[发明专利]加强钢梁

说明书

本发明涉及一种用于建筑和桥梁结构中的加强钢梁及一种加强梁的方法。

建筑物和桥梁通常都是采用钢梁和桁架来建造的，在钢梁上架设楼板或路面。这种钢制的梁和桁梁是在标准型钢中选用的。或者，它们被设计成在压缩和拉伸突缘上具有足够的材料来承受载荷(弯曲)力矩的应力，使得钢梁在最大力矩处的挠曲在允许范围之内。当一个载荷施加到楼板或路面上时，载荷给钢梁造成了一个向下或弯曲力矩，该力矩使钢梁向下弯曲。这个向下的力矩使得梁的顶部受压缩，而底部受拉伸。这个载荷最终可能会使得梁在某一点上断裂。因此，设计者通过采用压缩梁的底部来造成一个反向作用并降低了载荷力矩的弯曲作用，同时这也减少了承载的梁或桁梁的水平剪切力。对载荷(弯曲)力矩施加反向作用还能起到增强梁的抵抗例如地震等的能力。通过加强梁来在梁上造成一个向上的，或反向的力矩以抵抗梁上的载荷造成的向下的力矩可以增加梁的寿命和承载能力。

加强钢梁的方法有许多种。其中之一就是在梁上固设钢板，例如工字梁或T型梁。这增加了梁的强度，然而它也增加了梁的重量。一个建筑物的钢铁用量是其花费最大的部分之一。所以，在建筑结构中多使用钢铁的这种方法会大大增加房屋的造价。

美国专利第4,006,523号中描述了一种给钢梁加预应力的方法，它避免了在梁上附设钢板。该专利采用了在梁的底部固设多个可变长度的传递元件，然后将导杆和钢丝固定在传递元件上。钢丝围绕导杆延伸设置，并将钢丝拉紧以给钢梁提供一个向上的抵抗负载的力矩。但是，在钢丝拉紧之前，先要在钢梁上下都设置支承以压缩钢梁使钢梁上产生一个向上的弯矩。然后将钢丝拉紧并将钢丝、传递元件和导杆都包在混凝土之中以保持钢丝上的拉力。该方法需要专用设备来给钢梁提供向上的弯矩。所以，这种梁不能够在建筑工地得以加强。而且，混凝土大大增加了梁的重量。同样，它也明显增加了建筑物的总重量，并明显地增加了建筑费用。

美国专利第3,427,773号公开了一种不使用混凝土的给钢梁加预应力的方法。根据这种方法，在梁的垂直腹板上固设加强板，再沿着其垂直腹板固定一钢缆或钢筋束。钢缆固定在梁上若干处，因此钢缆沿一折线排列。这种结构需要用额外的钢材来作为加强板。并且，由于加强板是沿梁的垂直腹板延伸，就必须在其上钻孔以使得钢缆能从梁的一端穿到另一端。这种加强系统在将别的梁组装到该被加强的梁上时还会造成干扰。另外，这种方法也大大地增加了梁的重量，且增加了使用的复杂性和费用。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于房屋和桥梁建筑中的加强钢梁。

本发明的另一个目的是提供一种不会大幅度增加建筑物重量的加强钢梁。

本发明的另一个目的是提供一种造价较低的加强钢梁。

本发明的又一个目的是提供一种能在建筑工地容易地制造的加强钢梁。

本发明的再一个目的是提供一种在钢梁用到建筑项目之前将其加强的方法。

本发明的还一个目的是提供一种加强现有结构中的钢梁的方法。

为实现上述目的，本发明提供一种用于建筑结构的加强钢梁，包括：钢结构梁；固定在梁上的加强附件，用于向梁传递向上的力矩，该附件包括传递件和设置在传递件上的拉伸件，传递件包括相对于传递件第一端设置的第一加压板和相对于传递件第二端设置的第二加压板，拉伸件固定到加压板上；拉伸件基本上平行于梁的纵轴并位于其下，并且在将传递件连接到梁之后拉紧拉伸件，从而使拉伸件在结构梁中产生向上的力矩。

此外，本发明公开了一种加强用于建筑物的结构钢梁的方法，主要包括：将反向力矩传递件固定到梁上，传递件具有至少一个通孔；钢缆穿过传递件；将钢缆的一端固定到传递件的第一端；在传递件固定到梁上的步骤之后拉伸钢缆；将钢缆的另一端固定到传递件的另一端，以便使钢缆保持在拉伸状态下。

由于本发明的方法没有给梁增加额外的钢材或水泥，它就没有给梁增添所不想有的重量。所以，采用本发明的方法，建筑物的重量可以减轻，梁的承载能力可以提高，或者在不超过允许的挠曲或弯曲限度内其跨度可以加大。此外，由于本发明的拉伸件不是预加应力的，而是在传递构件固定到梁上之后才被拉伸的，故拉伸力可以很容易地根据实际的载荷加以调节，以产生合适的向上的力矩。

下面将结合附图对本发明作进一步的描述，图中：

图1是本发明的一种加强梁的透视图；

图2是这种加强梁的部分剖开的正视图；

图3是沿图2中3-3线所取的剖视图；

图4是这种梁的正视图，它示意地示出了拉伸的钢缆；

图5是本发明加强梁的另一个实施例的正视图；