專利名稱：組合梁的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及建筑業(yè)用的組合梁。
這里“組合梁”一詞可以理解為一種最好由鋼制成的梁，通過抗剪切連接(shear connection)與一整塊或復合板連接在一起，從而作為單個結(jié)構(gòu)件來發(fā)揮作用。
這里“抗剪切連接”一詞可以理解為組合梁的梁與一整塊或復合板之間的相互連接，這種連接使這兩個部件一起形成單個結(jié)構(gòu)件。
一般來說，在傳統(tǒng)的組合梁中抗剪切連接包括抗剪切連接件、混凝土板和橫向鋼筋。
這里“抗剪切連接件”可以理解為固定在一鋼梁上翼緣上的機械裝置，它構(gòu)成了抗剪切連接的一部分。
本發(fā)明尤其涉及這種組合梁，其包括(a)兩端被支撐的橫梁(一般是鋼質(zhì)的)；(b)放置在鋼梁上面并由鋼梁支撐的復合板，它包括(I)成形金屬板(一般是鋼質(zhì)的)；(II)澆筑在鋼板上面的混凝土；以及(III)埋置于混凝土中的鋼筋。
(c)大量的、一般為撐帽式柱螺栓的抗剪切連接件，它們埋置于混凝土中，穿過鋼板，并焊接在鋼梁的上翼緣上，從而把復合板連接到鋼梁上。
本發(fā)明特別涉及加強上述的組合梁強度，從而使組合梁具有足夠的抗縱向剪切能力，這種縱向剪切力是由遍布組合梁寬度和深度的壓應力產(chǎn)生的，它們被傳遞到抗剪切連接件上，從而防止組合梁過早產(chǎn)生縱向剪切斷裂。
為防止上述的那種組合梁的縱向剪切斷裂，傳統(tǒng)的鋼筋是由呈水平埋入復合板混凝土中的螺紋鋼筋或焊接鋼絲網(wǎng)制成的。這種鋼筋相對于組合梁的縱軸橫向排列，從而跨躍可能的縱向剪切面。人們認為通過這種方法有助于提高復合板的抗縱向剪切能力。
然而，由本申請人對上述的那種組合梁所進行的研究中，發(fā)現(xiàn)所試驗的組合梁(包括傳統(tǒng)的橫向鋼筋)由于沿復合板中的抗剪切連接件出現(xiàn)水平開裂的原因，而過早產(chǎn)生縱向剪切斷裂。
對由平板部分與開口鋼質(zhì)拱橋相間隔構(gòu)成的成形鋼板制造的組合梁進行了研究，成形鋼板的位置使得鋼拱橋相對于鋼梁的縱軸橫向延伸。每個組合梁的復合板邊緣都平行于鋼梁的上翼緣，并恰好搭在鋼梁的周邊上。如上所述，組合梁也可以包括傳統(tǒng)的橫向鋼筋，這些鋼筋相對于每個鋼梁縱軸橫向布置。組合梁受所施加的向下的力的作用。
在緊靠著安裝有抗剪切連接件的平板部分的成形鋼板拱橋頂部之間的混凝土中發(fā)現(xiàn)有橫向開裂。不論抗剪切連接件在哪里，在混凝土板中由組合梁的彎曲引起的擠壓力的一部分橫穿水平面而通過鋼質(zhì)拱橋頂部，因此，這些鋼質(zhì)拱橋位置就成為組合梁的薄弱源。然而，在平板部分沒有抗剪切連接件中，剪切力不再橫穿水平面而通過鋼質(zhì)拱橋頂部，開裂也就不會形成了。
還發(fā)現(xiàn)，橫向開裂經(jīng)過抗剪切連接件端頂可以局部地使抗剪切連接件失效。
還發(fā)現(xiàn)，混凝土板和鋼梁之間的縱向滑移僅1mm就會導致抗剪切連接的突然斷裂，而這是完全不能令人滿意的，因為這種斷裂是難于在設計上克服的，且這樣抗剪切連接件的抗剪切能力顯然不能被充分利用。
另外，發(fā)現(xiàn)過去被認為可以防止過早產(chǎn)生縱向剪切斷裂的傳統(tǒng)橫向鋼筋似乎促進了橫向開裂的發(fā)生，因此，從這一點來看也是完全不能令人滿意的。
