專利名稱：復(fù)合梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于建筑業(yè)的復(fù)合梁。
背景技術(shù)：
在這里，術(shù)語“復(fù)合梁”應(yīng)理解為(i)梁，優(yōu)選由鋼形成，以及(ii)實(shí)心板或復(fù)合板；它們通過剪力接合相互連接從而共同作用以作為一個單獨(dú)的結(jié)構(gòu)部件起作用。
這里，術(shù)語“剪力接合”應(yīng)理解為在復(fù)合梁的梁和實(shí)心板或復(fù)合板之間的相互連接，該相互連接使得這兩個部件在導(dǎo)致生成縱向剪切力的彎曲作用效應(yīng)下作為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)部件共同起作用。
通常，在傳統(tǒng)的復(fù)合梁中，該剪力接合包括剪力接合器、板狀混凝土以及橫向加強(qiáng)件。
這里，術(shù)語“剪力接合器”應(yīng)理解為安裝到梁上(通常是安裝到梁的上部凸緣上)的機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置構(gòu)成該剪力接合的一部分。
本發(fā)明具體地、但不排他地涉及以下類型的復(fù)合梁，包括(a)在各端均被支撐的水平梁(通常為鋼梁)；(b)位于該梁上并由該梁支撐的復(fù)合板，該復(fù)合板包括(i) 金屬(通常為鋼)型板，該金屬型板具有多個由肋分開的槽，該型板相對于該梁定位，從而使得肋平行于梁的縱軸線或者使肋與梁的縱軸線構(gòu)成小于等于15°的銳角；(ii)澆鑄于型板上的混凝土，該澆鑄的混凝土包括混凝土肋，所述混凝土肋由槽和相鄰肋的側(cè)面限定；和(iii)嵌入該澆鑄的混凝土中的加強(qiáng)部件；以及
(c)多個剪力接合器，通常為帶頭螺栓形式，其嵌入到澆鑄的混凝土中并焊接到梁上，從而將復(fù)合板連接到梁上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服在上述類型的復(fù)合梁中出現(xiàn)的主要問題，上述類型的復(fù)合梁包括傳統(tǒng)的焊接螺栓剪力接合器和具有開口金屬肋的型鋼支撐板。所述問題是包括在已經(jīng)由本申請人進(jìn)行的研究工作中由本申請人所研究的橫向肋穿通失效在內(nèi)的縱向剪切失效的復(fù)雜問題。所述橫向肋穿通的問題并不只限于這種具體類型的復(fù)合梁。
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合梁，其提高了對包括橫向肋穿通的縱向剪切失效的抵抗能力。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種復(fù)合梁，其包括(a)梁；(b)定位在該梁上并由其支撐的實(shí)心板或復(fù)合板，該實(shí)心板或復(fù)合板包括板部分和多個從該板部分延伸的混凝土肋；(c)至少一個剪力接合器，其定位在至少一個所述混凝土肋中并將實(shí)心板或復(fù)合板連接到梁上；以及(d)嵌入在至少一個混凝土肋中的加強(qiáng)部件，包括嵌入的一個或多個剪力接合器，該加強(qiáng)部件為網(wǎng)狀形式，包括縱向線(line wire)和在該縱向線的交叉點(diǎn)處連接在一起的橫向線(cross line)。本申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在上述子段落(d)中描述的加強(qiáng)部件極大地提高了對復(fù)合梁的橫向肋穿通失效的抵抗能力。
優(yōu)選地，混凝土肋平行于梁的縱軸線，或者混凝土肋和梁的縱軸線形成小于等于15°的銳角。
優(yōu)選地，該網(wǎng)定位為使得縱向線沿著混凝土肋的縱向，即沿著梁的縱向延伸。
對于該結(jié)構(gòu)，橫向線的作用是承受拉力以及平衡在一個或多個剪力接合器的基底區(qū)域中產(chǎn)生的剪力接合器反作用力的橫向分量。
由本申請人進(jìn)行的研究工作表明，在沒有這些橫向線的情況下將不能防止梁的橫向肋穿通失效。
縱向線的一個作用是將橫向線錨定，從而使該橫向線能夠承受拉力。
縱向線的另一作用是平衡在一個或多個剪力接合器的基底區(qū)域中產(chǎn)生的剪力接合器反作用力的縱向分量。
優(yōu)選地，該網(wǎng)定位在混凝土肋中混凝土肋高度的25％到75％之間的位置處。
在復(fù)合梁包括復(fù)合板而非實(shí)心板的情況下，優(yōu)選地該復(fù)合板包括具有多個金屬槽的金屬型板和在該型板上澆鑄的混凝土，所述金屬槽由金屬肋分開。通過該結(jié)構(gòu)，該金屬槽和金屬肋的側(cè)面限定了混凝土肋的外表面。
優(yōu)選地，該網(wǎng)定位在該混凝土肋中低于型板相鄰肋頂部的高度處。
