装配式外包U形钢板-混凝土组合梁及连接组件的制作方法

本发明涉及一种混凝土组合梁结构，尤其涉及一种装配式外包u形钢板-混凝土组合梁及连接组件。

背景技术：

随着土木工程行业的不断发展，为追求效率和经济性，装配式结构和组合结构应运而生；当外包u形钢板-混凝土组合梁采用装配化施工时，除了具备装配式结构的优势外，还能够充分发挥钢混组合结构的优势，具有承载性能好、施工方便等优点。

现有技术在拼接前述的组合梁时，通常的做法是：先将梁体上除连接端之外的区域预先浇筑成形，梁体内的纵向钢筋的端部裸露在u形钢板内与连接端对应的部位，拼接时，通过机械连接或焊接方式将两根梁体上位置相对的纵向钢筋连接为一体，两个u形钢板的端部通过连接钢板连接在一起，然后在u形钢板内浇筑混凝土。

存在的问题是：纵向钢筋为预制件，制作好后，对纵向钢筋的结构参数进行纠偏操作的难度很大；采用机械连接方式时，对两根梁体内纵向钢筋的配合精准度要求极高，若出现偏差，后期纠偏工序极其复杂，为保证后期装配顺利，只能提高制作时的精细化程度，这无疑会大大增加制作成本；采用现场焊接连接时，现场焊缝质量难以保证且焊缝附近有热影响区，该处材质会变脆，容易产生焊接残余应力和残余应变，长期使用容易出现裂缝，且裂缝易扩展，低温下易脆断。

技术实现要素：

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于装配式组合梁拼接的连接组件，其创新在于：所述连接组件由公件和母件组成；所述母件由第一支撑钢板和两块第一干字形钢板组成；所述第一干字形钢板的竖向段的大平面与第一支撑钢板的大平面垂直；第一干字形钢板的横向段的大平面与第一支撑钢板的大平面平行；第一干字形钢板的竖向段的底部与第一支撑钢板的大平面固定连接；两块第一干字形钢板的竖向段的大平面互相平行；两块第一干字形钢板的横向段位置一一相对且留有间隔；第一干字形钢板上与第一支撑钢板距离最近的那个横向段记为第一横向段，另一个横向段记为第二横向段；

所述公件由第二支撑钢板、第二干字形钢板和两块l形钢板组成；所述第二干字形钢板的竖向段的大平面与第二支撑钢板的大平面垂直；第二干字形钢板的横向段的大平面与第二支撑钢板的大平面平行；第二干字形钢板的竖向段的底部与第二支撑钢板的大平面固定连接；所述l形钢板的竖向段的大平面与第二支撑钢板的大平面垂直，l形钢板的竖向段的大平面与第二干字形钢板的竖向段的大平面平行；l形钢板的竖向段的端部与第二支撑钢板的大平面固定连接；两块l形钢板分别位于第二干字形钢板的两侧，l形钢板的横向段朝向内侧，且两块l形钢板位置对称；第二干字形钢板上与第二支撑钢板距离最近的那个横向段记为右横向段，另一个横向段记为左横向段；l形钢板的横向段与右横向段位置相对且留有间隔；l形钢板和第二干字形钢板所围空间记为连接腔；

拼接时，第一支撑钢板和第二支撑钢板位置相对、互相平行，第二干字形钢板设置在两块第一干字形钢板之间，左横向段位于第一横向段的内侧，右横向段位于第一横向段和第二横向段之间的区域，两个第二横向段分别位于两个连接腔中；两个第一横向段之间的间隔距离小于左横向段在相应方向上的尺寸，两个第二横向段之间的间隔距离小于右横向段在相应方向上的尺寸；l形钢板的横向段与右横向段的间隔距离小于第二横向段在相应方向上的尺寸；两个第一横向段外端之间的距离大于两个l形钢板外侧面之间的距离；公件和母件互不接触且大间隙配合，公件和母件之间的间隙用混凝土填充。

具体实施时，可根据拼接部位的横向尺寸适当增加第一干字形钢板和第二干字形钢板的数量（数量增加后，若第一干字形钢板的数量为n，则第二干字形钢板的数量就为n-1）；干字形钢板之间的间隔距离以及结构尺寸，可根据工程具体情况，采用现有的力学计算理论进行计算。安装公件和母件时，最好使第二干字形钢板位于两块第一干字形钢板的对称中心线上。

