[发明专利]防火性能良好的预制平面拼装钢混组合梁及其施工方法

说明书

本发明公开了一种防火性能良好的预制平面拼装钢混组合梁，由若干个预制混凝土板在同一平面内拼装而成，相邻预制混凝土板之间留有拼接凹槽，该拼接凹槽内设有工字钢，且相邻预制混凝土板搁置于工字钢的下翼缘板上；其中所述工字钢的上翼缘板上方铺设有钢筋网片，且该钢筋网片低于预制混凝土板的上表面，工字钢的腹板上均布穿插有若干个横向钢筋；所述拼接凹槽内填充有混凝土。本发明通过将工字钢的上翼缘板和腹板设置在预制混凝土板的拼接凹槽内部，在面临火灾环境时，工字钢下翼缘板聚集的热量能够通过腹板和上翼缘板传递给比热容更高的混凝土，提升整体组合结构的耐火性能。

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构技术领域的组合梁，尤其涉及一种防火性能良好的预制平面拼装钢混组合梁及其施工方法。

背景技术

近年来，随着建筑市场钢材生产成本的不断下降和人工成本的不断提高，钢结构和钢混组合结构越来越被广泛的使用。钢混组合梁结合了钢梁和混凝土梁的优点，可有效的减轻结构自重、减少工程造价、缩短工期。

钢结构在高温作用下，其力学性能如屈服强度、弹性模量等随温度升高而快速下降。例如，在建筑结构中广泛使用的普通低碳钢，温度超过350℃时，钢材强度开始大幅下降，在500℃时约为常温时的1/2，在600℃时为常温时的1/3。此外高温下钢材塑性增大，易产生很大的形变，导致钢梁弯曲，结构因过大的形变而不能继续使用。

传统的钢混组合梁是由工字钢和混凝土板构成的，工字钢在下，混凝土板在上，工字钢与混凝土是完全独立的结构，并通过工字钢上翼缘上焊接的剪力钉连接件把工字钢和混凝土板组合在一起工作。因此，传统钢混凝土组合结构中工字钢的大部分截面包括腹板和下翼缘板均位于混凝土板下，基本上整个工字钢完全呈现暴露状态，无混凝土可包裹工字钢以提供保护作用。因此假如发生火灾，整个工字钢梁完全暴露于高温状态，结构很容易产生较大的变形和丧失承载力。而相比于钢材，混凝土结构在火灾环境中具有更好的性能，混凝土结构的比热容在0.92～1.0kJ/(kg·℃)，而钢材的比热容仅为0.46kJ/(kg·℃)；钢材(含碳量1％)的导热率在45W/m·K，而混凝土导热率仅为1.28W/m·K。因此，在同样的火灾环境中，钢材比混凝土更容易升温和传热，钢结构更容易失效。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种可大幅降低整体结构高度的防火性能良好的预制平面拼装钢混组合梁。

本发明的第二目的是提供该防火性能良好的预制平面拼装钢混组合梁的施工方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种防火性能良好的预制平面拼装钢混组合梁，其特征在于：由若干个预制混凝土板在同一平面内拼装而成，相邻预制混凝土板之间留有拼接凹槽，该拼接凹槽内设有工字钢，且相邻预制混凝土板搁置于工字钢的下翼缘板上；其中所述工字钢的上翼缘板上方铺设有钢筋网片，且该钢筋网片低于预制混凝土板的上表面，工字钢的腹板上均布穿插有若干个横向钢筋；所述拼接凹槽内填充有混凝土。

其中，在所述横向钢筋靠近工字钢的腹板两侧根部处分别设有用于锚固的纵向钢筋。

优选的，所述横向钢筋一端具有加粗端，另一端具有螺纹，且连接有适配的螺帽。

再者，所述拼接凹槽的上端开口宽度大于下端开口宽度，且上端开口宽度大于工字钢上翼缘板宽度至少20cm。

进一步，所述钢筋网片离预制混凝土板的上表面的垂直距离为4～6cm。

优选的，所述预制混凝土板的高度为40～60cm，工字钢的高度为35～45cm，且工字钢的高度小于预制混凝土板的高度。

再者，所述相邻预制混凝土板搁置于工字钢的下翼缘板上的宽度大于10cm。

优选的，所述工字钢的腹板上沿纵向均布有若干个孔道，横向钢筋穿插在相应的孔道内。