優(yōu)選地，該網(wǎng)定位在混凝土肋中相鄰金屬肋高度的25％到75％之間的位置處。
優(yōu)選地，該網(wǎng)橫過在混凝土肋中網(wǎng)位置處的混凝土肋的寬度延伸。
優(yōu)選地，加強(qiáng)部件還包括多個附加的加強(qiáng)元件，所述加強(qiáng)元件橫向于網(wǎng)的縱向線延伸并具有在網(wǎng)的平面之外的一個或多個部分。
優(yōu)選地，該附加的加強(qiáng)元件是曲柄把手形元件。
優(yōu)選地，網(wǎng)平面外的各附加加強(qiáng)元件的一個或多個部分從混凝土肋延伸進(jìn)入在復(fù)合板上的實(shí)心板的板部分中。
優(yōu)選地，該梁是鋼梁。
優(yōu)選地，該金屬型板是鋼型板。
優(yōu)選地，該梁在各端處均被支撐。
也可以在沿著該梁長度的一個或多個位置處支撐該梁。
該梁可以是內(nèi)部梁或邊梁。
優(yōu)選地，設(shè)有多個剪力接合器。
優(yōu)選地，該剪力接合器是帶頭螺栓。
該剪力接合器可以是其它任意合適的形式，例如結(jié)構(gòu)螺栓或管道或引爆接合器(shot-fired connector)。
該剪力接合器可以沿著梁的長度以直線的方式布置，或沿著該長度以交錯的方式布置，其中連續(xù)的剪力接合器橫向于前述接合器定位。
在沿著梁的長度的各個位置處可以有多于一個的剪力接合器。例如，剪力接合器可以沿著梁的長度成對地布置。
優(yōu)選地，在剪力接合器之間沿著梁的長度的最小間距至少是剪力接合器直徑的5倍。
優(yōu)選地，剪力接合器之間沿著梁的長度的間距不大于在混凝土肋頂部上方的剪力接合器高度的7.5倍。該最大間距避免了必須在該復(fù)合梁中使用以本申請人名義在澳大利亞專利申請69998/01中所描述類型的加強(qiáng)部件。
在復(fù)合梁包括復(fù)合板而非實(shí)心板，并且該復(fù)合板包括金屬型板的情況下，混凝土肋的頂部適應(yīng)于相鄰金屬肋的頂部。
在一種結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選加強(qiáng)部件為焊接線網(wǎng)平板，該焊接線網(wǎng)包括平行的縱向線和在縱向線的交叉點(diǎn)處焊接在一起的橫向線的矩形陣列。
本發(fā)明并不限于前面描述的結(jié)構(gòu)，而是其范圍通過示例延及這樣一種網(wǎng)，該網(wǎng)由縱向線和在縱向線的交叉點(diǎn)處焊接在一起的橫向線形成，并具有沿著縱向線的至少一部分長度的之字形的縱向線。


下面參考附圖通過示例進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中圖1是以簡化形式顯示根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合梁(沒有形成梁的一部分的混凝土層)的一個實(shí)施例的立體圖；圖2是在圖1中所示的復(fù)合梁沿著圖1中箭頭A方向的端視圖(圖中示出了混凝土層)；圖3是圖1和圖2中所示的根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合梁的該實(shí)施例的加強(qiáng)部件的立體圖；圖4是由本申請人在圖1到圖3所示的本發(fā)明普通類型復(fù)合梁上進(jìn)行的研究工作中產(chǎn)生的接合器剪切力與縱向滑移的曲線圖；
圖5是類似于圖2的端視圖，顯示了如圖1到圖3所示的復(fù)合梁實(shí)施例的具體形式；以及圖6是類似于圖2和圖5的端視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合梁的另一
具體實(shí)施例方式
圖1到圖3中所示的根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合梁3的實(shí)施例是簡化形式，以更清楚地顯示該復(fù)合梁3。
參見圖1和圖2，復(fù)合梁3包括(a)水平延伸的熱軋或加工的鋼梁5，該梁在每端并且在沿著梁的長度的至少一個位置處被支撐，從而使該梁橫過在梁端支撐之間的多個跨度延伸；(b)復(fù)合梁，包括(i)鋼型板7，其與鋼梁5的頂部凸緣9接觸，該型板7包括多個平行的鋼肋11，這些鋼肋11由槽13分開并定位為使其沿著平行于梁5的縱軸線的方向延伸；以及(ii)在型板7上澆鑄并具有上表面31的混凝土層29(只在圖2中示出)，從而金屬槽和鋼肋的傾斜側(cè)面限定了混凝土肋21的外表面，而混凝土層29的其余部分限定了復(fù)合板的板部分；(c)多對為帶頭螺栓形式的剪力接合器15，其延伸通過圖1和圖2中所示的位于梁5上的特定的混凝土肋21，并且該剪力接合器15沿著梁5的長度被空間間隔地焊接到梁5的頂部凸緣9上；以及(d)總體上由附圖標(biāo)記19表示的加強(qiáng)部件，其嵌入到混凝土肋21的混凝土板中，剪力接合器15位于該混凝土肋21中，以防止復(fù)合梁3的橫向肋穿通失效。
