[发明专利]一种两阶段工作连梁及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种两阶段工作连梁，属于建筑结构技术领域。

背景技术

在高层建筑中，剪力墙结构是主要的抗侧力结构。在正常使用状态下，剪力墙结构必须具有足够大的刚度来抵抗风等水平荷载，使建筑发生较小的水平侧移，从而保证建筑的舒适度要求。因此，连接剪力墙肢的连梁必须具有足够大的正常使用刚度，保证剪力墙肢能够协同工作，充分发挥抗侧能力。而在地震等极端荷载作用下，又要求连梁尽早屈服，使剪力墙结构的刚度减小，从而降低作用在结构上的地震力。连梁在屈服后也是重要的耗能构件，用于耗散地震能量，保证剪力墙肢等竖向构件不发生重大破坏而使结构倒塌。

钢连梁在不发生梁端弯曲破坏的情况下，具有较好的剪切屈服耗能能力，因此能够满足地震荷载作用下结构对连梁高延性、高耗能的要求。但由于钢连梁的组成板件较薄，相比两侧的钢筋混凝土剪力墙肢刚度偏弱，因此很难使钢筋混凝土剪力墙肢具有较强的协同工作能力。如果为了提高结构刚度而增加钢梁组成板件的厚度，会造成钢材的浪费，不够经济合理。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提出一种两阶段工作连梁及其施工方法。它具有较大的正常使用刚度，而接近屈服时刚度又能迅速减小，且屈服后的耗能能力强。

本发明的技术方案如下：

一种两阶段工作连梁，其特征在于，该连梁包括核心钢梁、外包混凝土9；所述核心钢梁为一钢结构，包括工字形钢梁、端板、锚固栓钉，工字形钢梁由上、下翼缘和腹板组成，端板固接于工字形钢梁两端；该连梁两端伸入混凝土剪力墙肢内并与其固接，伸入混凝土剪力墙肢内的上、下翼缘和腹板上焊接有锚固栓钉。所述的工字形钢梁表面包裹弹性材料或焊接螺纹钢筋。所述的弹性材料为橡胶、塑料泡沫或塑料布。

本发明的一种两阶段工作连梁的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

加工完成连梁的钢结构部分，在工字形钢梁的相应位置焊接锚固栓钉，就位；施工钢筋混凝土剪力墙肢的纵筋、箍筋，将中断的箍筋端部焊接在对应的钢梁腹板上；支模，浇筑连梁的外包混凝土和钢筋混凝土剪力墙肢的混凝土。所述的工字形钢梁上包裹弹性材料或焊接螺纹钢筋。所述的连梁伸入钢筋混凝土剪力墙肢内部的长度可为工字形钢梁高度的1～2倍。本发明相对于现有技术具有以下优点及突出效果：

相比传统的钢连梁，本发明具有更大的正常使用刚度，在风荷载作用下更能满足舒适度要求；在地震荷载作用下，由于混凝土的约束，钢梁腹板不易发生局部屈曲，因此耗能能力更强。

本发明可应用于多、高层建筑的剪力墙结构体系中。

附图说明

图1为本发明连梁与墙肢的连接构造主视图；

图2为本发明工字形钢梁与混凝土界面的不同处理方法；

图3为图1的B-B剖面图；

图4为本发明连梁的钢结构示意图；

图5为图4的C-C剖面图。

图中：1－翼缘；2－腹板；3－弹性材料；4－螺纹钢筋；5－锚固栓钉；6－端板；7－钢筋混凝土剪力墙肢纵筋；8－钢筋混凝土剪力墙肢箍筋；9-外包混凝土；

具体实施方法

以下结合附图，对本发明的具体实施方法作进一步描述。

本发明的一种两阶段工作连梁，该连梁包括核心钢梁和外包混凝土9，如图1所示。核心钢梁为一钢结构，包括工字形钢梁、端板6、锚固栓钉5，工字形钢梁由上、下翼缘1和腹板2组成，在工字形钢梁两端分别焊接有端板6，用于提高连梁在剪力墙肢内部的锚固。如图4、图5所示。连梁的两端伸入钢筋混凝土剪力墙肢内，伸入中断了相应位置的钢筋混凝土墙肢箍筋8；中断的箍筋8端部须焊接在对应的工字形钢梁腹板2上。伸入剪力墙肢内部的工字形钢梁的上、下翼缘1和腹板2上焊接有锚固栓钉5，用于传递钢梁与墙肢混凝土之间的界面剪力。连梁伸入钢筋混凝土剪力墙肢内部的长度可为工字形钢梁高度的1～2倍，如图3所示。

工字形钢梁界面处理方案可以是自然界面、钢梁表面包裹弹性材料或钢梁表面焊接螺纹钢筋三种。弹性材料可以采用橡胶、塑料泡沫或塑料布。如图2所示。

采用自然界面的连梁，当荷载较小时，混凝土与钢梁之间通过界面粘结力共同工作，刚度较大；当荷载达到某一值后，界面粘结破坏，连梁刚度迅速降低；荷载继续增大，混凝土退出受力，但混凝土能为钢梁提供约束作用，延缓钢梁腹板发生局部屈曲。采用钢梁表面包裹弹性材料的界面处理方案，可降低钢梁和外包混凝土之间的界面粘结力，使刚度提前退化。采用钢梁表面焊接螺纹钢筋的界面处理方案，可增强钢梁与混凝土之间的界面粘结力，延缓刚度退化。