本發(fā)明的目的就是要提供一種組合梁，這種組合梁有助于防止前面所述那種縱向剪切斷裂的產(chǎn)生。
本發(fā)明所提供的組合梁包括(a)橫梁；(b)放置在橫梁上的復合板，該復合板包括(I)成形板，它帶有許多的由拱橋隔開的平板部分，該成形板的放置使得拱橋相對于橫梁縱軸橫向延伸；(II)澆筑在成形板上的混凝土；(c)大量的把復合板連接到橫梁上的抗剪切連接件；以及(d)埋置于混凝土板里的加強部分，該加強部分帶有一加強件，它穿過一個假設的水平面，此水平面經(jīng)過成形板的拱橋頂部，從而防止了組合梁的過早縱向剪切斷裂。
本申請人還發(fā)現(xiàn)，在上段中所述的加強部分顯著地改善了組合梁的復合板和橫梁之間的橫向力的傳遞。
因此，本發(fā)明可防止在低于抗剪切連接件所能承受的最大應力時結(jié)構(gòu)組合梁過早產(chǎn)生縱向剪切斷裂。
另外，本發(fā)明也因此可比其它方法明顯地少用抗剪切連接件。
梁最好是鋼梁。
成形板最好是成形鋼板。
梁的兩端最好被支撐。
在一方案中，梁最好是內(nèi)梁。
在另一方案中，梁最好是周邊梁。
進而，復合板最好帶有如埋置于復合板混凝土中的焊接鋼絲網(wǎng)一類的鋼筋。
抗剪切連接件最好是撐帽式柱螺栓。該抗剪切連接件可以是任意其它適宜的形狀，如螺栓式或槽形的。
在一種安排中，加強部分最好是由帶有許多波浪形、且波峰跨躍拱橋、波谷和平板部分相接觸的焊接鋼絲網(wǎng)制成的。
對于這種布置，加強件包括焊接鋼絲網(wǎng)的縱向鋼絲或交叉線部分，且焊接鋼絲網(wǎng)在波峰和波谷之間延伸。
在另一可選擇的安排中，加強部分最好是骨架結(jié)構(gòu)。在平板部分，該骨架結(jié)構(gòu)至少部分包圍一個或一組抗剪切連接件。
對于這種布置，加強件是骨架結(jié)構(gòu)的垂直部分。
在一方案中，骨架結(jié)構(gòu)最好是由螺紋鋼筋制成。
在另一方案中，骨架結(jié)構(gòu)最好是由焊接鋼絲網(wǎng)制成的。
下面通過參照附圖結(jié)合實例對本發(fā)明做進一步的說明，其中

圖1是一個簡化形式的透視圖，它表示了本發(fā)明組合梁的一個優(yōu)選實施例；圖2是圖1所示的組合梁沿箭頭A方向的正視圖；圖3是根據(jù)圖1和圖2所示的本發(fā)明的組合梁的優(yōu)選實施例的加強部分的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明組合梁的另一優(yōu)選實施例的加強部分的透視圖；圖5是本發(fā)明組合梁的另一優(yōu)選實施例的加強部分的透視圖6是一個簡化形式的透視圖，它表示了本發(fā)明組合梁的另一優(yōu)選實施例；圖7是圖6所示的本發(fā)明組合梁優(yōu)選實施例加強部分的透視圖；圖1到圖3所示的本發(fā)明組合梁3的優(yōu)選實施例以簡化的形式較為清晰地闡明了組合梁3。
參照附圖，組合梁3的構(gòu)成是(a)水平延伸的熱軋或裝配式鋼梁5，它的兩端被支撐；(b)復合板，包括(I)與鋼梁5的上翼緣9相接的成形鋼板7，而鋼板7又包括許多平行的拱橋11，它們之間由平板部分13隔開，且拱橋11相對于鋼梁5的縱軸橫向放置；(II)澆筑在鋼板7上的混凝土(沒有示出)；(c)大量的撐帽式柱螺栓形式的抗剪切連接件15，它們穿過鋼板7并焊接在鋼梁5的上翼緣9上；以及(d)在混凝土板中的用于防止組合梁3過早產(chǎn)生縱向剪切斷裂的加強部分19。
