[发明专利]大跨度预应力箱形简支钢梁柱结构及安装方法

说明书

本发明提供一种大跨度预应力箱形简支钢梁柱结构，包括钢柱、简支钢梁、牛腿，以及锚固板、套管、预应力筋，左侧钢柱右翼缘焊接固定有牛腿，钢梁左端通过螺栓固定在牛腿的上表面，钢梁右端焊接固定于右侧钢柱左翼缘；钢梁左端端面焊接有盖板，盖板的下部焊接有下定位板，盖板上焊接有上定位块，锚固板卡在下定位板与上定位块之间；预应力筋的两端锚固在锚固板和右侧钢柱左翼缘上。本发明提供的大跨度预应力箱形简支钢梁柱结构，刚度大，弹性承载力高，能有效减少钢梁跨中挠度，减少钢梁的截面高度，安全性能高，构造简单、成本低、耐久性好、预应力损失小，可能广泛地应用于大跨结构中。

技术领域

本发明总体上涉及建筑结构工程领域，主要涉及一种预应力箱形简支钢梁，尤其是一种大跨度预应力箱形简支钢梁柱结构及安装方法。

背景技术

目前，在建筑工程领域，尤其是在大跨度、大空间、大悬挑结构体系中，抗弯钢梁的应用十分广泛。由于这类结构其跨度很大一旦发生地震其造成的后果比普通建筑更加严重，因此，抗弯钢梁作为主要的抗力构件，在施工质量和安全上起到非常重要的作用。然而，常用的普通钢梁由于其受力性能较差，抗弯能力有限，一旦受力过大，就只能选择更大截面的型钢来保证，很难满足大跨的结构形式，同样也造成了大量的材料投入和成本浪费等。这时就需要具有受力性能更好、更合理的结构体系。

体外预应力箱形简支梁是在普通的箱形简支梁外设置高强度预应力钢索或钢筋而形成一种共同受力的组合结构，箱形简支梁采用预应力技术可以节约材料，提高结构弹性承载力。目前，比较先进的体外预应力箱形简支梁占用空间较大，结构稳定性不良，其构造措施无法有效保护预应力锚具、钢绞线或钢筋不受外界环境的损害，同时也无法有效减少预应力损失，尤其是在偶然荷载下预应力筋断裂，存在重大安全隐患。因此急需一种安全性高、耐久性好、预应力损失小、成本低的适用于大跨结构的体外预应力箱形简支梁。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种大跨度预应力箱形简支钢梁柱结构及安装方法，刚度大，弹性承载力高，能有效减少钢梁跨中挠度，减少钢梁的截面高度，安全性能高，构造简单、成本低、耐久性好、预应力损失小，可能广泛地应用于大跨结构中。

本发明的技术方案如下：

本发明首先提供一种大跨度预应力箱形简支钢梁柱结构，包括钢柱、简支钢梁、牛腿，以及锚固板、套管、预应力筋，其中，

所述钢柱为H形截面或箱型截面钢柱，简支钢梁为箱形截面钢梁，钢柱翼缘与钢梁翼缘宽度相同，左侧钢柱右翼缘焊接固定有牛腿，牛腿上翼缘与钢梁左端下翼缘分别开设有大小相同、位置对应的螺栓孔，钢梁左端通过螺栓固定在牛腿的上表面，钢梁右端焊接固定于右侧钢柱左翼缘；

在所述钢梁左端端面焊接有盖板，在盖板的下部沿盖板的下边缘焊接有下定位板，下定位板与钢梁下翼缘齐平，在盖板上距下定位板一定距离焊接有上定位块，该上定位块为梯形形状；

所述锚固板上边缘开设有形状、大小与上定位块匹配的缺口，该缺口用于嵌入上定位块，锚固板卡在下定位板与上定位块之间；

所述锚固板的两端靠近钢梁腹板与下翼缘的交界处相对于钢梁腹板对称各开设有一个第一通孔，右侧钢柱内外两侧的左翼缘上靠近钢梁腹板与下翼缘的交界处相对于钢柱腹板对称各开设有一个第二通孔，第二通孔与第一通孔位置对应，所述第一通孔和第二通孔分别用于穿设预应力筋的两端；

所述套管具有两根，分布于钢梁腹板的内外两侧，安装在锚固板与右侧钢柱左翼缘之间并位于钢梁腹板与下翼缘交界处，其长度同锚固板与右侧钢柱左翼缘之间的距离，套管内穿设有预应力筋，预应力筋的两端各自穿过第一通孔和第二通孔并锚固在锚固板和右侧钢柱左翼缘上。

作为一种实施方式，所述牛腿采用H形截面，其宽度与钢柱宽度、钢梁宽度均相同。

作为一种实施方式，所述盖板的高度与钢梁的高度相同，盖板的宽度与钢梁腹板间距相同。