型钢混凝土组合梁及型钢混凝土组合梁抗弯设计方法技术

本申请涉及建筑技术领域，尤其是涉及一种型钢混凝土组合梁及型钢混凝土组合梁抗弯设计方法，型钢混凝土组合梁预制主体和浇筑主体，预制主体包括T型钢部、钢筋笼部和预制混凝土部；T型钢部包括腹板、翼缘和多个连接部分，连接部分设置于腹板的远离翼缘的连接端；腹板和钢筋笼的一部分埋设于预制混凝土部；预制混凝土部和浇筑主体为超高性能混凝土，浇筑主体与预制混凝土部连接，且钢筋笼的另一部分、连接部分和所述腹板的连接端均埋设用于浇筑主体内。根据本申请提供的型钢混凝土组合梁及型钢混凝土组合梁抗弯设计方法，提高混凝土浇筑的密实度，降低型钢的保护层厚度，使型钢的抗拉强度充分发挥，提高型钢混凝土组合梁的耐久性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
型钢混凝土组合梁及型钢混凝土组合梁抗弯设计方法


[0001]本申请涉及建筑
，尤其是涉及一种型钢混凝土组合梁及型钢混凝土组合梁抗弯设计方法。

技术介绍

[0002]型钢混凝土组合梁是指在钢筋混凝土梁内配置型钢(参见图1)，使得的组合梁能够充分发挥了混凝土的受压和钢梁的受拉性能。为了缩短施工工期，通常型钢混凝土组合梁采用装配式结构(即装配式型钢混凝土梁)，该装配式型钢混凝土梁是包括预制部分和浇筑部分，预制部分包括钢筋笼和混凝土梁基体，该预制部分为工厂预先生产的，浇筑部分为在将预制部分组装于建筑体的过程中，进行浇筑的混凝土的部分。
[0003]然而，现今的型钢混凝土组合梁通常存在以下问题：
[0004](1)现场施工工作量大，混凝土浇筑困难，构件自重大。型钢混凝土结构由于型钢和钢筋笼的同时存在，两者之间的相互干扰导致型钢混凝土结构现场施工困难，采取的解决方法是在型钢的翼缘和腹板处开洞，该种施工方式不但增加了型钢加工和钢筋绑扎的困难，且由于型钢翼缘和腹板的开洞削弱了型钢的抗弯和抗剪性能，进而影响了构件的受力性能。此外，由于型钢和钢筋同时存在，对于梁端箍筋加密区，梁柱节点等配筋较多位置，普通混凝土粗骨料粒径相对较大，对于普通的型钢混凝土结构会存在混凝土浇筑不密实的施工难题。对于采用普通混凝土的装配式型钢混凝土梁，在其工厂预制阶段，仍然存在混凝土浇筑困难的问题。型钢混凝土梁相比钢筋混凝土梁，具有截面尺寸小、自重轻等优势，但由于普通混凝土强度相对较低，限制了型钢混凝土梁力学性能的进一步提高。
[0005](2)型钢翼缘靠近中性轴，不利于型钢材料强度的充分发挥。由于钢筋及型钢保护层厚度的客观需求，一般要求型钢翼缘与构件截面边缘的距离不小于100mm，造成型钢翼缘靠近组合梁的截面中性轴，而无法充分发挥型钢高抗拉性能的材料特性，削弱了装配式型钢混凝土梁的抗弯性能；
[0006](3)普通混凝土抗拉强度低、易开裂，型钢混凝土梁的耐久性能较差。现有装配式型钢混凝土梁主要采用高强或高性能混凝土，由于传统混凝土抗拉强度低、易开裂，型钢混凝土梁应用于高盐、高湿、冰冻耦合、浪溅、冲刷等侵蚀性的服役环境中时，仍然存在因混凝土开裂而导致结构构件存在耐久性差的问题，给结构在服役期内的安全性造成严重威胁，严重制约土木工程结构的可持续发展。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种型钢混凝土组合梁及型钢混凝土组合梁抗弯设计方法，以在一定程度上解决现有技术中存在现场施工工作量大，混凝土浇筑困难，构件自重大、型钢翼缘靠近中性轴，不利于型钢材料强度的充分发挥和普通混凝土抗拉强度低、易开裂，型钢混凝土梁的耐久性能较差的技术问题。
[0008]根据本申请的第一方面提供一种型钢混凝土组合梁，所述型钢混凝土组合梁沿第
一方向延伸，包括预制主体和浇筑主体，所述预制主体包括T型钢部、钢筋笼部和预制混凝土部；
[0009]所述T型钢部包括腹板、翼缘和多个连接部分，沿所述第一方向观察所述型钢混凝土组合梁，所述腹板延伸第二方向延伸，所述翼缘沿第三方向延伸，所述连接部分设置于所述腹板的远离所述翼缘的连接端；
