通过互锁两侧件获得的预应力混凝土梁及对接两梁的方法

摘要

一种超高特性的纤维加强的混凝土梁(1)，其特征在于，该梁包括第一长度构件(2.1)和第二长度构件(2.2)，第一长度构件具有至少一个腹板(3.1)，沿着腹板的纵向边缘中的一个边缘，腹板有承载凸缘(4.1)，沿着腹板的相反边缘，舌状件(5.1)接合在第二长度构件(2.2)的互补形状形成部分的槽(5.2)内，该第二长度构件在与其槽的相反处包括承载凸缘(4.2)，长度构件中的至少一个构件包括纵向地嵌入混凝土内的预应力线缆(9)，线缆平行于梁的纵向中性轴线(10)。

说明书

技术领域

本发明涉及预应力混凝土梁和对接如此混凝土梁的方法。

背景技术

在建筑和市政工程领域内，预应力混凝土梁的使用是公知的。

制造如此梁存在有两种制造方法，即，模制和挤压成形。

第一种方法包括：将或多或少尚呈液体状态的混凝土引入到具有所要获得梁的形状的模具或模板内，然后，使混凝土硬化，此后才拆除模板。该方法能使梁加工成具有各种形状的截面。只要在混凝土固化之后，允许拆除模板，就可制造出许多种的形状。然而，该方法导致生产率低下。

第二种方法包括：使混凝土通过一模具，该模具沿着一用来支承梁的台面延伸，随着混凝土离开模具并固化，混凝土就形成了梁。该方法使得高生产率成为可能，但该方法不适合生产包括有外伸或悬臂部分的梁。由于混凝土一旦离开了模具，它在固化过程中不再被模具支承，所以如此部分在挤压出之后立即趋于下垂。

混凝土建造技术的改进以及该领域内所获得知识和经验的增长，意味着混凝土梁构成了金属梁的替代品，并导致混凝土梁设计者设计出截面类似于金属梁截面的混凝土梁。

超强特性的纤维加强混凝土因此有可能获得截面相当纤细同时仍呈现高机械强度的梁。此外，如此梁的抗火灾能力大于标准金属梁的抗火灾能力。

相比之下，在金属框架结构中将梁连接在一起以使它们传递和承受力和应力的技术，特别是通过机器焊接的组装技术，即使这些技术的简单性已经对金属框架结构的发展作出了很大贡献，也不能换位用来将混凝土梁连接在一起。用混凝土来制造截面呈现相当纤细的部分和/或外伸部分的梁，比用金属更难实现。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种梁结构，使得制造获得具有更佳特性的梁成为可能，在使用时，使得梁可用于比传统混凝土梁更广范围的用途。

为此目的，本发明提供一种超高特性的纤维加强的梁，该梁包括第一长度构件和第二长度构件，第一长度构件具有至少一个腹板，沿着腹板纵向边缘中的一个边缘，腹板有承载凸缘，沿着腹板的相反边缘，舌状件接合在第二长度构件的互补形状形成部分的槽内，该第二长度构件在与其槽的相反处包括承载凸缘，长度构件中的至少一个构件包括纵向地嵌入混凝土内的预应力线缆，线缆平行于梁的纵向中性轴线。

因此，为了制造根据本发明的梁，在长度构件一个接合到另一个内之前，长度构件彼此独立地进行制造。

其结果，各个长度构件可在最方便的位置进行制造，例如，使其凸缘位于底部，这样，当采用挤压成形时，凸缘可搁置在台面上，或在模板内进行模制时可使凸缘位于顶部。长度构件的互相接合确保了力的传递和应力承受在长度构件之间，这样，以此方式构成的复合梁的特性就如单体梁一样。利用该结构，甚至可提供复合的长度构件来形成不同的机械质量，以便在加载情况下起到梁的作用。

较佳地，纵向舌状件具有会聚的侧腹，它们有利地在顶点处形成一角度，确定该角度使得可在舌状件和接纳舌状件的槽之间发生楔入，该槽相应地具有发散的侧腹。

长度构件因此用机械方式牢固地固定在一起。

还为较佳地是，舌状件具有将侧腹彼此连接在一起的圆角。

通过避免应力集中，这可限制长度构件之间的接触区域内的磨损。

有利地，粘结剂层插入在舌状件和槽之间，粘结剂较佳地是结构粘结剂。

该粘结剂层用于加强长度构件的连接。

此外，本发明的梁可包括规则分布的销，这些销穿过开槽长度构件的槽的侧腹并通过另一长度构件的舌状件的侧腹。该种部署包括将连接键合在一起，因此提供附加的安全性，如果粘结随着时间的推移而变得有缺陷，则可阻止长度构件的分离。销可被螺栓等替代。