基于前述方案，本发明还提出了一种装配式外包u形钢板-混凝土组合梁，所述装配式外包u形钢板-混凝土组合梁由两根梁体拼接而成，其创新在于：其中一根梁体由第一u形钢板、所述公件和多根第一纵向钢筋组成；公件设置在第一u形钢板内与梁体连接端对应的位置处，梁体的轴向与公件上的第二支撑钢板垂直，第二干字形钢板的竖向段的大平面与第一u形钢板内腔的底面垂直；第一纵向钢筋布置在第一u形钢板中，第一纵向钢筋的轴向与梁体轴向平行，第一纵向钢筋的端部与第二支撑钢板焊接固定，多根第一纵向钢筋在第二支撑钢板上成阵列分布；第一u形钢板内对应第一纵向钢筋的区域内浇筑有混凝土（一次浇筑）；

另一根梁体由第二u形钢板、所述母件和多根第二纵向钢筋组成；母件设置在第二u形钢板内与梁体连接端对应的位置处，梁体的轴向与母件上的第一支撑钢板垂直，第一干字形钢板的竖向段的大平面与第二u形钢板内腔的底面垂直；第二纵向钢筋布置在第二u形钢板中，第二纵向钢筋的轴向与梁体轴向平行，第二纵向钢筋的端部与第一支撑钢板焊接固定，多根第二纵向钢筋在第一支撑钢板上成阵列分布；第二u形钢板内对应第二纵向钢筋的区域内浇筑有混凝土（一次浇筑）；

拼接时，公件插入在母件中，第一u形钢板和第二u形钢板端面接触，第一u形钢板和第二u形钢板的接触面位于第一支撑钢板和第二支撑钢板之间的区域；第一u形钢板和第二u形钢板的接触部设置连接钢板，连接钢板与u形钢板螺栓连接，第一支撑钢板和第二支撑钢板之间的空间用混凝土填充（二次浇筑）；

所述梁体为预制件，纵向钢筋周围的混凝土已预先浇筑成形。

前述方案的原理是：由背景技术的介绍可知，为使两根梁体内的纵向钢筋同轴整体受力，需要两根梁体内纵向钢筋的位置配合精度达到较高的标准，这无疑会大大提高梁体的施工成本，削弱装配式组合梁的经济性优势；而采用本发明方案后，梁体内的纵向钢筋无需直接连接，纵向钢筋通过由公件、母件和混凝土体构成的结构体相连，这就可以免去焊接或机械连接时对两根梁体纵向钢筋位置配合精度的要求，大幅降低梁体施工成本；从拼接方便性来看，由于公件和母件可以大间隙配合，位置调节余量很大，可以大大提升拼接的方便性；从连接强度来看，由于公件和母件上的结构相互交错，且相应结构在梁体轴向上存在干涉（即两个第一横向段之间的间隔距离小于左横向段在相应方向上的尺寸，两个第二横向段之间的间隔距离小于右横向段在相应方向上的尺寸；l形钢板的横向段与右横向段的间隔距离小于第二横向段在相应方向上的尺寸；两个第一横向段外端之间的距离大于两个l形钢板外侧面之间的距离），当浇筑了混凝土后，公件和母件就形成了十分紧密的连接关系，组合梁承受轴向力和弯矩时，公件、母件以及周围的混凝土体能够协同受力，有效提高连接部位的连接强度；从加工来看，公件和母件均可预先单独批量加工，预制梁体时，再将公件或母件安装在u形钢板上，可以有效提高梁体加工的标准化程度，降低制作成本。

本发明的有益技术效果是：提出了一种装配式外包u形钢板-混凝土组合梁及连接组件，该方案能在保证较高连接强度的前提下，有效降低梁体制作成本，提高拼接操作的方便性。

附图说明

图1、母件俯视图；

图2、公件俯视图；

图3、公件和母件的拼接状态示意图（图中隐去了混凝土体）；

图4、本发明的组合梁的立体结构示意图（图中隐去了混凝土体）；

图5、公件立体图；

图6、母件立体图；

图中各个标记所对应的名称分别为：第一支撑钢板1、第一干字形钢板2、第二支撑钢板3、第二干字形钢板4、l形钢板5、u形钢板6、纵向钢筋7、连接钢板8。

具体实施方式

一种用于装配式组合梁拼接的连接组件，其创新在于：所述连接组件由公件和母件组成；所述母件由第一支撑钢板1和两块第一干字形钢板2组成；所述第一干字形钢板2的竖向段的大平面与第一支撑钢板1的大平面垂直；第一干字形钢板2的横向段的大平面与第一支撑钢板1的大平面平行；第一干字形钢板2的竖向段的底部与第一支撑钢板1的大平面固定连接；两块第一干字形钢板2的竖向段的大平面互相平行；两块第一干字形钢板2的横向段位置一一相对且留有间隔；第一干字形钢板2上与第一支撑钢板1距离最近的那个横向段记为第一横向段，另一个横向段记为第二横向段；