梁5、剪力接合器15以及復(fù)合板可以是任意合適的尺寸和結(jié)構(gòu)。典型地，剪力接合器15的縱向間隔為100-300mm，而橫向間隔為60-100mm。典型地，復(fù)合板的厚度至少為120mm。
另外，盡管圖1和圖2所示的鋼型板7具有梯形斷面，但型板7可以是具有開口鋼肋的燕尾榫形或其它任意合適的形狀。
圖1到圖3所示的加強(qiáng)部件19為鋼網(wǎng)的形式，該網(wǎng)由縱向線41和在該縱向線的交叉點(diǎn)處焊接在一起的橫向線45形成以形成大體矩形的陣列。
縱向線41和橫向線45可根據(jù)情況具有相同或不同的直徑。
該網(wǎng)定位為使得縱向線41沿著混凝土肋21的縱向延伸，且橫向線45橫向于混凝土肋21延伸。
另外，該網(wǎng)定位在混凝土肋21中低于混凝土肋21頂部(即，低于相鄰鋼肋11的頂部)的位置處，且更具體地定位在圖1到圖3所示的實(shí)施例中槽13的基底和相鄰肋11的頂部之間的大約中間處。
如上所述，本申請人已經(jīng)在申請人的試驗(yàn)推動裝置(push out rig)上對圖1到圖3所示類型的復(fù)合梁的部分進(jìn)行了研究工作。
圖4是在該研究工作中產(chǎn)生的接合器剪切力與縱向滑移的曲線圖。本申請人在對比試驗(yàn)中測定加強(qiáng)部件19的使用使得復(fù)合梁的剪力接合器的強(qiáng)度增加了64％，并同時增加了復(fù)合梁的延展性。
圖5示出了由本申請人針對具體應(yīng)用而設(shè)計(jì)的如圖1到圖3所示的復(fù)合梁的實(shí)施例的具體形式。
圖5顯示出復(fù)合梁的具體尺寸和用于該梁的具體設(shè)計(jì)信息。
應(yīng)指出，圖1到圖3中所示的使用500級鋼(grade 500 steel)制造的復(fù)合梁的實(shí)施例的設(shè)計(jì)可基于下表1中的信息。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合梁3的另一實(shí)施例。
復(fù)合梁3具有與圖1到圖3和圖5中所示的復(fù)合梁的實(shí)施例相同的基本部件，并且用相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
加強(qiáng)部件19還包括多個空間間隔的附加加強(qiáng)元件51。
附加的加強(qiáng)元件51為曲柄把手形條棒的形式，該條棒連接到橫向線45上，并從肋21延伸進(jìn)入混凝土層29的板部分的鄰接部分中以防止在極限載荷作用下板的分層。
圖6示出了針對具體應(yīng)用而設(shè)計(jì)的實(shí)施例的具體形式。
在任意給定的情況下，把手的數(shù)量可以根據(jù)諸如混凝土的壓縮強(qiáng)度等級和剪力接合器的縱向間距等因素來確定。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對上述本發(fā)明的優(yōu)選以示例的方式，盡管圖1到圖3所示的復(fù)合梁的實(shí)施例包括沿著梁5長度的多對剪力接合器15，但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)，而是其范圍延及任意合適的結(jié)構(gòu)，例如其中設(shè)有單個的而非成對的剪力接合器的結(jié)構(gòu)。這些可替換的結(jié)構(gòu)如圖5和圖6中所示。
另外，盡管實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中混凝土肋21平行于梁5的縱軸線，但本發(fā)明并不限于此，而是其范圍延及這樣的結(jié)構(gòu)，其中混凝土肋21和縱軸線形成小于等于15°的銳角。
另外，盡管實(shí)施例的結(jié)構(gòu)包括復(fù)合板，但本發(fā)明并不限于此，而是其范圍延及這樣的結(jié)構(gòu)，其包括實(shí)心混凝土板。
另外，盡管實(shí)施例的結(jié)構(gòu)包括嵌入有剪力接合器15的混凝土肋，混凝土肋由槽13和單獨(dú)鋼型板的相鄰的鋼肋11限定，但本發(fā)明并不限于此，而是其范圍延及這樣的結(jié)構(gòu)，其中包含嵌入的剪力接合器的混凝土肋由邊緣槽和相鄰分割的鋼型板的肋限定。