在一变体中，本发明梁的带有舌状件的长度构件具有多个平行的腹板，这些腹板从公共凸缘伸出并形成多个舌状件，而开槽的长度构件具有多个平行的槽，这些槽具有如上述腹板一样的间距。

通过将这两个长度构件连接在一起而构成的梁形成了一个具有多个隔间的中空梁，诸隔间可用作墙或地板的部件元件。如此梁内的空间可在组装之前用隔音和/或隔热的材料填充。

本发明还提供一种对接两个如上所述梁的方法，在该方法中，开槽长度构件段用来覆盖两个带有舌状件的长度构件邻接放置的两个端部。这些端部自然属于这样的梁，其中，根据本发明它们长度的其余部分是由两个彼此相连的长度构件构成。

该方法的两个变体是可能的。第一变体包括：所述段沿轴向延伸两个梁之一的开槽长度构件，而另一梁在基本上等同于所述延伸部的长度的长度上没有开槽的长度构件。

第二变体包括：两个邻近梁中的每个梁在每个梁对接到另一梁的端部附近没有开槽的长度构件，所述段是跨越各个梁的未覆盖舌状件部分放置的帽构件。

本发明方法能够对接两个梁，并在连接区域内以简单和有效方式提供连续力。

根据本发明方法的两个附加特征，该方法包括如下步骤：

-使至少一个销横向地接合至槽并结合至接合在槽内的舌状件，并与各梁对齐；和/或

-在舌状件和槽之间插入粘结剂层。

这些特征用于加强两个梁之间的连接。

阅读以下对本发明非限制性实施例的描述，可以明白到本发明其它的特征和优点。

附图说明

参照附图，其中：

图1是根据本发明的简单梁的截面图；

图2示出根据本发明的中空复合梁，其适用于形成底板元件或墙元件；

图3和4是局部侧视图，各图示出根据本发明的两个对接梁；

图5是一截面图，显示用于对接本发明两个梁的附加的连接元件；以及

图6和7分别是侧视图和图6的线VII-VII上的截面图，显示用于本发明两个梁的对接装置的变体实施例。

具体实施方式

图1所示梁具有I字形截面。该梁1包括第一长度构件2.1和第二长度构件2.2，它们彼此平行地延伸。第一长度构件2.1包括腹板3.1，腹板3.1交界于形状为凸缘的纵向承载部分4.1，并具有呈舌状件5.1形式的另一纵向边缘。

在此实例中，承载凸缘4.1垂直于中心腹板部分3.1延伸，并具有在中心腹板部分各侧上延伸并从其中伸出的部分。通过会聚两个侧腹6侧向地定义了形成舌状件5.1的腹板端部，侧腹6通过基本上为圆柱形的圆角7连接在一起。

第二长度构件2.2包括腹板3.2，腹板3.2具有形状为凸缘的纵向承载部分4.2，以及与其相对的带有槽5.2的纵向部分，槽5.2的形状与舌状件5.1形状互补。凸缘4.2垂直于腹板3.2延伸，并平行于承载凸缘4.1，且具有在腹板3.2的各侧上延伸并从其中伸出的部分。

舌状件5.1接合在槽5.2内。侧腹6以一确定角度、例如5°会聚在顶点上，相应地，槽的侧腹发散开相同的角度，于是，有利于舌状件5.1卡入槽5.2内。

粘结剂层8(这里是结构粘结剂)延伸在舌状件5.1和槽5.2之间的它们所有或部分的接触区域上。粘结剂是2级刚性结构环氧粘结剂。有利地是，粘结剂符合于法国标准NFP 35 18.870，且它具有的压缩强度不小于50兆帕(MPa)，而抗弯拉伸强度至少为15MPa。

