一种圆形上翼缘钢混复合型高强承载梁的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种圆形上翼缘钢混复合型高强承载梁，主要涉及钢结构建筑承重梁领域。包括上翼缘、下翼缘板和腹板，所述上翼缘包括外层的圆形钢管，所述圆形钢管内设有与其相适应的第一混凝土填充体，所述下翼缘板为水平设置的轧制钢板，所述腹板包括竖直设置的矩形钢板，所述矩形钢板上均匀分布有竖直的圆钢管，所述圆钢管内设有与其相适应的第二混凝土填充体，所述圆钢管与下翼缘板之间设有三角形的加强筋。本实用新型的有益效果在于：它采用圆形结构的上翼缘，并使用外层钢结构内层混凝土的组合，有效提高承载梁的承载性能、抗压及抗弯性能；并采用复合结构的腹板支撑，增加腹板的抗弯、抗扭、抗变形能力，使整体的稳定性显著提升。
【专利说明】
一种圆形上翼缘钢混复合型高强承载梁
技术领域
[0001]本实用新型涉及钢结构建筑承重梁领域，具体是一种圆形上翼缘钢混复合型高强承载梁。
【背景技术】
[0002]目前，随着经济和社会的快速发展，带动建筑行业突飞猛进，人们对建筑结构中所需承重构件的要求越来越高，不但对承重强度提出了更高的要求，还不断追求较低的耗材及成本。
[0003]在传统建筑行业中，一般钢结构中承载梁大都采用热乳工字钢、热乳或焊接H型钢、热乳方钢管、焊接波纹腹板梁及焊接箱梁等形式。其中，如果使用热乳工字钢、热乳或焊接H型钢及焊接波纹腹板梁等均采用平直钢板或者波纹钢板作为腹板，由于平直钢板和波纹钢板的面外抗弯能力较差，因此导致以上形式承载梁的稳定性、抗弯性能及抗扭性能较弱，不能满足某些特殊高承载力结构的要求。如果通过增加腹板厚度来提高腹板的面外抗弯性能，会大大增加承载梁的用钢量，也会增大承载梁自重，造成钢材浪费，增加造价成本。
[0004]在结构上，现有技术工字梁的上翼缘，当承受次梁传递的集中荷载时，会发生局部屈服破坏，或者发生局部屈曲变形，严重影响整体结构的安全性能。
[0005]此外，对于焊接箱型梁和热乳方钢管梁，该形式的承载梁截面呈箱型，优化了构件的性能，增强了构件的抗弯、抗变形、抗扭性能，但由于其横截面积较大，构件的整体用钢量非常大，也会增大承载梁自重，造成钢材浪费，增加造价成本。同时，上述钢管梁由于其横截面为闭合形态，故在热胀冷缩方面的适应性不如H型、工字钢等开放形态的钢梁，具有一定弊端。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种圆形上翼缘钢混复合型高强承载梁，它采用圆形结构的上翼缘，并使用外层钢结构内层混凝土的组合，有效提高承载梁的承载性能、抗压及抗弯性能;并采用复合结构的腹板支撑，增加腹板的抗弯、抗扭、抗变形能力，使整体的稳定性显著提升。
[0007]本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现:
[0008]—种圆形上翼缘钢混复合型高强承载梁，包括上翼缘、下翼缘板和腹板，所述上翼缘包括外层的圆形钢管，所述圆形钢管内设有与其相适应的第一混凝土填充体，所述下翼缘板为水平设置的乳制钢板，所述腹板包括竖直设置的矩形钢板，所述矩形钢板上均匀分布有竖直的圆钢管，所述圆钢管内设有与其相适应的第二混凝土填充体，所述圆钢管与下翼缘板之间设有三角形的加强筋。
[0009]所述圆形钢管的管壁厚度为5.0mm?10.0mm，且其直径为下翼缘板宽度的1/2?I/4。
[0010]所述下翼缘板的厚度为6.0mm?18.0mm，且其宽度与上翼缘相对应。[0011 ]所述圆钢管为厚度是6.0mm?12.0mm的无缝热乳钢管，且其直径为下翼缘板宽度的3/4，所述矩形钢板为乳制钢板，且其厚度为6.0mm?18.0mm。
[00?2]所述加强筋为厚度是6.0mm?10.0mm的乳制钢板。
[0013]所述圆形钢管与第一混凝土填充体之间设有聚氨酯泡沫层，所述圆钢管与第二混凝土填充体之间亦设有聚氨酯泡沫层。