鋼梁5和復合板可以是任意適宜的尺寸和結(jié)構(gòu)。通常，復合板的厚度至少為120mm。另外，雖然圖1、圖2中所示的鋼板7具有燕尾槽斷面，但鋼板7也可以是梯形一類的其它任何適宜的形狀。
如圖2所示，由焊接鋼絲網(wǎng)的縱向絲41彎曲制成的加強部分19形成了一系列的波浪。
在圖1到圖3所示的優(yōu)選實施例中，加強部分19的設置使得縱向絲41相對于拱橋11橫向延伸，在波峰43處跨過拱橋11，且在波谷45處與鋼板7的平板部分13相接觸。對于這種布置，焊接鋼絲網(wǎng)的交叉線47平行于鋼板7的拱橋11延伸。
焊接鋼絲網(wǎng)可以是任意適宜的尺寸和結(jié)構(gòu)。一般地，焊接鋼絲網(wǎng)是由直徑為6～8mm的螺紋鋼筋制成的，焊接鋼絲網(wǎng)的4個縱向鋼絲41之間的距離為150mm，這樣，加強部分19的公稱總寬度為450mm，且一般加強部分的公稱總長度為600～1800mm。
當圖1到圖3所示的那種基本類型的結(jié)構(gòu)組合梁3被施加負荷時，會導致復合板和鋼梁5之間的縱向滑移，而這種縱向滑移被這些構(gòu)件之間的抗剪切連接所阻止。
在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組合梁(沒有加強部分19)中，抗剪切連接包括(a)抗剪切連接件15；(b)澆筑在板上的混凝土；(c)靠近抗剪切連接件15的傳統(tǒng)橫向鋼筋。
假如鋼板通過某種方式(例如熔焊)固定到鋼梁5上，則抗剪切連接還包括鋼板7。
然而，根據(jù)本發(fā)明抗剪切連接還包括如圖1到圖3中所示的加強部分19。
加強部分19專門設計用于防止過早出現(xiàn)縱向剪切斷裂，且特別是防止由于跨躍拱橋11頂部的水平面的復合板開裂所引起的過早縱向剪切斷裂，以及其它原因所引起的縱向剪切斷裂。
概括起來說，加強部分19被設計用于改善復合板和鋼梁5之間的橫向力的傳遞。在本申請人所進行的研究中，發(fā)現(xiàn)在實現(xiàn)這一目的方面，圖1到圖3所示的加強部分19是有效的。
圖4和圖5表示了兩種加強部分19的結(jié)構(gòu)，這些加強部分19的形式與圖1到圖3中所示的結(jié)構(gòu)相類似。特別是，加強部分19都是通過對焊接鋼絲網(wǎng)的縱向鋼絲41進行彎曲而制成的。然而，與圖1到圖3中所示的加強部分19不同的是，圖4和圖5所示的實施例的交叉線47的間距不是均等的。另外，對圖5所示的加強部分19來說，波谷45是平直的而不是弧線型的。
參照圖6和圖7，加強部分19的另一優(yōu)選實施包括一個由螺紋鋼筋形成的骨架結(jié)構(gòu)，它被設計成包圍平板部分13內(nèi)的一組抗剪切連接件19。
這個骨架結(jié)構(gòu)包括兩個由螺紋鋼筋制成的環(huán)框51，它們被彎成U型形狀，并通過平行的螺紋鋼筋53互相連接在一起。環(huán)框51的下部被放置于拱橋11和平板部分13交界的區(qū)域內(nèi)。
如圖1到圖3所示的布置，本申請人在研究中發(fā)現(xiàn)，采用如圖4和圖5所示的加強部分19，并與其它構(gòu)成抗剪切連接的結(jié)構(gòu)件一起，可以基本上防止組合梁的縱向剪切斷裂。
