一种大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板及制作方法

技术领域

本发明涉及结构工程领域，尤其涉及一种新型大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板及制作方法。

背景技术

近年来我国现代化水平逐步提高，对城市空间容量的需求急剧膨胀，导致城市土地资源愈发紧张，加大对地下空间的开发与利用已势在必行。随着地下结构的体量不断增加、荷载作用愈加复杂，传统的地下结构形式已不能适应现今地下空间开发的要求。为适应现代地下空间开发向大跨度、多功能、立体交叉方向发展的趋势，必须加强对大跨度(跨度大于20m)条件下地下建筑结构新形式的研究，以保证施工和服役期间大跨结构长期安全和稳定性的要求，同时降低成本，提高生产效率，争取用有限的资源取得最佳的效益。

现有的梁板形式多为实心钢筋混凝土梁板，对于常规跨度的地下结构，实心钢筋混凝土梁板具有较好的适用性。但对于大跨地下结构，由于其具有大荷载的特点，因此梁板的配筋量大，混凝土使用量较多，结构自重也偏大，不利于节约材料降低成本，需要投入的运输和吊装费用也比较高昂，严重影响了钢筋混凝土梁板的经济性。

由于现有实心钢筋混凝土梁板无法很好地满足大跨地下结构的特殊要求，因此有必要针对大跨地下结构的特点，提出一种新型的大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板及制作方法是个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种新型大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板，以降低自重，提高承载能力，解决传统实心钢筋混凝土梁板存在的问题，提升结构的整体性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板，包括混凝土梁、混凝土板、空心钢板箱、抗剪栓钉和钢筋，所述空心钢板箱设置在混凝土梁和混凝土板中，使混凝土梁和混凝土板呈空心结构，所述抗剪栓钉焊接在混凝土梁内的空心钢板箱外表面，用于空心钢板箱和混凝土梁之间的连接，并传递剪力，所述钢筋架设在混凝土梁和混凝土板内，且与空心钢板箱、抗剪栓钉无接触。

进一步的，所述空心钢板箱的截面形状可为矩形、圆形、椭圆形或多边形，但不限于上述截面形式，为空心结构，内部无填充。

进一步的，所述混凝土梁和混凝土板内空心钢板箱的截面形状和尺寸可相同、可不同，视具体工程要求而定。

进一步的，所述空心钢板箱的数量可为一个或多个，视混凝土梁和混凝土板的尺寸和具体工程要求而定。

进一步的，所述混凝土梁和混凝土板的混凝土类型可为普通混凝土、高强混凝土、膨胀混凝土、自密实混凝土、回收骨料混凝土、粉煤灰混凝土或纤维混凝土。

进一步的，所述混凝土梁和混凝土梁板为现浇结构，混凝土梁的数量可为一道或多道。

进一步的，所述混凝土梁内沿空心钢板箱的周圈纵向布置有若干条钢筋，所述混凝土板内纵向布置有若干条钢筋，钢筋的布置、数量视具体工程要求而定。

一种采用上述大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板的制作方法，其步骤如下：

(1)根据工程需要，对内置空心钢板箱进行选型。

(2)将抗剪栓钉焊接在预备放入混凝土梁内的空心钢板箱的外表面，以传递剪力。

(3)确定混凝土梁和混凝土板的形状尺寸，制作模板。

(4)封固模板的一端，将空心钢板箱及已焊接在其上的抗剪栓钉套入模板内，放置在预定位置，架设钢筋。

(5)在模板与空心钢板箱之间浇筑混凝土，抹平，对混凝土进行养护。

(6)养护完成后，拆除模板，即制作完成新型大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板。

相对于现有技术，本发明所述的大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板及制作方法具有以下优势：本结构通过混凝土、空心钢板箱、抗剪栓钉和钢筋协同作用，可充分发挥型钢抗拉强度高、混凝土抗压性能好的优势；由于混凝土增大了截面刚度，能有效避免空心钢板箱的局部屈曲，提高空心钢板箱部分的承载力；空心钢板箱混凝土组合结构具有较好的延性和变形能力，显示出良好的抗震性能；同时可以根据实际工程需要，灵活地布置空心钢板箱的数量，选择空心钢板箱的截面形式，以更好地适应结构需求；空心梁板结构能有效降低自重，减少混凝土和钢筋用量，提高结构承载力，降低梁板截面尺寸，提升建筑使用空间，可广泛应用于建筑结构、桥梁结构及其它工程结构中，特别适用于具有大荷载特点的大跨地下结构。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是新型大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板的结构示意图，其中 A为混凝土梁；

图2至图5是不同形状的空心钢板箱横截面示意图。

附图标记说明：

1、混凝土梁；2、混凝土板；3、空心钢板箱；4、抗剪栓钉；5、钢筋。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-5所示，一种大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板，包括混凝土梁1、混凝土板2、空心钢板箱3、抗剪栓钉4和钢筋5，所述空心钢板箱 3的截面形状可为矩形、圆形、椭圆形或多边形，但不限于上述截面形式，为空心结构，内部无填充。所述空心钢板箱3设置在混凝土梁1和混凝土板2中，使混凝土梁1和混凝土板2呈空心结构，所述混凝土梁1和混凝土板 2内空心钢板箱3的截面形状和尺寸可相同、可不同，视具体工程要求而定。所述空心钢板箱3的数量可为一个或多个，视混凝土梁1和混凝土板2的尺寸和具体工程要求而定。所述抗剪栓钉4焊接在混凝土梁1内的空心钢板箱 3外表面，用于空心钢板箱3和混凝土梁1之间的连接，并传递剪力，所述钢筋5架设在混凝土梁1和混凝土板2内，且与空心钢板箱2、抗剪栓钉3 无接触。所述混凝土梁1内沿空心钢板箱3的周圈纵向布置有若干条钢筋5，所述混凝土板2内纵向布置有若干条钢筋5，钢筋4的布置、数量视具体工程要求而定。所述混凝土梁1和混凝土板2的混凝土类型可为普通混凝土、高强混凝土、膨胀混凝土、自密实混凝土、回收骨料混凝土、粉煤灰混凝土或纤维混凝土。所述混凝土梁和混凝土梁板为现浇结构，混凝土梁1的数量可为一道或多道。

一种采用上述大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板的制作方法，其步骤如下：

(1)根据工程需要，对内置空心钢板箱3进行选型，可供选择的空心钢板箱3截面形式如图2-图5所示，可不限于上述截面形式。

(2)将抗剪栓钉4焊接在预备放入混凝土梁内的空心钢板箱3的外表面，以传递剪力。

(3)确定混凝土梁1和混凝土板2的形状尺寸，制作模板。

(4)封固模板的一端，将空心钢板箱3及已焊接在其上的抗剪栓钉4 套入模板内，放置在预定位置，架设钢筋5。

(5)在模板与空心钢板箱3之间浇筑混凝土，抹平，对混凝土进行养护。

(6)养护完成后，拆除模板，即制作完成新型大跨地下结构空心箱型型钢混凝土梁板。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。