[发明专利]一种型钢部分包裹混凝土组合梁及其设计与施工方法

说明书

一种型钢部分包裹混凝土组合梁及其设计与施工方法，包括H型钢梁和部分包裹H型钢梁的混凝土，H型钢梁包括钢梁腹板和垂直设在钢梁腹板两边的两个钢梁翼缘，还包括设在所述钢梁腹板两侧、且位于两个钢梁翼缘之间的抗火岩棉板，抗火岩棉板的高度小于两个钢梁翼缘之间的距离，抗火岩棉板的宽度小于钢梁翼缘宽度与钢梁腹板宽度差的一半。通过对部件结构的合理设置，在不过多降低组合梁承载力及刚度的同时，解决现大跨梁中质量偏重，跨中存在初始挠度的问题，降低工程造价，可应用于高层大跨的钢结构建筑物中。

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，具体涉及一种型钢部分包裹混凝土组合梁及其设计与施工方法。

背景技术

钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,这种结构是用型钢或钢板焊接钢截面,在其上面、四周或内部浇注混凝土与型钢形成整体,从而形成了共同受力的结构体系。型钢部分包裹混凝土组合结构是钢一混凝土组合结构的一种形式，是指在钢梁腹板及其上下翼缘所包围区域内配置纵向钢筋并浇筑混凝土的钢-混凝土组合梁，在钢梁腹板上一般采用设置焊接钢筋、栓钉、型钢或钻孔穿筋等方式，以保证钢梁与腹部混凝土能够作为一个整体共同参加工作，提高构件的抗火能力，同时钢梁上下翼缘和腹板与混凝土相互作用相互约束，使得腹部内部混凝土的剥落、开裂也受到抑制。

现有型钢部分包裹混凝土组合结构在大跨超高层结构中，梁截面高的情况下质量偏重，不利于超高层钢结构或钢混组合结构的施工与安装；混凝土部分增加额外结构自重，对水平结构抗震带来不利影响；组合梁在大跨结构跨中存在初始挠度，给结构带来安全隐患。组合梁的钢材部分防腐处理造价偏高，投入使用后长期存在维护的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种型钢部分包裹混凝土组合梁及其设计与施工方法，通过对部件结构的合理设置，在不过多降低组合梁承载力及刚度的同时，解决现大跨梁中质量偏重，跨中存在初始挠度的问题，降低工程造价，可应用于高层大跨的钢结构建筑物中。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括：

一种型钢部分包裹混凝土组合梁，包括H型钢梁和部分包裹H型钢梁的混凝土，H型钢梁包括钢梁腹板和垂直设在钢梁腹板两边的两个钢梁翼缘，还包括设在钢梁腹板两侧、且位于两个钢梁翼缘之间的抗火岩棉板，抗火岩棉板的高度小于两个钢梁翼缘之间的距离，抗火岩棉板的宽度小于钢梁翼缘宽度与钢梁腹板宽度差的一半。

进一步的，还包括设在两个钢梁翼缘与抗火岩棉板间的钢筋笼,钢筋笼的长度与H型钢梁长度相等，且钢筋笼被混凝土包裹。

优选的，钢筋笼包括沿H型钢梁纵向均匀分布的多个箍筋组件；

箍筋组件包括设在一钢梁翼缘内侧的第一矩形箍筋，第一矩形箍筋的共面垂直于钢梁翼缘和钢梁腹板，第一矩形箍筋的高度小于所在钢梁翼缘内侧与抗火岩棉板间的距离，第一矩形箍筋的宽度小于钢梁翼缘宽度与钢梁腹板宽度差的一半；箍筋组件还包括设在另一钢梁翼缘内侧、且与第一矩形箍筋相对称的第二矩形箍筋，第二矩形箍筋的结构与第一矩形箍筋结构一致；

箍筋组件还包括连设在第一矩形箍筋和第二矩形箍筋间、且垂直于钢梁翼缘的第三箍筋；抗火岩棉板位于箍筋组件内侧、且与箍筋组件间留有浇注混凝土的空间，抗火岩棉板与第一矩形箍筋和第二矩形箍筋间的距离相等。

优选的，钢筋笼还包括沿H型钢梁纵向、且分别设于第一矩形箍筋和第二矩形箍筋内角的八个纵筋，纵筋的长度与H型钢梁长度相等。

进一步的，还包括沿H型钢梁纵向均匀且横向居中设在两个钢梁翼缘内侧的多个抗剪栓钉，任一个抗剪栓钉设在相邻的两个钢筋笼中点。