈曲的裝配式組合梁：包括預(yù)制鋼筋混凝土板、外包混凝土鋼梁以及摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副；所述摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副包括摩擦型高強(qiáng)螺栓桿、墊圈和螺母；所述外包混凝土鋼梁包括h型鋼梁和外包混凝土，所述h型鋼梁的上下翼緣在關(guān)于腹板對(duì)稱的左右兩側(cè)留有對(duì)稱的螺栓孔，所述摩擦型高強(qiáng)螺栓桿穿過(guò)h型鋼梁的上下翼緣的螺栓孔、且位于h型鋼梁的下翼緣上表面及上翼緣下表面旋擰有墊圈及螺母，在h型鋼梁的上下翼緣與腹板圍成的區(qū)域內(nèi)澆筑外包混凝土，將摩擦型高強(qiáng)螺栓桿預(yù)埋在內(nèi)；所述預(yù)制鋼筋混凝土板上設(shè)有與h型鋼梁所設(shè)螺栓孔對(duì)應(yīng)的通孔，所述摩擦型高強(qiáng)螺栓桿上部穿過(guò)通孔、并通過(guò)墊圈和螺母旋擰固定。

本發(fā)明的構(gòu)思是將摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副與預(yù)制鋼筋混凝土板、外包混凝土鋼梁相結(jié)合成為一種新型的裝配式組合梁，使其實(shí)現(xiàn)防火防屈曲的功能，此種組合梁在現(xiàn)有技術(shù)中較為缺乏，因此利用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副將預(yù)制鋼筋混凝土板與外包混凝土鋼梁連接成為一體，該裝配式組合梁的梁、板構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)拆卸、分離的功能；可有效提高薄壁鋼構(gòu)件的穩(wěn)定承載力，使用混凝土包裹h型鋼后，鋼梁翼緣和腹板被約束，計(jì)算長(zhǎng)度趨于0，無(wú)法產(chǎn)生局部變形，因此穩(wěn)定性大大提高，達(dá)到防屈曲的目的；同時(shí)可減少上、下翼緣及腹板的外露表面積，減少防護(hù)面積，外包混凝土可以阻止鋼構(gòu)件直接接觸熱源，此外混凝土體積較大，熱容量大，耐火性好，可以防止內(nèi)部鋼構(gòu)件溫度的急劇上升，從而達(dá)到防火目的。

進(jìn)一步的，所述h型鋼梁的所述螺栓孔的直徑比摩擦型高強(qiáng)螺栓桿的直徑大1~2mm，該螺栓孔用于裝配摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副；在摩擦型高強(qiáng)螺栓桿穿過(guò)并旋擰緊后，在上下翼緣及腹板圍成的空間內(nèi)澆筑外包混凝土。

進(jìn)一步的，預(yù)制鋼筋混凝土板上設(shè)有與h型鋼梁所設(shè)螺栓孔對(duì)應(yīng)的通孔，該通孔用于裝配摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副，直徑比摩擦型高強(qiáng)螺栓桿的直徑大4.5~10.5mm；連接后與外包混凝土鋼梁成為一體。

上述的摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副的數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，其包含摩擦型高強(qiáng)螺栓桿和對(duì)應(yīng)的螺母、墊圈，所述摩擦型高強(qiáng)螺栓桿貫穿h型鋼梁和預(yù)制鋼筋混凝土板，其長(zhǎng)度大于h型鋼梁與預(yù)制鋼筋混凝土板厚度之和，螺母在混凝土板上表面安裝，安裝完成后超出螺母的長(zhǎng)度在2倍螺紋間距~0.5倍螺栓直徑之間。

優(yōu)選的，在摩擦型高強(qiáng)螺栓桿上部（即超出h型鋼梁的部分）套有橡膠套筒，橡膠套筒的作用是增大摩擦力，使摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副與預(yù)制鋼筋混凝土板連接更加緊密，橡膠套筒厚度為2~5mm，內(nèi)徑與摩擦型高強(qiáng)螺栓桿公稱直徑相等，橡膠套筒位于通孔內(nèi)，其長(zhǎng)度小于等于通孔的高度。

本發(fā)明中的外包混凝土鋼梁采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副拉結(jié)上下翼緣板，起到加勁肋的作用，有利于提高薄壁鋼梁的局部穩(wěn)定性，提高鋼構(gòu)件承載力；同時(shí)在翼緣與腹板圍成的區(qū)域內(nèi)澆筑混凝土，一方面混凝土可有效防止鋼翼緣及腹板的失穩(wěn)變形，提高其穩(wěn)定承載力；另一方面，鋼梁腹板和部分翼緣板表面被混凝土包裹，不存在防腐和防火問(wèn)題，鋼構(gòu)件外露面積減少80%以上，大大減少了后期防護(hù)面積。

該裝配式組合梁采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副代替焊接栓釘，對(duì)鋼梁和混凝土板進(jìn)行連接，避免了現(xiàn)場(chǎng)焊接工序，實(shí)現(xiàn)了混凝土板和鋼梁的裝配和拆卸，克服了高強(qiáng)鋼可焊性差的缺點(diǎn)，能使焊接性能較差的高強(qiáng)鋼應(yīng)用于組合梁結(jié)構(gòu)中。摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副下部被建筑在外包混凝土內(nèi)，可以有效減少螺栓滑移，提高混凝土板與鋼梁的組合作用。摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副在設(shè)計(jì)上認(rèn)為摩擦力喪失后即失效，但實(shí)際上摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副喪失摩擦力后，仍能承壓抵抗疲勞荷載。在此階段，本發(fā)明中的組合梁通過(guò)將摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副與橡膠套筒的結(jié)合，減小了預(yù)制鋼筋混凝土板對(duì)摩擦型高強(qiáng)螺栓的約束，有效降低了摩擦型高強(qiáng)螺栓的應(yīng)力集中和局部應(yīng)力幅，提高了其安全儲(chǔ)備，延長(zhǎng)了組合梁在使用過(guò)程中的疲勞壽命。

