[发明专利]部分填充混凝土组合蜂窝钢梁、柱及其制作方法

说明书

本发明涉及部分填充混凝土组合蜂窝钢梁、柱及其制作方法，包括：H型钢、箍筋、纵筋，H型钢腹板上设置有椭圆形孔洞，箍筋穿过所述椭圆孔，纵筋穿过箍筋绑扎在箍筋上、椭圆形孔洞中填充有混凝土。部分填充混凝土组合钢蜂窝梁、柱，腹板预留孔洞节省钢材，同时也降低了成本；在加工方面，由于留有孔洞，所以在放置箍筋、纵筋和侧放浇筑混凝土的时候可以一次成型，制作方便，节省时间；腹板两侧混凝土由于预留孔洞可以成为一体，整体性良好，与H型钢蜂窝梁、柱也结合良好，同时节省了栓钉或钢拉结件；同时混凝土部分可以防腐、防火，起到保护H型钢蜂窝梁、柱的作用；省去了装修时钢梁、柱翼缘和腹板空间内的封堵材料，节省人工，降低了成本。

技术领域

本发明属于建筑结构、装配式结构构件领域，具体涉及一种部分填充混凝土组合蜂窝钢梁、柱及其制作方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

传统PEC梁、柱采用H型钢或热轧薄壁钢板组合截面，并在翼缘和腹板间设置一定间距的横向拉结筋，浇筑混凝土而成的组合梁、柱，传统PEC梁、柱的腹板为整块钢板，没有孔洞，需要焊接箍筋或栓钉，钢材用量多，焊接量大，成本高，或开设小孔，用于灌注混凝土，且仍需焊接箍筋；而且传统PEC梁、柱在预制中需要在腹板两侧分别浇筑混凝土，制作不方便，生产周期长，传统PEC梁、柱的混凝土与钢梁、柱结合不好，需要预设拉结件或栓钉。

而且发明人发现：传统型钢蜂窝梁、柱易发生腹板屈曲变形，导致抗弯刚度和抗弯承载力较小，舒适度稍差，易腐蚀，抗火性能差。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种部分填充混凝土组合蜂窝钢梁、柱及其制作方法，具有节约用材、降低成本、制作方便、混凝土与钢材结合良好、防腐防火性能好的优点。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种部分填充混凝土组合蜂窝钢梁、柱，包括：H型钢、箍筋、纵筋、混凝土，H型钢腹板上设置有椭圆形或圆形、方形、菱形等形式孔洞，箍筋穿过所述孔洞，纵筋穿过箍筋并绑扎在箍筋上形成钢筋骨架，所述孔洞及腹板两侧填充有混凝土。

本发明发现：通过在H型钢腹板上设置有孔洞，并填充混凝土形成组合钢蜂窝梁、柱，腹板预留孔洞节省了部分钢材；在加工方面，由于留有孔洞箍筋安装方便，所以放置箍筋、纵筋和侧放浇筑混凝土的时候可以一次成型，制作方便，节省时间；腹板两侧混凝土由于预留孔洞成为一体，整体性良好，与H型钢蜂窝梁、柱结合较好，节省了栓钉或钢拉结件；同时，混凝土部分可以防腐、防火，起到保护H型钢蜂窝梁、柱的作用，省去了装修时钢梁、柱翼缘和腹板空间内的封堵材料，节省人工，降低了成本。同时，蜂窝钢梁、柱的整体稳定和承载力均得到增强。

经过对部分填充混凝土组合蜂窝钢梁的数值模拟和分析发现：通过椭圆形孔洞长轴的垂直设置，可以提高组合梁的抗弯刚度和抗弯承载力，增加孔洞的面积，可以节省钢材。因此，在一些实施例中，所述椭圆形孔洞长轴方向垂直于H型钢的翼缘板，可以有效地提高蜂窝钢梁的整体强度。

由于不同工况下，对钢梁的强度、尺寸等技术要求有所不同。因此，本发明对蜂窝钢梁椭圆形孔的大小、间距进行系统研究发现：孔口长轴a宜取梁高的0.6-0.9倍；椭圆孔短轴b与长轴a之比宜为0.2-1；相邻孔口外边缘间的距离宜为短轴b的0.2-0.9倍；同时不应在梁端相当于梁高范围内开孔。

箍筋主要用来满足斜截面抗剪强度并联结受力纵筋形成钢筋骨架。因此，在一些实施例中，所述箍筋可以为封闭矩形箍筋、菱形箍筋、多边形箍筋、井字形箍筋和圆形箍筋等。但本发明研究发现：采用矩形箍筋更方便设置。因此，在一些优选实施例中，所述箍筋为矩形。