[发明专利]一种弯曲承载钢梁

说明书

技术领域

本发明属于材料结构研究领域，具体涉及一种由钢梁和预应力钢丝绳相组合的新型承载钢梁。

背景技术

轻质、高强是结构工程师长期以来追求的目标。轻质、高强无疑可以节约材料，增大使用面积，减小基础荷载还给施工带来方便。减少建材用量，当然会促成节能、省资源、减少废弃物与温室气体排放量。发展高强、轻质的建材十分重要。建筑业用钢占到53%，有效降低钢材的重量对建筑等行业有着十分重要的意义。

随着国外的轻质钢结构慢慢进入到中国市场，人们对轻质钢结构的认识发生了巨大的改变，其应用也越来越广，逐渐由工用向民用房展。钢结构自身的特点就是重量轻、强度高、结构简单。如工字钢，属于高效经济裁面型材，由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承裁能力。工字钢梁已经广泛应用于建筑、道桥等领域；T型钢是替代双角钢焊接的理想材料。具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点。主要使用在机械、充小五金型钢使用；U型钢，其有着受压力大，支撑时间久，易安装不易变形等特点。主要用于矿井巷道、矿井巷道二次支护、以及穿山隧道的支撑支护等用途。

钢丝绳是应用最广泛的起重材料之一，具有承载能力大，强度高，质量轻的优点。是较好的抗拉材料。预应力钢丝为采用碳钢线材加工而成的、应用于预应力混凝土结构或预应力钢结构的一种钢丝，这种材料的高强度主要表现在轴线方向，径向明显更低。在实际应用中同样的材料同样的截面，钢丝绳更能承受拉力。

在工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢筋或钢丝，施加预压应力,可提高构件的刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在达到和传统钢梁相同承载能力时降低重量，降低成本的新型承载钢梁。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的弯曲承载钢梁，钢梁的受拉区为两端通过钢丝预紧装置固定在腹板两端的钢丝，钢丝处于钢梁的弯曲中性面内。

钢梁为工字钢，所用钢丝的数量需满足

nFmax′≥Fmax,n(h-t2)Fmax′≥Mmax,]]>

其中n为所用钢丝的数量，为钢丝绳的极限抗拉力，F_max为弯曲中性面下半部分所受到的极限合力，M_max为弯曲中性面下半部分所受到的极限合力矩，h为工字钢中性面位置高度。

钢梁为T型钢,弯曲中性面的位置为