[0010]所述钢筋笼部围设形成沿第一方向延伸的第一容纳空间，所述T型钢部设置于所述第一容纳空间内；
[0011]所述腹板和所述钢筋笼的一部分埋设于所述预制混凝土部；
[0012]所述浇筑主体和所述预制混凝土部均为超高性能混凝土，所述浇筑主体与所述预制混凝土部连接，且所述钢筋笼的另一部分、所述连接部分和所述腹板的连接端均埋设用于所述浇筑主体内。
[0013]优选地，所述连接部分的数量为多个，多个所述连接部分沿所述第一方向间隔设置于所述腹板。
[0014]优选地，每一所述连接部分包括两个栓钉，两个栓钉相对地焊接于所述腹板的在所述第三方向上的两侧，所述栓钉沿所述第三方向延伸；
[0015]所述栓钉的数量为n个，n满足公式n
·
(A
sc
f+1.5f
cu
d
wc
l
wc
)＝min[N
u
,N
p
]，其中，Asc为所述栓钉的横截面积、f为所述栓钉的抗拉强度设计值、fcu为所述超高性能混凝土的抗压强度、dwc为所述栓钉焊缝的直径、lwc为所述栓钉的焊缝高度、Nu为所述型钢混凝土组合梁的截面中和轴以上受压区的承载力、N
p
为所述型钢混凝土组合梁的截面中和轴以下受拉区的承载力。
[0016]优选地，所述预制混凝土部包括底壁和两个侧壁，所述底壁沿所述第三方向延伸，两个所述侧壁设置于所述底壁的在所述第三方向上的两端；
[0017]所述钢筋笼部包括钢筋部分和箍筋，所述钢筋部分沿所述第一方向延伸，所述钢筋部分包括受拉钢筋和受压钢筋，所述受拉钢筋嵌设于所述预制混凝土部，所述受压钢筋嵌设于所述浇筑主体，所述箍筋箍设于所述钢筋部分的外侧，且所述箍筋的数量为多个，多个所述箍筋沿所述第一方向间隔设置。
[0018]优选地，所述连接部分为沿所述第三方向贯穿所述腹板的贯穿孔，当所述浇筑主体进行浇筑时，所述超高性能混凝土能够灌入所述贯穿孔。
[0019]优选地，所述型钢混凝土组合梁还包括填充部，所述预制混凝土部和所述浇筑主体两者围设形成第二容纳空间，所述填充部设置于该第二容纳空间内；
[0020]所述腹板还包括沿所述第三方向贯穿所述腹板的减重孔，所述减重孔设置于所述第二容纳空间内；
[0021]所述腹板为沿所述第一方向延伸的直板，所述T型钢部还包括加劲肋，所述加劲肋设置于所述第二容纳空间，或者
[0022]所述腹板为沿所述第一方向延伸的波形腹板。
[0023]根据本申请的第二方面提供一种型钢混凝土组合梁抗弯设计方法，包括上述任一技术方案所述的型钢混凝土组合梁，因而，具有该型钢混凝土组合梁的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
[0024]其步骤包括：
[0025]确认所述型钢混凝土组合梁的基本参数，确认所述超高性能混凝土的抗压强度f
cu
、所述超高性能混凝土的抗拉强度f
tu
、所述T型钢部的屈服强度f
sy
、所述钢筋部分的屈服强度f
y
以及所述型钢混凝土组合梁的设计弯矩值M；
[0026]确认所述型钢混凝土组合梁的初始截面尺寸，根据所述型钢混凝土组合梁的跨径L，确认所述型钢混凝土组合梁的初始截面的高度h和初始截面的宽度b和所述浇筑主体的厚度h
s
；
[0027]确认所述预制混凝土部的初始尺寸，确认所述侧壁的在所述第三方向的厚度b
uw
；
[0028]确认所述腹板的厚度的初始尺寸t
w
；
[0029]确认截面相对界限受压区高度ξ
b
，依据公式：
[0030]进行计算，其中，ε
cu
