[发明专利]双波纹腹板钢箱组合梁

说明书

技术领域

本发明属于建筑用型材技术领域，具体涉及一种双波纹腹板钢箱组合梁。

背景技术

目前在同类领域普遍采用的是普通热轧工字钢、热轧H型钢和焊接H型钢组合梁。上述组合梁由下部钢梁和上部钢筋混凝土板通过抗剪连接件组成受力构件，钢梁一般采用热轧工字钢、热轧H型钢和焊接H型钢，这种设计可见于专利——组合梁(ZL 95195718.X)。此外，也有采用平钢板焊接而成钢箱梁，与混凝土板构成平腹板钢箱组合梁。

普通热轧工字钢和H型钢在工厂内通过热轧而成，受加工工艺的限制，其腹板必须是直线板。而焊接H型钢则是将两块翼缘板和一块平面腹板焊接在一起组成H型截面，当热轧型钢规格无法满足要求时，可以采用焊接H型钢。但焊接H型钢多采用两面角焊缝，焊接工作量较大。

普通热轧工字钢和H型钢用钢量大，主要原因在于平面腹板抗屈曲能力较低，所以需要提高腹板厚度。而焊接H型钢也存在同样的问题，所以在设计时需要对腹板的高厚比进行限制，造成其腹板厚度一般也较厚，因此用钢量过大。此外，焊接H型钢在使用时，还要需要采取特殊的技术措施，比如加劲肋或者是利用腹板屈曲后强度等，设计和施工都较为复杂。

焊接钢箱梁采用四块钢板焊接而成，其中两块钢板作为腹板，平行放置，两块翼缘板与腹垂直，且翼缘相互平行，翼缘与腹板通过焊接连接。这种构件在一定程度上优化了构件的性能，尤其是断面呈箱形，对构件的侧向抗变形能力及整体抗扭转能力都有显著提高，但由于其仍然采用平钢板作为腹板，所以腹板用钢量仍然较大。

我国现行钢结构规范(GB50017-2003)对焊接H型钢和焊接钢箱梁的腹板高厚比都有严格规定，当超过一定限值后，需要采用一定方法如焊接加劲肋对腹板进行加强，这样就要增加加工工作量，而焊接工艺还会引起应力集中等不利影响，且很难实现自动化生产。且传统的热轧工字钢和H型钢由于受加工工艺和加工设备的限制，较难实现产品的大型化，当所要求的承载能力和刚度较大时，传统产品很难满足要求。若通过设计、加工焊接H型钢来完成，则较为费工费时，提高造价，并影响建设速度。

研究和探讨用双波纹腹板钢箱梁代替传统型钢作为组合梁中的钢梁，进而应用于多高层建筑领域，实现降低成本、优化性能、延长使用寿命长，是本领域技术人员的研究目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉、性能优越、使用寿命长的双波纹腹板钢箱组合梁。

本发明提出的双波纹腹板钢箱组合梁，由上翼缘1、腹板2、腹板3、下翼缘4、压型钢板5和钢筋混凝土翼板8连接构成，其结构如图1-3所示。其中，上翼缘1与下翼缘4平行，腹板2和腹板3分别垂直位于上翼缘1与下翼缘4之间，腹板2和腹板3的断面均呈均匀或不均匀周期性重复的波形，该波纹断面为圆弧角梯形或正弦曲线，分别见图4、图5，钢筋混凝土翼板8位于压型钢板5上方，压型钢板5位于上翼缘1上方，钢筋混凝土翼板8、压型钢板5、上翼缘1三者通过栓钉6固定，栓钉6可以作为抗剪连接件将钢筋混凝土翼板8、压型钢板5、钢梁上翼缘1连接成整体，横向钢筋7焊接于压型钢板5上部，可作为压型钢板5和钢筋混凝土板8之间的连接件。

本发明中，所述圆弧角梯形的梯形斜线段的倾角为30-90°。

本发明中，所述腹板2与上翼缘1或下翼缘4之间分别为单面角焊缝。

本发明中，所述腹板3与上翼缘1或下翼缘4之间分别为单面角焊缝。

本发明中，所述腹板2和腹板3对称放置，呈蜂窝状断面结构。

本发明中，所述腹板2和腹板3的波纹形状采用数控折弯技术或数控辊压技术制成。且腹板2和腹板3波纹的密度和高度可根据要求改变。

本发明通过改变热轧H型钢、焊接H型钢和焊接钢箱梁的腹板形状，优化了组合梁中钢梁的断面力学性能，通过腹板成形、全自动焊接、防腐、抗火处理等工艺生产本发明产品。

本发明中，所述钢筋混凝土翼板8为钢筋混凝土材料，构件5为压型钢板，可作为钢筋混凝土翼板8的永久模板，钢梁上翼缘1、压型钢板5和钢筋混凝土翼板8之间通过栓钉6连接。