專利名稱：連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中的鋼-混凝土結(jié)合段。
背景技術(shù)：
鋼-混凝土結(jié)合段是連接鋼梁與混凝土梁的關(guān)鍵構(gòu)造。在鋼-混凝土結(jié)合段中，需要設(shè)置剪力連接件來(lái)傳遞剪力，以保證鋼梁與混凝土梁共同受力，PBL剪力鍵是一種常用的剪力連接件，通常在鋼-混凝土結(jié)合段中沿梁軸向布置。在軸向荷載作用下，由于鋼梁與混凝土梁自身存在軸向變形，導(dǎo)致軸向荷載主要由鋼-混凝土結(jié)合段端部的3飛排剪力鍵承擔(dān)，剪力鍵的荷載分 布呈現(xiàn)兩端大、中間小的不均勻狀態(tài)，相應(yīng)地，鋼梁與混凝土梁的應(yīng)力分布也呈現(xiàn)兩端大、中間小的不均勻狀態(tài)。這樣的荷載與應(yīng)力分布狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致鋼-混凝土結(jié)合段的端部構(gòu)件先于中部構(gòu)件發(fā)生破壞，降低了鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。鋼-混凝土結(jié)合段中剪力鍵的荷載分布狀態(tài)與鋼梁、混凝土梁以及剪力鍵的抗剪剛度有關(guān)。在鋼-混凝土結(jié)合段中，鋼梁和混凝土梁的剛度是根據(jù)其承受的荷載事先確定的，只能通過(guò)改變剪力鍵的抗剪剛度來(lái)改善鋼-混凝土結(jié)合段的荷載分布。剪力鍵的抗剪剛度越大，則其荷載分布越不均勻；減小剪力鍵的抗剪剛度能改善荷載分布不均勻的狀態(tài)，但會(huì)導(dǎo)致鋼梁與混凝土梁之間的相對(duì)變形過(guò)大，從而降低鋼-混凝土結(jié)合段的整體力學(xué)性能?；诖?，亟需一種既能改善鋼-混凝土結(jié)合段中的剪力鍵荷載分布，又不降低其力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)形式。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有鋼-混凝土結(jié)合段中剪力鍵的荷載分布狀態(tài)不均勻的缺點(diǎn)，改善鋼-混凝土結(jié)合段的受力狀態(tài)，本發(fā)明提供了一種便于實(shí)施、簡(jiǎn)單可靠的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的
連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段，包括鋼梁、混凝土梁、開(kāi)孔鋼板和帶肋貫穿鋼筋；開(kāi)孔鋼板焊接在鋼梁翼緣的表面；鋼梁的腹板上開(kāi)有與開(kāi)孔鋼板對(duì)應(yīng)的圓孔；帶肋貫穿鋼筋從開(kāi)孔鋼板以及鋼梁腹板上的圓孔中心穿過(guò)；混凝土梁澆筑在鋼梁的外圍，包裹所述開(kāi)孔鋼板、帶肋貫穿鋼筋。優(yōu)選地，開(kāi)孔鋼板焊接在鋼梁的翼緣的上和/或下表面。優(yōu)選地，從結(jié)合段兩端向結(jié)合段中心，帶肋貫穿鋼筋的直徑依次減小。優(yōu)選地，開(kāi)孔鋼板的圓孔直徑為固定值，圓孔邊緣與開(kāi)孔鋼板邊緣的最小距離不小于圓孔直徑的一半，圓孔邊緣與圓孔邊緣的距離不小于1. 5倍的圓孔直徑。優(yōu)選地，所述帶肋貫穿鋼筋為普通熱軋或冷軋帶肋鋼筋，其直徑不大于30mm，且不小于16mm η優(yōu)選地，開(kāi)孔鋼板通過(guò)沿梁縱向的角焊縫焊接在鋼梁翼緣的表面。
上述的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段的制作方法，其特征在于，具體步驟如下
(1)、按照設(shè)計(jì)需要選擇鋼梁與混凝土梁4的截面尺寸以及鋼-混凝土結(jié)合段長(zhǎng)度，并在鋼梁3腹板上開(kāi)圓孔；
(2)、將開(kāi)孔鋼板2通過(guò)縱向角焊縫焊接在鋼梁表面，使得開(kāi)孔鋼板走向與鋼梁3走向相同；