这些长度构件是由超高特性的纤维加强混凝土(UHPFRC)构成。所用的纤维是金属纤维5，选项地可结合诸如丙烯之类的塑料纤维以提高抗火灾的能力。所用粘结剂的拉伸机械特性与超高特性的纤维加强混凝土的拉伸机械特性相适配。

梁1具有嵌在混凝土内的纵向预应力线缆9。如图1所示，线缆沿梁的纵向中性轴线10嵌在长度构件2.1内。线缆由能承受高达350℃温度的钢材制成。

在一尚未示出的变体中，线缆容纳在梁的长度构件2.2内。在此情况下，使用该梁，使得其底部通过凸缘4.2支承在一支承的下部构造(墙、柱、…)上。

图2是根据本发明的梁20的截面图，其中，图1的简单I字形截面梁的型式沿着两个宽凸缘重复两次。因此，带有舌状件的长度构件21具有三个立在公共凸缘25上的腹板22、23和24，而开槽的长度构件26具有三个从公共凸缘30伸出的开槽的凸缘27、28和29。生成的梁具有两个内部空间31和32，它们可用隔音和/或隔热的材料填充。这些空间也可构成用来接纳流体或电气管道的保留空间。

在图2中应该观察到，长度构件26的侧向端与简单凸缘的侧向端稍有不同。该构造能使表面33沿着各梁的顶部边缘延伸而留下一个凹口，这样，当诸如20的两个梁纵向地靠拢并通过其底部凸缘21接触时，它们部分地封闭出介于该两个梁之间的空间34，该空间适于让键合混凝土(可能连同钝态的加固件一起)浇注在其中，例如，在压实混凝土板的同时进行浇注，以将梁侧向地粘结在一起。

下面参照图3描述两个梁1.A和1.B之间对接连接方法的第一种变体。

带有舌状件的长度构件2.1.A的一个端部轴向地突出超过开槽的第二长度构件2.2.A。在梁1.B的端部处，面对地，第二长度构件2.2.B从第一长度构件2.1.B轴向地突出。

在本发明方法的该第一变体中，对接梁1.A端部和梁1.B端部的步骤包括：将梁1.A的长度构件2.1.A的未覆盖的舌状件5.1.A接合在梁1.B的长度构件2.2.B的槽5.2.B内。粘结剂层插入在这些互相接合的部分之间。

该方法还包括附加的步骤：将横向销11接合穿过互相接合的部分。这些横向销11在剪切作用时加强梁1.A和梁1.B之间的连接。销11可以是销钉或螺栓。应该看到这些销也可沿着各个梁间距地存在，它们穿过槽和接合在槽中的舌状件。

图4示出以上参照图3中所述的大部分元件，并标有相同的附图标记。梁1.A、1.B的端部没有与其相连的开槽长度构件，使得开槽长度构件段12横跨梁1.A和1.B之间的邻接接触区域安装。该段也粘结地进行连接。

图5是一截面图，示出包括底板14和两个侧板15和16的底部靴13，在两个梁1.A和1.B之间的邻接连接区域处，用粘结剂粘结梁凸缘下方的底板14，使这些元件用粘结剂组装在一起。底板14可以借助于线缆17施加预应力或后应力。靴位于开槽长度构件段12下方。

在图6和7中，所示装置构成了图5所示装置的变体。长度构件段12a具有比上述凸缘4.2宽的凸缘4.2a，以便可承载三个纵向部分，每个部分具有槽5.2、5.2a、5.2b，槽能够接纳长度构件2.1.A的舌状件5.1和侧板15a和16a的呈舌状件15b和16b形式的端部。这些侧板形成靴13a的部分，并与靴的底板14a一体地形成。应该观察到，长度构件2.1.A具有两个预应力或后应力的线缆9a和9b，且底板14a通过销18(销钉或螺栓)紧固在长度构件2.1.A的凸缘4.1上。

当然，本发明不局限于上述的实施例，而是包括了落入如权利要求书所定义的本发明范围之内的任何变体。

尤其是，梁可具有不同于上述的截面，例如，梁可具有C形、U形、响铃形等的截面。

梁可以通过预加应力或后加应力在纵向上造成应力。

不用粘结剂或销子也可使梁之间连接起来。

所用粘结物可以是粘结剂或环氧树脂型或某些其它类型的粘结剂，或者也可以是灰泥。

最后，对于特殊的应用，带有舌状件的长度构件可不同于开槽的长度构件。