一种含有自复位装置的可拆卸钢混凝土组合梁的制作方法

1.本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种含有自复位装置的可拆卸钢混凝土组合梁。


背景技术：

2.我国建筑业正快速向着工业化的方向发展，以工业化的方式重新组织建筑业是提高劳动效率、提升建筑质量的重要方式；组合结构因其施工便捷、材料性能利用合理等优点而广泛运用于建筑邻域，钢与混凝土组合结构在工程实践中正逐步得到广泛的应用与发展，钢与混凝土组合结构中混凝土组合梁有预制和现浇两种施工方式，预制方式可以极大减少现场作业，不仅能提高生产效率，还绿色环保。
3.然而，目前钢与混凝土组合结构中剪力连接件与钢梁的连接多数采用焊接，这种方式现场施工难度大，且工程质量不易把控，很难实现组合梁在施工过程的可装配性和重复使用的可拆卸性，尤其是受震损伤之后无法快速恢复组合梁的使用功能，对建筑工程的整体经济效益有不利影响。
4.因此设计一种具有可装配性和可拆卸性的能够重复使用的组合梁，以及能够实现震后可快速恢复组合梁使用功能的结构具有十分重要的意义。
5.综上所述，设计一种能够快速拆装和重复使用的组合梁，以及能够实现震后可快速恢复组合梁使用功能的结构是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.为解决现有技术很难实现组合梁在施工过程的可装配性和重复使用的可拆卸性，尤其是受震损伤之后无法快速恢复组合梁的使用功能的问题，本发明提供了一种含有自复位装置的可拆卸钢混凝土组合梁。
7.本发明的技术方案为：本发明提供了一种含有自复位装置的可拆卸钢混凝土组合梁，包括工字形钢梁，工字形钢梁的上表面设有预制钢筋混凝土板，工字形钢梁与预制钢筋混凝土板之间设有连接组件，连接组件能够使工字形钢梁与预制钢筋混凝土板之间形成可拆卸的固定连接，发生地震时连接组件能通过自身的集中损伤而消耗地震震动时的能量，从而避免组合梁的其他结构受到损伤，连接组件与工字形钢梁之间设有自复位弹簧装置，在固定连接时自复位弹簧装置能够确保连接组件的连接可靠，在拆卸时自复位弹簧装置能够使连接组件与预制钢筋混凝土板快速分离。
8.进一步的，连接组件包括预制钢筋混凝土板，预制钢筋混凝土板与工字形钢梁的连接处开设有安装孔，安装孔的内侧面对应的配合安装有与之贴合的混凝土插块，混凝土插块中间开设有贯穿其内部的台阶孔，工字形钢梁的上表面对应台阶孔开设有第一通孔，台阶孔和第一通孔的内部穿设有连接螺栓，连接螺栓的下端部位于工字形钢梁的下表面外部设有与之旋合的锁紧螺母。
9.更进一步的，安装孔的结构形状为内侧面带有扩口形锥面的圆孔；所述的混凝土插块的外部形状对应安装孔的扩口形锥面设计为倒圆锥台状，混凝土插块的外侧面与安装孔的内侧面之间设有弹性材料垫层。
10.再进一步的，连接螺栓的上端部位于其外侧套装有螺栓垫块，螺栓垫块的端面与台阶孔的台阶面相互贴合。
11.再进一步的，自复位弹簧装置包括工字形钢梁，工字形钢梁的上表面设有与之可拆卸固定连接的固定底座，固定底座的上表面位于其中心设有与之固定连接的定位块，定位块的外侧配合安装有弹簧，弹簧的下端与定位块的外侧固定连接，弹簧的外侧套装有与固定底座固定连接的弹簧套筒，弹簧套筒的外侧靠近其上端部设有与之滑动连接的滑动套筒，滑动套筒的上端内侧面与弹簧的上端部对应贴合。