(3)、將帶肋貫穿鋼筋穿過(guò)開(kāi)孔鋼板2的圓孔，使之與開(kāi)孔鋼板垂直，從端部自跨中，帶肋貫穿鋼筋的直徑依次減??；
(4)、進(jìn)行混凝土梁的澆筑工作。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明之連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段構(gòu)造具有以下有益效果1、本發(fā)明改善了鋼-混凝土結(jié)合段中剪力鍵的荷載分布狀態(tài)。通過(guò)增加端部剪力鍵帶肋貫穿鋼筋的直徑來(lái)減小其抗剪剛度，從而減小端部剪力鍵承擔(dān)的荷載；從鋼-混凝土結(jié)合段的端部至跨中，剪力鍵的抗剪剛度連續(xù)降低，使得鋼-混凝土結(jié)合段中所有剪力鍵的內(nèi)力水平趨于一致。2、本發(fā)明改善了鋼-混凝土結(jié)合段的應(yīng)力分布狀態(tài)。通過(guò)連續(xù)變剛度的剪力鍵布置形式改善了剪力鍵的內(nèi)力不均勻狀態(tài)，相應(yīng)地，鋼-混凝土結(jié)合段端部的鋼梁與混凝土梁的應(yīng)力集中現(xiàn)象也能得到改善。3、本發(fā)明能夠提高鋼-混凝土結(jié)合段的安全系數(shù)。增加帶肋貫穿鋼筋的直徑能減小剪力鍵的抗剪剛度，同時(shí)，也能提高剪力鍵的承載能力。端部剪力鍵的帶肋貫穿鋼筋直徑更大，承載力更高，提高了鋼-混凝土結(jié)合段的安全系數(shù)。4、本發(fā)明構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，且施工方便、施工效率高。無(wú)需復(fù)雜的施工設(shè)備，僅僅通過(guò)變換帶肋貫穿鋼筋的直徑即可調(diào)整剪力鍵的抗剪剛度，進(jìn)而改善鋼-混凝土結(jié)合段的受力性能，可廣泛應(yīng)用于橋梁與建筑結(jié)構(gòu)中。


圖1為本發(fā)明連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段構(gòu)造示意圖2為本發(fā)明圖1的側(cè)視不意圖3為本發(fā)明圖1的俯視不意圖4為本發(fā)明圖3的A-A首I]面不意圖中1、帶肋貫穿鋼筋，2、開(kāi)孔鋼板，3、鋼梁，4、混凝土梁。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，該鋼-混凝土結(jié)合段構(gòu)造包括鋼梁3、混凝土梁4、開(kāi)孔鋼板2和帶肋貫穿鋼筋I(lǐng) ;開(kāi)孔鋼板2通過(guò)沿梁縱向的角焊縫焊接在鋼梁3上、下翼緣的上下表面；鋼梁3的腹板上開(kāi)有與開(kāi)孔鋼板2對(duì)應(yīng)的圓孔；帶肋貫穿鋼筋I(lǐng)從開(kāi)孔鋼板2以及鋼梁3腹板上的圓孔中心穿過(guò)；混凝土梁4澆筑在鋼梁3的外圍，包裹所述開(kāi)孔鋼板、帶肋貫穿鋼筋。通過(guò)開(kāi)孔鋼板圓孔中的混凝土榫和帶肋貫穿鋼筋抵抗鋼梁與混凝土梁之間的剪力。如圖2、圖3所示，從結(jié)合段兩端向結(jié)合段中心，帶肋貫穿鋼筋I(lǐng)的直徑依次減小(即由兩端的第一排至第五排，帶肋貫穿鋼筋I(lǐng)的直徑依次減小，自第五排起向中間方向，所有帶肋貫穿鋼筋I(lǐng)的直徑一致)，抗剪剛度依次增大，承載力依次減小，既能緩解端部的應(yīng)力集中現(xiàn)象，又能增大端部剪力鍵的承載力，提高鋼-混凝土結(jié)合段的安全系數(shù)。如圖4所示，開(kāi)孔鋼板2焊接在鋼梁3的翼緣的上、下表面；開(kāi)孔鋼板的圓孔直徑為固定值，圓孔邊緣與開(kāi)孔鋼板邊緣的最小距離不小于圓孔直徑的一半，圓孔邊緣與圓孔邊緣的距離不小于1. 5倍的圓孔直徑。所述帶肋貫穿鋼筋為普通熱軋或冷軋帶肋鋼筋，其直徑不大于30mm，且不小于16mm。本發(fā)明所述的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段構(gòu)造的制作方法如下
1、按照設(shè)計(jì)需要選擇鋼梁3與混凝土梁4的截面尺寸以及鋼-混凝土結(jié)合段長(zhǎng)度，并在鋼梁3腹板上開(kāi)圓孔；