在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的組合梁的優(yōu)選實施例進行許多改進。
例如，盡管就圖1和圖3所述的優(yōu)選實施例包括由鋼制成的梁5和成形鋼板7，然而，也應意識到本發(fā)明并不僅限于此，也可以擴大至梁5和成形板的背面由任何適宜的材料來制成。
權(quán)利要求
1.一種組合梁，包括(a)橫梁；(b)放置在橫梁上的復合板，該復合板包括(I)成形板，它帶有許多的由拱橋隔開的平板部分，該成形板的放置使得拱橋相對于橫梁縱軸橫向延伸；(II)澆筑在成形板上的混凝土；(c)大量的把復合板連接到橫梁上的抗剪切連接件；以及(d)埋置于混凝土板里的加強部分，該加強部分帶有一加強件，它穿過一個假設的水平面，此水平面經(jīng)過成形板的拱橋頂部，從而防止了組合梁的過早縱向剪切斷裂。
2.如權(quán)利要求1中所述的組合梁，其特征在于，橫梁是鋼梁。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的組合梁，其特征在于，成形板是成形鋼板。
4.如上述任何一項權(quán)利要求中所述的組合梁，其特征在于，橫梁的兩端被支撐。
5.如上述任何一項權(quán)利要求中所述的組合梁，其特征在于，橫梁是內(nèi)梁。
6.如權(quán)利要求1至4中任何一項所述的組合梁，其特征在于，橫梁是周邊梁。
7.如上述任何一項權(quán)利要求中所述的組合梁，進一步包括埋置在復合板混凝土中的網(wǎng)形鋼筋。
8.如上述任何一項權(quán)利要求中所述的復合板，其特征在于，抗剪切連接件是撐帽式柱螺栓。
9.如上述任何一項權(quán)利要求中所述的組合梁，其特征在于，加強部分由帶有許多波浪形、且波峰跨躍拱橋，波谷和平板部分相接觸的焊接鋼絲網(wǎng)制成。
10.如權(quán)利要求9中所述的組合梁，其特征在于，加強件包括焊接鋼絲網(wǎng)的縱向鋼絲和交叉線部分，且焊接鋼絲網(wǎng)在波峰和波谷之間延伸。
11.如權(quán)利要求1至9中任何一項所述的組合梁，其特征在于，加強部分是骨架結(jié)構(gòu)，該骨架結(jié)構(gòu)至少部分包含平板部分中的一個或一組抗剪切連接件。
12.如權(quán)利要求11中所述的組合梁，其特征在于，加強件是骨架結(jié)構(gòu)的垂直部分。
13.如權(quán)利要求12中所述的組合梁，其特征在于，骨架結(jié)構(gòu)是由螺紋鋼筋制成的。
14.如權(quán)利要求12中所述的組合梁，其特征在于，骨架結(jié)構(gòu)是由焊接鋼絲網(wǎng)制成的。
全文摘要
本發(fā)明公開了建筑業(yè)用的組合梁(3)。組合梁(3)包括橫向延伸梁(5)；由成型板(7)和澆筑在板(7)上的混凝土構(gòu)成的復合板；許多的抗剪切連接件(15)，它們穿過成型板(7)，并焊接到橫梁(5)的上翼緣(9)上；以及混凝土板中的加強部分(19)，以防止組合梁(3)過早縱向剪切斷裂。
文檔編號E04C5/06GK1161070SQ95195718
公開日1997年10月1日 申請日期1995年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月1日
發(fā)明者馬克·帕特里克, 佩德魯·H·達亞萬薩 申請人:Bhp鋼鐵有限公司