12.再进一步的，自复位弹簧装置包括工字形钢梁，工字形钢梁的上表面设有与之可拆卸固定连接的固定底座，固定底座的上表面位于其中心设有与之固定连接的定位块，定位块的外侧配合安装有弹簧，弹簧的下端与定位块的外侧固定连接，弹簧的外侧套装有与固定底座固定连接的弹簧套筒，弹簧套筒的外侧靠近其上端部设有与之滑动连接的滑动套筒，滑动套筒的上端内侧面与弹簧的上端部之间设有与弹簧套筒滑动连接的导向块，导向块的上端面与滑动套筒的上端内侧面固定连接，导向块的下端面与弹簧的上端部对应贴合，导向块的外侧面与弹簧套筒的内侧面配合滑动连接。
13.再进一步的，固定底座位于弹簧套筒外侧开设有第二通孔，第二通孔的位于与弹簧套筒中心对称的外侧四方，第二通孔的内部设有能够与工字形钢梁上表面固定锁紧连接的螺钉。
14.再进一步的，滑动套筒的上端面设有与之固定连接的防滑橡胶垫。
15.再进一步的，弹性材料垫层与混凝土插块的外侧面固定粘接。
16.本发明所达到的有益效果为：本发明的工字形钢梁的上表面设有与之可拆卸固定连接的预制钢筋混凝土板，工字形钢梁与预制钢筋混凝土板之间的可拆卸连接方式为螺纹连接，因为螺纹连接具有结构简单、连接可靠、装拆方便且预紧力可调节的优点，在保证连接可靠的前提下，还有助于降低施工成本，并且工字形钢梁与预制钢筋混凝土板通过可拆卸的固定连接方式，为本发明在施工过程中实现组合梁的可装配性和可拆卸性提供了基础保证。
17.本发明中预制钢筋混凝土板的安装孔的结构形状设计成内侧面带有扩口形锥面的圆孔，圆孔的形状不仅加工制作工艺简单，又能使其在工作过程中均匀受力，避免应力集中而在极限载荷时造成破坏，同时扩口形的锥面既便于在加工制作时能够更加方便容易的取出模具，也有利于安装混凝土插块时的自定心，能够简化在使用过程中的混凝土插块安装工艺，也提高了安装的工作效率。
18.本发明的混凝土插块的外侧面设有弹性材料垫层，弹性材料垫层能够有效的防止混凝土插块在搬运运输的过程中发生碰撞而损坏，在使用时，可以使混凝土插块的外侧面与安装孔的内侧面之间为弹性连接，既能避免在安装过程中混凝土插块的外侧面与安装孔的内侧面之间的刚性接触而使混凝土插块发生损伤甚至破坏，还能增加建筑结构的缓冲吸震的能力。
19.混凝土插块中间的台阶孔在使用过程中能够将连接螺栓的上端部收容于台阶孔
的内部，既可以避免连接螺栓的上端部直接外露，影响预制钢筋混凝土板表面的整体平整，也有效的保护了连接螺栓的上端部在施工过程中不会与其他外部的物体发生碰撞而损坏，甚至导致混凝土插块非正常破裂或损坏；螺栓垫块能够有效的增加连接螺栓的上端部与台阶孔的台阶面之间受力面积，以避免连接螺栓的上端部与台阶孔的台阶面之间受力面积过小而导致压强过大造成混凝土插块的损坏，该设计进一步提高了本实施例的使用性能。
20.预制钢筋混凝土板的安装孔内部位于工字形钢梁的上表面与混凝土插块的下表面之间设有自复位弹簧装置，复位弹簧装置能够使工字形钢梁的上表面与混凝土插块的下表面之间形成弹性连接，通过锁紧螺母锁紧连接螺栓时，复位弹簧装置产生的弹力可以增大锁紧螺母与连接螺栓的轴向锁紧力，能够有效防止锁紧螺母与连接螺栓出现松动，并且在松开锁紧螺母时，复位弹簧装置产生的弹力可以作用于混凝土插块的下表面向上推动混凝土插块，以便于在拆卸过程中能够使混凝土插块被快速推出；该设计实现了本发明在使用过程中具有快速拆装的功能，能够解决完好的混凝土插块或集中损伤的混凝土插块由于变形、损伤等原因导致拆卸困难的问题，非常便于混凝土插块的拆卸和更换，也有利于组合梁在正常使用阶段的拆卸重复使用，并进一步提高了整体施工的工作效率。