[0014]所述第一混凝土填充体和第二混凝土填充体均为强度大于C60的自密实高强混凝土填充体。
[0015]对比现有技术，本实用新型的有益效果在于:
[0016]1、所述上翼缘采用了圆形结构，有效提高抗压性能。所述圆形管与第一混凝土填充体配合使用，既能增强顶部承重能力，也避免耗费大量钢材，有效降低制作成本。
[0017]所述腹板采用了圆钢管、矩形钢板、加强筋三种复合结构的组合，通过圆钢管及加强筋的加入，能够有效提高腹板的整体稳定性，增强其抗弯、抗剪、抗扭、抗变形性能。所述圆钢管与第二混凝土填充体配合使用，既能增强腹板的持久抗压能力，也能降低耗材，节约施工成本。
[0018]所述下翼缘板与上翼缘相呼应，有利于保持整体的稳定性。
[0019]综上所述，本实用新型使用多种结构相配合，通过结构之间的组合来提高承载能力，使抗压耐用。且钢管复合混凝土的结构特点使其易于实现设计及质量的标准化控制，生产的规模化经营、产品的系列化布局，有利于提高制作效率，节约制作和施工成本，在确保构件强度的前提下，获得较好的经济效益。
[0020]2、所述聚氨酯泡沫层喷涂于圆形钢管与第一混凝土填充体、以及圆钢管与第二混凝土填充体之间，为由于热胀冷缩而发生的体积变化预留一定的缓冲空间，避免相邻的钢管及混凝土块发生挤压或裂离，从而增加本装置对环境的适应性以及承重抗压的耐久性。
[0021]3、上述圆形钢管、圆钢管、下翼缘板、矩形钢板等的尺寸设置，兼顾耗材成本及承重强度所取的最佳范围。
[0022]4、所述第一混凝土填充体和第二混凝土填充体均使用强度大于C60的自密实高强混凝土，进一步提高本装置的承重抗压性能。
【附图说明】
[0023]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0024]附图2是本实用新型的横向剖面图。
[0025]附图3是本实用新型附图2的A-A剖面图。
[0026]附图4是本实用新型附图2的B-B剖面图。
[0027]附图5是本实用新型附图2的C-C剖面图。
[0028]附图中所示标号:
[0029]1、上翼缘;11、圆形钢管；12、第一混凝土填充体；
[0030]2、下翼缘板；
[0031]3、腹板;31、矩形钢板;32、圆钢管;33、第二混凝土填充体;34、加强筋。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0033]本实用新型所述是一种圆形上翼缘I钢混复合型高强承载梁，主体结构包括上翼缘1、下翼缘板2和腹板3，所述上翼缘I包括外层的圆形钢管11，所述圆形钢管11内设有与其相适应的第一混凝土填充体12，所述下翼缘板2为水平设置的乳制钢板，所述腹板3包括竖直设置的矩形钢板31，所述矩形钢板31上均匀分布有竖直的圆钢管32，所述圆钢管32内设有与其相适应的第二混凝土填充体33，所述圆钢管32与下翼缘板2之间设有三角形的加强筋34。
[0034]所述圆形钢管11的管壁厚度为5.0mm?10.0mm，且其直径为下翼缘板2宽度的1/2
?1/4。
[0035]所述下翼缘板2的厚度为6.0mm?18.0mm，且其宽度与上翼缘I相对应。
[0036]所述圆钢管32为厚度是6.0mm?12.0mm的无缝热乳钢管，且其直径为下翼缘板2宽度的3/4，所述矩形钢板31为乳制钢板，且其厚度为6.0mm?18.0mm。
[0037]所述加强筋34为厚度是6.0mm?10.0mm的乳制钢板。
[0038]所述圆形钢管11与第一混凝土填充体12之间设有聚氨酯泡沫层，所述圆钢管32与第二混凝土填充体33之间亦设有聚氨酯泡沫层。
[0039]所述第一混凝土填充体12和第二混凝土填充体33均为强度大于C60的自密实高强混凝土填充体。
[0040]对比现有技术，本实用新型的有益效果在于:
[0041]1、所述上翼缘I采用了圆形结构，有效提高抗压性能。所述圆形管与第一混凝土填充体12配合使用，既能增强顶部承重能力，也避免耗费大量钢材，有效降低制作成本。
[0042]所述腹板3采用了圆钢管32、矩形钢板31、加强筋34三种复合结构的组合，通过圆钢管32及加强筋34的加入，能够有效提高腹板3的整体稳定性，增强其抗弯、抗剪、抗扭、抗变形性能。所述圆钢管32与第二混凝土填充体33配合使用，既能增强腹板3的持久抗压能力，也能降低耗材，节约施工成本。
[0043]所述下翼缘板2与上翼缘I相呼应，有利于保持整体的稳定性。
[0044]综上所述，本实用新型使用多种结构相配合，通过结构之间的组合来提高承载能力，使抗压耐用。且钢管复合混凝土的结构特点使其易于实现设计及质量的标准化控制，生产的规模化经营、产品的系列化布局，有利于提高制作效率，节约制作和施工成本，在确保构件强度的前提下，获得较好的经济效益。
[0045]2、所述聚氨酯泡沫层喷涂于圆形钢管11与第一混凝土填充体12、以及圆钢管32与第二混凝土填充体33之间，为由于热胀冷缩而发生的体积变化预留一定的缓冲空间，避免相邻的钢管及混凝土块发生挤压或裂离，从而增加本装置对环境的适应性以及承重抗压的耐久性。
[0046]3、上述圆形钢管11、圆钢管32、下翼缘板2、矩形钢板31等的尺寸设置，兼顾耗材成本及承重强度所取的最佳范围。
[0047]4、所述第一混凝土填充体12和第二混凝土填充体33均使用强度大于C60的自密实尚强混凝土，进一步提尚本装置的承重抗压性能。
[0048]实施例1:本实用新型所述是一种圆形上翼缘I钢混复合型高强承载梁，主体结构包括上翼缘1、下翼缘板2和腹板3，所述上翼缘I包括外层的圆形钢管11，所述圆形钢管11的管壁厚度为6.5_，且其直径为下翼缘板2宽度的1/3。所述圆形钢管11内设有与其相适应的第一混凝土填充体12，所述圆形钢管11与第一混凝土填充体12之间设有聚氨酯泡沫层，所述下翼缘板2为水平设置的乳制钢板，所述下翼缘板2的厚度为8.0mm，且其宽度与上翼缘I相对应。所述腹板3包括竖直设置的矩形钢板31，所述矩形钢板31为乳制钢板，且其厚度为8.0mm。所述矩形钢板31上均勾分布有竖直的圆钢管32，所述圆钢管32为厚度是7.0mm的无缝热乳钢管，且其直径为下翼缘板2宽度的3/4，所述圆钢管32内设有与其相适应的第二混凝土填充体33，所述圆钢管32与第二混凝土填充体33之间亦设有聚氨酯泡沫层。所述圆钢管32与下翼缘板2之间设有三角形的加强筋34。所述加强筋34为厚度是6.5mm的乳制钢板。
[0049]实施例2:本实用新型所述是一种圆形上翼缘I钢混复合型高强承载梁，主体结构包括上翼缘1、下翼缘板2和腹板3，所述上翼缘1、腹板3和下翼缘板2依次角焊连接，且角焊缝强度不应低于钢板的屈服强度。所述上翼缘I包括外层的圆形钢管11，所述圆形钢管11的管壁厚度为9.5_，且其直径为下翼缘板2宽度的2/5。所述圆形钢管11内设有与其相适应的第一混凝土填充体12，所述下翼缘板2为水平设置的乳制钢板，所述下翼缘板2的厚度为18.5mm，且其宽度与上翼缘I相对应。所述腹板3包括竖直设置的矩形钢板31，所述矩形钢板31为乳制钢板，且其厚度为15mm。所述矩形钢板31上均匀分布有竖直的圆钢管32，所述圆形管与矩形钢板31角焊链接，且角焊缝强度不应低于钢板的屈服强度。所述圆钢管32为厚度是11.0mm的无缝热乳钢管，且其直径为下翼缘板2宽度的3/4，所述圆钢管32内设有与其相适应的第二混凝土填充体33，所述圆钢管32与下翼缘板2之间设有三角形的加强筋34。所述加强筋34为厚度是9mm的乳制钢板。所述第一混凝土填充体12和第二混凝土填充体33均为强度大于C60的自密实高强混凝土填充体。
[0050]实施例3:本实用新型所述是一种圆形上翼缘I钢混复合型高强承载梁，通过以下制作过程制得:
[0051](I)耗材的准备:根据实际所需尺寸，截取一定宽度及长度的钢板作为腹板3中的矩形钢板31，切割适当的直角三角形钢板作为加强筋34，截取一定长度的圆钢管32，其长度应比矩形钢板31的宽度高出一部分，需要加工出恰好与圆形钢管11吻合的弧形企口。
[0052](2)腹板3与下翼缘板2的焊接:首先，将矩形钢板31和圆钢管32交替间隔采用双侧角焊缝形式焊接在一起，焊接时，需保证所有矩形钢板31下边缘与圆钢管32下边缘均处于同一水平面内，且所有矩形钢板31上边缘与圆钢管32企口的最低点均在同一水平面内，所有矩形钢板31形成的平面恰好过圆钢管32的中轴线；随后，将焊接在一起的矩形钢板31和圆钢管32放置于下翼缘板2上，矩形钢板31平面中心线必须与下翼缘板2的中心线重合，将矩形钢板31和圆钢管32分别与下翼缘板2上面相接触部位均采用角焊缝形式焊接在一起；并将加强筋34的直角两侧侧边分别通过角焊焊接在圆钢管32及下翼缘板2上。
[0053](3)复合层的注入:将聚氨酯预聚体、发泡剂、催化剂等组分装填于耐压气雾罐中，通过手动喷管将气雾状胶体喷射至圆钢管32、圆形钢管11的内壁表面，等待其附着、成型、发泡，完成聚氨酯泡沫层的制作。之后，向圆钢管32内部灌注高强混凝土，在填充时，一定一边灌注一边采用振动棒振捣，或采用铁器敲打圆钢管32管壁，确保高强混凝土的密实度;同时，将高强混凝土灌入圆形钢管11中，在灌注时，将圆形钢管11竖起进行灌注，在灌注过程中，也需要采用振动棒不断振捣圆形钢管11管壁，确保高强混凝土的密实度，完成后两构件均需要进行高温养护5-10小时。
[0054](4)上翼缘I的焊接:将圆形钢管11居中的至于腹板3顶侧，并将矩形钢板31、圆钢管32和圆形钢管11的接触部位进行角焊。
【主权项】
1.一种圆形上翼缘(I)钢混复合型高强承载梁，包括上翼缘(I)、下翼缘板(2)和腹板(3)，其特征在于:所述上翼缘(I)包括外层的圆形钢管(11)，所述圆形钢管(11)内设有与其相适应的第一混凝土填充体(12)，所述下翼缘板(2)为水平设置的乳制钢板，所述腹板(3)包括竖直设置的矩形钢板(31)，所述矩形钢板(31)上均匀分布有竖直的圆钢管(32)，所述圆钢管(32)内设有与其相适应的第二混凝土填充体(33)，所述圆钢管(32)与下翼缘板(2)之间设有三角形的加强筋(34)。2.根据权利要求1所述一种圆形上翼缘(I)钢混复合型高强承载梁，其特征在于:所述圆形钢管(11)的管壁厚度为5.0mm?10.0mm，且其直径为下翼缘板(2)宽度的1/2?1/4。3.根据权利要求1所述一种圆形上翼缘(I)钢混复合型高强承载梁，其特征在于:所述下翼缘板(2)的厚度为6.0mm?18.0mm，且其宽度与上翼缘(I)相对应。4.根据权利要求1所述一种圆形上翼缘(I)钢混复合型高强承载梁，其特征在于:所述圆钢管(32)为厚度是6.0mm?12.0mm的无缝热乳钢管，且其直径为下翼缘板(2)宽度的3/4，所述矩形钢板(31)为乳制钢板，且其厚度为6.0mm?18.0mm。5.根据权利要求1所述一种圆形上翼缘(I)钢混复合型高强承载梁，其特征在于:所述加强筋(34)为厚度是6.0mm?10.0mm的乳制钢板。6.根据权利要求1所述一种圆形上翼缘(I)钢混复合型高强承载梁，其特征在于:所述圆形钢管(11)与第一混凝土填充体(12)之间设有聚氨酯泡沫层，所述圆钢管(32)与第二混凝土填充体(33)之间亦设有聚氨酯泡沫层。7.根据权利要求1所述一种圆形上翼缘(I)钢混复合型高强承载梁，其特征在于:所述第一混凝土填充体(12)和第二混凝土填充体(33)均为强度大于C60的自密实高强混凝土填充体。
【文档编号】E04C3/294GK205421714SQ201620293478
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】宋生志, 刘辉, 陶祥令, 黄勇, 鲍英基
【申请人】江苏建筑职业技术学院