另外，盡管圖6所示的實(shí)施例描述了曲柄把手形條棒連接到橫向線45上，但本發(fā)明并不限于此，而是其范圍延及這樣的結(jié)構(gòu)，其中附加的加強(qiáng)元件51一體形成為加強(qiáng)部件19的一部分。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合梁，包括(a)梁；(b)定位在該梁上并由其支撐的實(shí)心板或復(fù)合板，該實(shí)心板或復(fù)合板包括板部分和多個從該板部分延伸的混凝土肋；(c)至少一個剪力接合器，其定位在至少一個所述混凝土肋中并將實(shí)心板或復(fù)合板連接到梁上；以及(d)嵌入在至少一個混凝土肋中的加強(qiáng)部件，該混凝土肋包括所述嵌入的一個或多個剪力接合器，所述加強(qiáng)部件為網(wǎng)狀形式，包括縱向線和在該縱向線的交叉點(diǎn)處連接在一起的橫向線。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合梁，其特征在于，該網(wǎng)定位為使得縱向線沿著混凝土肋的縱向，即沿著梁的縱向延伸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合梁，其特征在于，該網(wǎng)定位在混凝土肋中混凝土肋高度的25％到75％之間的位置處。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合梁，其特征在于，在復(fù)合梁包括復(fù)合板而非實(shí)心板的情況下，該復(fù)合板包括具有多個由金屬肋分開的金屬槽的金屬型板和澆鑄在該型板上的混凝土，從而該金屬槽和金屬肋限定了混凝土肋的外表面。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合梁，其特征在于，該網(wǎng)定位在該混凝土肋中低于型板相鄰金屬肋頂部的高度處。
6.如權(quán)利要求5所述的復(fù)合梁，其特征在于，該網(wǎng)定位在混凝土肋中相鄰金屬肋高度的25％到75％之間的位置處。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合梁，其特征在于，該網(wǎng)橫過在混凝土肋中網(wǎng)的位置處的混凝土肋的寬度延伸。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合梁，其特征在于，該加強(qiáng)部件是焊接線網(wǎng)平板，該焊接線網(wǎng)包括平行的縱向線和在縱向線的交叉點(diǎn)處焊接在一起的橫向線的矩形陣列。
9.如權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)所述的復(fù)合梁，其特征在于，該加強(qiáng)部件是由縱向線和在縱向線的交叉點(diǎn)處焊接在一起的橫向線形成的網(wǎng)，并且該網(wǎng)具有沿著縱向線的至少部分長度的之字形的縱向線。
10.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合梁，其特征在于，該加強(qiáng)部件還包括多個附加的加強(qiáng)元件，所述加強(qiáng)元件橫向于網(wǎng)的縱向線延伸，并具有在網(wǎng)的平面之外的一個或多個部分。
11.如權(quán)利要求10所述的復(fù)合梁，其特征在于，該附加的加強(qiáng)元件為曲柄把手形元件。
12.如權(quán)利要求10或11所述的復(fù)合梁，其特征在于，該網(wǎng)平面外的各附加的加強(qiáng)元件的一個或多個部分從混凝土肋延伸進(jìn)入復(fù)合板上的實(shí)心板的板部分中。
13.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合梁，其特征在于，設(shè)有多個為帶頭螺栓形式的剪力接合器。
14.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合梁，其特征在于，設(shè)有多個剪力接合器，且沿著梁的長度在剪力接合器之間的最小間距至少是剪力接合器直徑的5倍。
15.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的復(fù)合梁，其特征在于，設(shè)有多個剪力接合器，且沿著梁的長度在剪力接合器之間的間距不大于在混凝土肋頂部上方的剪力接合器高度的7.5倍。
16.一種復(fù)合梁，其基本上如前參考附圖所述。
全文摘要
公開了一種復(fù)合梁。該梁包括梁(5)；定位在該梁上并由其支撐的實(shí)心板或復(fù)合板(29)，該實(shí)心板或復(fù)合板包括板部分和多個從該板部分延伸的混凝土肋(21)。該梁還包括至少一個剪力接合器(15)，其定位在至少一個所述混凝土肋中并將實(shí)心板或復(fù)合板連接到梁上。該梁還包括嵌入在至少一個混凝土肋中的加強(qiáng)部件(19)，該混凝土肋包括嵌入的一個或多個剪力接合器。該加強(qiáng)部件為網(wǎng)狀形式，包括縱向線(41)和在該縱向線的交叉點(diǎn)處連接在一起的橫向線(43)。
文檔編號E04B5/32GK1703560SQ200380100967
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月2日
發(fā)明者馬克·帕特里克 申請人:西部悉尼大學(xué)