21.综上所述，本发明结构简单巧妙，使用性能稳定可靠，并且不仅具有拆装方便快捷的功能，还能够实现震后快速恢复组合梁使用功能，实现了组合梁在施工过程的可装配性和重复使用的可拆卸性，提高了建筑工程施工和维护的经济效益，本发明属于绿色建筑，非常适用于现代工业化建筑使用。
附图说明
22.图1是本发明第一实施方式的整体结构示意图；图2是自复位弹簧装置的第一实施方式三维结构示意图；图3是图2中a-a向剖切结构示意图；图4是本发明第二实施方式的整体结构示意图；图5是自复位弹簧装置的第二实施方式三维结构示意图；图6是图5中b-b向剖切结构示意图。
具体实施方式
23.为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设
置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.本发明的第一实施方式如图1~3所示，本发明提供了一种含有自复位装置的可拆卸钢混凝土组合梁，包括工字形钢梁2，工字形钢梁2的上表面设有与之可拆卸固定连接的预制钢筋混凝土板1，本实施例优选的将工字形钢梁2与预制钢筋混凝土板1之间的可拆卸连接方式设计为螺纹连接，因为螺纹连接具有结构简单、连接可靠、装拆方便且预紧力可调节的优点，在保证连接可靠的前提下，还有助于降低施工成本，并且工字形钢梁2与预制钢筋混凝土板1通过可拆卸的固定连接方式，为本发明在施工过程中实现组合梁的可装配性和可拆卸性提供了基础保证。
29.如图1所示，预制钢筋混凝土板1与工字形钢梁2的连接处开设有安装孔，安装孔的结构形状可以设计为圆孔、方孔或者其他便于安装和加工制作的形状，为了确保预制钢筋混凝土板1与工字形钢梁2的连接稳定可靠，安装孔的内侧可以开设台阶面、锥面、或者带有锥面的台阶，本实施例优选的将所述的安装孔的结构形状设计成内侧面带有扩口形锥面的圆孔，因为圆孔的加工制作工艺简单，又能使其在工作过程中均匀受力，避免应力集中而在极限载荷时造成破坏，同时扩口形的锥面既便于在加工制作时能够更加方便容易的取出模具，也有利于安装时的自定心，能够简化在使用过程中的安装工艺。
30.如图1所示，安装孔的内侧面位于其锥面处对应的配合安装有与之贴合的混凝土插块3，混凝土插块3的外部形状对应安装孔的扩口形锥面设计为倒圆锥台状，使用时将混凝土插块3对应的放置于安装孔的内部再通过外力向下锁紧混凝土插块3时能够使其自动与安装孔的内侧面贴合，这样可以省去安装时的定位工艺，既降低了安装时的工艺难度也提高了安装的工作效率。
31.如图1所示，混凝土插块3的外侧面与安装孔的内侧面之间设有弹性材料垫层4，所述的弹性材料垫层4可以采用橡胶材料加工制作，也可以采用其他具有弹性的材料加工制作，例如，乳胶、硅胶等；弹性材料垫层4可与安装孔的内侧面固定粘接，也可以与混凝土插块3的外侧面固定粘接，还可以同时在混凝土插块3的外侧面与安装孔的内侧面均固定粘接弹性材料垫层4，本实施例优选的将弹性材料垫层4固定粘接在混凝土插块3的外侧面，这样混凝土插块3在使用之前，能够有效的防止混凝土插块3在搬运运输的过程中发生碰撞而损坏，在使用时，可以使混凝土插块3的外侧面与安装孔的内侧面之间为弹性连接，既能避免在安装过程中混凝土插块3的外侧面与安装孔的内侧面之间的刚性接触而使混凝土插块3发生损伤甚至破坏，还能增加建筑结构的缓冲吸震的能力。