所述公件由第二支撑钢板3、第二干字形钢板4和两块l形钢板5组成；所述第二干字形钢板4的竖向段的大平面与第二支撑钢板3的大平面垂直；第二干字形钢板4的横向段的大平面与第二支撑钢板3的大平面平行；第二干字形钢板4的竖向段的底部与第二支撑钢板3的大平面固定连接；所述l形钢板5的竖向段的大平面与第二支撑钢板3的大平面垂直，l形钢板5的竖向段的大平面与第二干字形钢板4的竖向段的大平面平行；l形钢板5的竖向段的端部与第二支撑钢板3的大平面固定连接；两块l形钢板5分别位于第二干字形钢板4的两侧，l形钢板5的横向段朝向内侧，且两块l形钢板5位置对称；第二干字形钢板4上与第二支撑钢板3距离最近的那个横向段记为右横向段，另一个横向段记为左横向段；l形钢板5的横向段与右横向段位置相对且留有间隔；l形钢板5和第二干字形钢板4所围空间记为连接腔；

拼接时，第一支撑钢板1和第二支撑钢板3位置相对、互相平行，第二干字形钢板4设置在两块第一干字形钢板2之间，左横向段位于第一横向段的内侧，右横向段位于第一横向段和第二横向段之间的区域，两个第二横向段分别位于两个连接腔中；两个第一横向段之间的间隔距离小于左横向段在相应方向上的尺寸，两个第二横向段之间的间隔距离小于右横向段在相应方向上的尺寸；l形钢板5的横向段与右横向段的间隔距离小于第二横向段在相应方向上的尺寸；两个第一横向段外端之间的距离大于两个l形钢板5外侧面之间的距离；公件和母件互不接触且大间隙配合，公件和母件之间的间隙用混凝土填充。

一种采用前述连接组件的装配式外包u形钢板-混凝土组合梁，所述装配式外包u形钢板-混凝土组合梁由两根梁体拼接而成，其创新在于：其中一根梁体由第一u形钢板、所述公件和多根第一纵向钢筋组成；公件设置在第一u形钢板内与梁体连接端对应的位置处，梁体的轴向与公件上的第二支撑钢板3垂直，第二干字形钢板4的竖向段的大平面与第一u形钢板内腔的底面垂直；第一纵向钢筋布置在第一u形钢板中，第一纵向钢筋的轴向与梁体轴向平行，第一纵向钢筋的端部与第二支撑钢板3焊接固定，多根第一纵向钢筋在第二支撑钢板3上成阵列分布；第一u形钢板内对应第一纵向钢筋的区域内浇筑有混凝土；

另一根梁体由第二u形钢板、所述母件和多根第二纵向钢筋组成；母件设置在第二u形钢板内与梁体连接端对应的位置处，梁体的轴向与母件上的第一支撑钢板1垂直，第一干字形钢板2的竖向段的大平面与第二u形钢板内腔的底面垂直；第二纵向钢筋布置在第二u形钢板中，第二纵向钢筋的轴向与梁体轴向平行，第二纵向钢筋的端部与第一支撑钢板1焊接固定，多根第二纵向钢筋在第一支撑钢板1上成阵列分布；第二u形钢板内对应第二纵向钢筋的区域内浇筑有混凝土；

拼接时，公件插入在母件中，第一u形钢板和第二u形钢板端面接触，第一u形钢板和第二u形钢板的接触面位于第一支撑钢板1和第二支撑钢板3之间的区域；第一u形钢板和第二u形钢板的接触部设置连接钢板，连接钢板与u形钢板螺栓连接，第一支撑钢板1和第二支撑钢板3之间的空间用混凝土填充；

所述梁体为预制件，纵向钢筋周围的混凝土已预先浇筑成形。

具体实施时，支撑钢板1和纵向钢筋7采用穿孔塞焊工艺连接。

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