2、將開(kāi)孔鋼板2通過(guò)縱向角焊縫焊接在鋼梁3表面，使得開(kāi)孔鋼板2走向與鋼梁3走向相同；
3、將帶肋貫穿鋼筋I(lǐng)穿過(guò)開(kāi)孔鋼板2的圓孔，使之與開(kāi)孔鋼板2垂直，從端部自跨中，帶肋貫穿鋼筋的直徑依次減小；
4、進(jìn)行混凝土梁4的澆筑工作。
權(quán)利要求
1.連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段，包括鋼梁、混凝土梁、開(kāi)孔鋼板和帶肋貫穿鋼筋；其特征在于開(kāi)孔鋼板焊接在鋼梁翼緣的表面；鋼梁的腹板上開(kāi)有與開(kāi)孔鋼板對(duì)應(yīng)的圓孔；帶肋貫穿鋼筋從開(kāi)孔鋼板以及鋼梁腹板上的圓孔中心穿過(guò)；混凝土梁澆筑在鋼梁的外圍，包裹所述開(kāi)孔鋼板、帶肋貫穿鋼筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段，其特征在于開(kāi)孔鋼板焊接在鋼梁的翼緣的上和/或下表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段，其特征在于從結(jié)合段兩端向結(jié)合段中心，帶肋貫穿鋼筋的直徑依次減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段，其特征在于開(kāi)孔鋼板的圓孔直徑為固定值，圓孔邊緣與開(kāi)孔鋼板邊緣的最小距離不小于圓孔直徑的一半，圓孔邊緣與圓孔邊緣的距離不小于1. 5倍的圓孔直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段，其特征在于所述帶肋貫穿鋼筋為普通熱軋或冷軋帶肋鋼筋，其直徑不大于30mm，且不小于16mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段，其特征在于開(kāi)孔鋼板通過(guò)沿梁縱向的角焊縫焊接在鋼梁翼緣的表面。
7.權(quán)利要求1-6所述的連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段的制作方法，其特征在于，具體步驟如下(1)、按照設(shè)計(jì)需要選擇鋼梁與混凝土梁4的截面尺寸以及鋼-混凝土結(jié)合段長(zhǎng)度，并在鋼梁3腹板上開(kāi)圓孔；(2)、將開(kāi)孔鋼板2通過(guò)縱向角焊縫焊接在鋼梁表面，使得開(kāi)孔鋼板走向與鋼梁3走向相同；(3)、將帶肋貫穿鋼筋穿過(guò)開(kāi)孔鋼板2的圓孔，使之與開(kāi)孔鋼板垂直，從端部自跨中，帶肋貫穿鋼筋的直徑依次減??；(4)、進(jìn)行混凝土梁的澆筑工作。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中的鋼-混凝土結(jié)合段。連續(xù)變剛度剪力鍵式鋼-混凝土結(jié)合段，包括鋼梁、混凝土梁、開(kāi)孔鋼板和帶肋貫穿鋼筋；開(kāi)孔鋼板焊接在鋼梁翼緣的表面；鋼梁的腹板上開(kāi)有與開(kāi)孔鋼板對(duì)應(yīng)的圓孔；帶肋貫穿鋼筋從開(kāi)孔鋼板以及鋼梁腹板上的圓孔中心穿過(guò)；混凝土梁澆筑在鋼梁的外圍，包裹所述開(kāi)孔鋼板、帶肋貫穿鋼筋。本發(fā)明改善了鋼-混凝土結(jié)合段中剪力鍵的荷載分布狀態(tài)、鋼-混凝土結(jié)合段的應(yīng)力分布狀態(tài)，能夠提高鋼-混凝土結(jié)合段的安全系數(shù)，且施工方便、施工效率高，無(wú)需復(fù)雜的施工設(shè)備。
文檔編號(hào)E01D19/00GK103061418SQ20131001241
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者肖林, 李小珍, 衛(wèi)星, 強(qiáng)士中, 吳金峰, 張景峰, 肖軍, 晉智斌, 劉德軍, 朱艷, 張迅, 宋立中 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)