32.如图1所示，混凝土插块3中间开设有贯穿其内部的台阶孔，台阶孔的台阶面靠近混凝土插块3的上侧面，工字形钢梁2的上表面对应台阶孔开设有第一通孔，台阶孔和第一通孔的内部穿设有连接螺栓5，连接螺栓5的上端部位于其外侧套装有螺栓垫块6，螺栓垫块6的端面与台阶孔的台阶面相互贴合，连接螺栓5的下端部位于工字形钢梁2的下表面外部设有与之旋合的锁紧螺母；该设计采用螺栓连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便且预
紧力可调节的优点，并且台阶孔在使用过程中能够将连接螺栓5的上端部收容于台阶孔的内部，既可以避免连接螺栓5的上端部直接外露，影响预制钢筋混凝土板1表面的整体平整，也有效的保护了连接螺栓5的上端部在施工过程中不会与其他外部的物体发生碰撞而损坏，甚至导致混凝土插块3非正常破裂或损坏；螺栓垫块6能够有效的增加连接螺栓5的上端部与台阶孔的台阶面之间受力面积，以避免连接螺栓5的上端部与台阶孔的台阶面之间受力面积过小而导致压强过大造成混凝土插块3的损坏，该设计进一步保证了本实施例的使用性能。
33.如图1所示，预制钢筋混凝土板1的安装孔内部位于工字形钢梁2的上表面与混凝土插块3的下表面之间设有自复位弹簧装置7，复位弹簧装置7既可以固定安装在混凝土插块3的下表面，也可以固定安装在工字形钢梁2的上表面，本实施例优选的将复位弹簧装置7通过螺钉固定安装在工字形钢梁2的上表面，这样有利于复位弹簧装置7的单独生产制造，使其具有可替换性；复位弹簧装置7在使用时能够使工字形钢梁2的上表面与混凝土插块3的下表面之间形成弹性连接，通过锁紧螺母锁紧连接螺栓5时，复位弹簧装置7产生的弹力可以增大锁紧螺母与连接螺栓5的轴向锁紧力，能够有效防止锁紧螺母与连接螺栓5出现松动，并且在松开锁紧螺母时，复位弹簧装置7产生的弹力可以作用于混凝土插块3的下表面向上推动混凝土插块3，以便于在拆卸过程中能够使混凝土插块3被快速推出，使本发明在使用过程中具有快速拆装的功能，进一步提高了整体施工的工作效率。
34.如图2、3所示，所述的复位弹簧装置7包括固定底座7-6，固定底座7-6的上表面位于其中心设有与之固定连接的定位块7-5，定位块7-5的外侧配合安装有弹簧7-4，弹簧7-4的下端与定位块7-5的外侧固定连接，弹簧7-4的外侧套装有与固定底座7-6固定连接的弹簧套筒7-3，弹簧套筒7-3在工作过程中可以有效避免弹簧7-4直接暴露在外部，避免了空气中的水分或其他物质对弹簧7-4的侵蚀，确保了弹簧7-4的使用性能和使用寿命。
35.如图2、3所示，弹簧套筒7-3的外侧靠近其上端部设有与之滑动连接的滑动套筒7-2，滑动套筒7-2的上端面设有与之固定连接的防滑橡胶垫7-1，滑动套筒7-2的上端内侧面与弹簧7-4的上端部对应贴合；在使用过程中，滑动套筒7-2的上端面通过防滑橡胶垫7-1与混凝土插块3的下表面对应贴合，防滑橡胶垫7-1能够防止滑动套筒7-2的上端面与混凝土插块3的下表面直接接触贴合，既避免了滑动套筒7-2的上端面与混凝土插块3的下表面之间的刚性接触而造成表面损坏，也有效的防止在使用过程中滑动套筒7-2的上端面与混凝土插块3的下表面产生滑动，增加了本发明在使用时的稳定性。