本發(fā)明通過(guò)結(jié)合可恢復(fù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，將摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副與預(yù)制鋼筋混凝土板、外包混凝土鋼梁相結(jié)合，提高了鋼構(gòu)件的承載力，節(jié)約了鋼構(gòu)件防腐防火處理成本，擴(kuò)展了組合梁的適用范圍，實(shí)現(xiàn)了組合梁的裝配化施工，節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋、澆筑混凝土和混凝土養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，很大程度的縮短了工期，提高了施工效率，在鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)中具有較廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1表示本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2表示本發(fā)明的左視圖。

圖3表示本發(fā)明中摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4表示本發(fā)明的施工結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-預(yù)制鋼筋混凝土板，2-通孔，3-鋼筋網(wǎng)，4-外包混凝土鋼梁，5-螺栓孔，6-摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副，7-外包混凝土，8-摩擦型高強(qiáng)螺栓桿，9-墊圈，10-螺母，11-橡膠套筒，12-h型鋼梁。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

一種防火防屈曲的裝配式組合梁，如圖1、圖2所示：包括預(yù)制鋼筋混凝土板1、外包混凝土鋼梁4以及摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副6；所述摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副6包括摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8、墊圈9和螺母10；所述外包混凝土鋼梁4包括h型鋼梁12和外包混凝土7，所述h型鋼梁12的上下翼緣在關(guān)于腹板對(duì)稱的左右兩側(cè)留有對(duì)稱的螺栓孔5，所述摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8穿過(guò)h型鋼梁12的上下翼緣的螺栓孔5、且位于h型鋼梁12的下翼緣上表面及上翼緣下表面旋擰有墊圈9及螺母10，在h型鋼梁12的上下翼緣與腹板圍成的區(qū)域內(nèi)澆筑外包混凝土7，將摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8預(yù)埋在內(nèi)；所述預(yù)制鋼筋混凝土板1上設(shè)有與h型鋼梁12所設(shè)螺栓孔5對(duì)應(yīng)的通孔2，所述摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8上部穿過(guò)通孔2、并通過(guò)墊圈9和螺母10旋擰固定。

在本實(shí)施例中，h型鋼梁12的上下翼緣在關(guān)于腹板對(duì)稱的左右兩側(cè)留有對(duì)稱的螺栓孔5，根據(jù)設(shè)計(jì)要求螺栓孔5的位置要均勻分布，螺栓孔5的直徑比摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8的直徑大1.5mm，孔內(nèi)用于裝配摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副，在旋擰緊上下翼緣之間的墊片9和螺母10以后，在上下翼緣及腹板圍成的空間內(nèi)澆筑混凝土并將摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副預(yù)埋在內(nèi)。預(yù)制鋼筋混凝土板1上設(shè)有與h型鋼梁12所設(shè)螺栓孔5對(duì)應(yīng)的通孔2，通孔2的直徑比比摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8的直徑大6.5mm，也用于裝配摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副6，同時(shí)在預(yù)制鋼筋混凝土板1內(nèi)部配置有鋼筋網(wǎng)3。上述摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副6的數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，其中摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8貫穿h型鋼梁12和預(yù)制鋼筋混凝土板1，安裝完成后超出預(yù)制鋼筋混凝土板1外螺母10的長(zhǎng)度在2倍螺紋間距~0.5倍螺栓直徑之間。本實(shí)施例中，在摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8上部套有橡膠套筒11，橡膠套筒11的厚度為3mm，橡膠套筒11位于通孔2內(nèi)，其內(nèi)徑與摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8公稱直徑相等，長(zhǎng)度小于等于通孔2的高度，摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8為標(biāo)準(zhǔn)件，其公稱直徑為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。

上述裝配式組合梁的施工方法，具體實(shí)施方式步驟如下：

①在工廠加工預(yù)制鋼筋混凝土板1，預(yù)留通孔2，在預(yù)制鋼筋混凝土板1內(nèi)部配置有鋼筋網(wǎng)3；

②在工廠預(yù)制外包混凝土鋼梁4，在h型鋼梁12上預(yù)留螺栓孔5；將摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8從h型鋼梁12下翼緣底部螺栓孔5插入，再將摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8上擰入2對(duì)墊圈9和螺母10，摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8穿過(guò)h型鋼梁12上翼緣的螺栓孔5后，分別將下翼緣上表面及上翼緣下表面的墊圈9和螺母10擰緊；之后在翼緣與腹板圍成的區(qū)域內(nèi)澆筑外包混凝土7，將摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8預(yù)埋在內(nèi)；

③將橡膠套筒11直接套于固定后的摩擦型高強(qiáng)螺栓桿8外部，并與其一同從預(yù)制鋼筋混凝土板1的通孔2中穿過(guò)，在預(yù)制鋼筋混凝土板1頂部通過(guò)另一對(duì)墊圈9和螺母10旋擰固定，并張緊至設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

上述步驟操作完成后，即為防火防屈曲的裝配式組合梁的一種實(shí)施例。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。