为所述超高性能混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种型钢混凝土组合梁，所述型钢混凝土组合梁沿第一方向延伸，其特征在于，包括预制主体和浇筑主体，所述预制主体包括T型钢部、钢筋笼部和预制混凝土部；所述T型钢部包括腹板、翼缘和多个连接部分，沿所述第一方向观察所述型钢混凝土组合梁，所述腹板延伸第二方向延伸，所述翼缘沿第三方向延伸，所述连接部分设置于所述腹板的远离所述翼缘的连接端；所述钢筋笼部围设形成沿第一方向延伸的第一容纳空间，所述T型钢部设置于所述第一容纳空间内；所述腹板和所述钢筋笼的一部分埋设于所述预制混凝土部；所述浇筑主体和所述预制混凝土部均为超高性能混凝土，所述浇筑主体与所述预制混凝土部连接，且所述钢筋笼的另一部分、所述连接部分和所述腹板的连接端均埋设用于所述浇筑主体内。2.根据权利要求1所述的型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述连接部分的数量为多个，多个所述连接部分沿所述第一方向间隔设置于所述腹板。3.根据权利要求2所述的型钢混凝土组合梁，其特征在于，每一所述连接部分包括两个栓钉，两个栓钉相对地焊接于所述腹板的在所述第三方向上的两侧，所述栓钉沿所述第三方向延伸；所述栓钉的数量为n个，n满足公式n
·
(A
sc
f+1.5f
cu
d
wc
l
wc
)＝min[N
u
,N
p
]，其中，A
sc
为所述栓钉的横截面积、f为所述栓钉的抗拉强度设计值、f
cu
为所述超高性能混凝土的抗压强度、d
wc
为所述栓钉的焊缝的直径、l
wc
为所述栓钉的焊缝高度、N
u
为所述型钢混凝土组合梁的截面中和轴以上受压区的承载力、N
p
为所述型钢混凝土组合梁的截面中和轴以下受拉区的承载力。4.根据权利要求2所述的型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述预制混凝土部包括底壁和两个侧壁，所述底壁沿所述第三方向延伸，两个所述侧壁设置于所述底壁的在所述第三方向上的两端；所述钢筋笼部包括钢筋部分和箍筋，所述钢筋部分沿所述第一方向延伸，所述钢筋部分包括受拉钢筋和受压钢筋，所述受拉钢筋嵌设于所述预制混凝土部，所述受压钢筋嵌设于所述浇筑主体，所述箍筋箍设于所述钢筋部分的外侧，且所述箍筋的数量为多个，多个所述箍筋沿所述第一方向间隔设置。5.根据权利要求4所述的型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述连接部分为沿所述第三方向贯穿所述腹板的贯穿孔，当所述浇筑主体进行浇筑时，所述超高性能混凝土能够灌入所述贯穿孔。6.根据权利要求4所述的型钢混凝土组合梁，其特征在于，所述型钢混凝土组合梁还包括填充部，所述预制混凝土部和所述浇筑主体两者围设形成第二容纳空间，所述填充部设置于该第二容纳空间内；所述腹板还包括沿所述第三方向贯穿所述腹板的减重孔，所述减重孔设置于所述第二容纳空间内；所述腹板为沿所述第一方向延伸的直板，所述T型钢部还包括加劲肋，所述加劲肋设置于所述第二容纳空间，或者
所述腹板为沿所述第一方向延伸的波形腹板。7.一种型钢混凝土组合梁抗弯设计方法，其特征在于，用于设计权利要求4至6中任一项所述的型钢混凝土组合梁，其步骤包括：确认所述型钢混凝土组合梁的基本参数，确认所述超高性能混凝土的抗压强度f
cu
、所述超高性能混凝土的抗拉强度f
tu
、所述T型钢部的屈服强度f
sy
、所述钢筋部分的屈服强度f
y
以及所述型钢混凝土组合梁的设计弯矩值M；确认所述型钢混凝土组合梁的初始截面尺寸，根据所述型钢混凝土组合梁的跨径L，确认所述型钢混凝土组合梁的初始截面的高度h和初始截面的宽度b和所述浇筑主体的厚度h
s
；确认所述预制混凝土部的初始尺寸，确认所述侧壁的在所述第三方向的厚度b
uw
；确认所述腹板的厚度的初始尺寸t
w
；确认截面相对界限受压区高度ξ
b
，依据公式：进行计算，其中，ε
cu
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杲晓龙，刘体义，娄战士，万莹，宋帅兵，邱豪，尹从林，
申请(专利权)人：中国化学工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：