36.如图2、3所示，所述的固定底座7-6位于弹簧套筒7-3外侧开设有第二通孔，第二通孔的位置优选的设计于与弹簧套筒7-3中心对称的外侧四方，第二通孔的内部设有能够与工字形钢梁2上表面固定锁紧连接的螺钉7-7；在使用过程中使用螺钉7-7通过第二通孔可将自复位弹簧装置7整体固定安装在工字形钢梁2的上表面，与弹簧套筒7-3中心对称的外侧四方的四个锁紧螺钉能够使自复位弹簧装置7整体更加稳定可靠的安装在工字形钢梁2的上表面，并且采用螺钉7-7锁紧的方式，还能够使自复位弹簧装置7具有可拆卸和可更换的功能，增加了本发明的通用性。
37.如图4、5、6所示，本发明的第二实施方式与第一实施方式的区别在于，所述的滑动套筒7-2的上端内侧面与弹簧7-4的上端部之间设有与弹簧套筒7-3滑动连接的导向块7-8，导向块7-8的上端面与滑动套筒7-2的上端内侧面固定连接，导向块7-8的下端面与弹簧7-4
的上端部对应贴合，导向块7-8的外侧面与弹簧套筒7-3的内侧面配合滑动连接，导向块7-8能够有效的引导弹簧7-4推动滑动套筒7-2在更加稳定的在弹簧套筒7-3的外侧进行，该设计结构简单，通过导向块7-8的外侧面与弹簧套筒7-3的内侧面配合滑动再结合弹簧套筒7-3的外侧与滑动套筒7-2内侧面的滑动连接使得滑动套筒7-2在滑动过程中更加稳定可靠，同时也进一步增加了本发明在使用时的稳定性。
38.综上所述，使用本发明时，首先将预制钢筋混凝土板1架设于工字形钢梁2的上表面，在将混凝土插块3对应的放置于安装孔的内部，再将连接螺栓5插装于混凝土插块3中间的台阶孔内部，连接螺栓5的下端穿过工字形钢梁2上表面的第一通孔，再将锁紧螺母旋合在连接螺栓5的下端，通过扳手转动锁紧螺母锁紧连接螺栓5，连接螺栓5会通过其上端部下压螺栓垫块6，螺栓垫块6在下压时会向下推动混凝土插块3的台阶面，从而带动混凝土插块3整体向下压，进而使预制钢筋混凝土板1与工字形钢梁2形成可拆卸的固定连接。
39.当发生地震发生时，建筑整体受到地震影响时会发生震动，建筑整体的震动会带动预制钢筋混凝土板1进行震动，预制钢筋混凝土板1震动时会通过安装孔单侧挤压混凝土插块3，混凝土插块3在抵抗预制钢筋混凝土板1震动时会通过自身的集中损伤而消耗地震震动时的能量，从而避免组合梁的其他结构受到损伤，该设计能够实现地震中混凝土插块3的集中损伤，震后更换损伤的混凝土插块3后即可快速恢复组合梁的使用功能，属于震后功能可恢复构件，既能够有效地保护人们的生命财产安全也进一步提高了建筑全生命周期的使用效益。
40.更换震后损伤的混凝土插块3时，只需要通过扳手拧松锁紧螺母，锁紧螺母松开时，复位弹簧装置7中的弹簧7-4产生的弹力会通过弹簧7-4的上端部推动滑动套筒7-2向上滑动，滑动套筒7-2向上滑动时能够向上推动混凝土插块3，从而将混凝土插块3推出安装孔的内部，以便于工作人员能够方便快捷的将震后损伤的混凝土插块3取出，再更换新的混凝土插块3，该设计实现了本发明在使用过程中具有快速拆装的功能，能够解决完好的混凝土插块3或集中损伤的混凝土插块3由于变形、损伤等原因导致拆卸困难的问题，非常便于混凝土插块3的拆卸和更换，也有利于组合梁在正常使用阶段的拆卸重复使用，并进一步提高了整体施工的工作效率。
41.总之，本发明结构简单巧妙，使用性能稳定可靠，并且不仅具有拆装方便快捷的功能，还能够实现震后快速恢复组合梁使用功能，实现了组合梁在施工过程的可装配性和重复使用的可拆卸性，提高了建筑工程施工和维护的经济效益，本发明属于绿色建筑，非常适用于现代工业化建筑使用。
42.以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。