多室式鋼管混凝土異形柱的製作方法
2023-10-29 06:56:22 4
專利名稱：多室式鋼管混凝土異形柱的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築工程領域，具體涉及一種多室式鋼管混凝土異形柱。
背景技術：
隨著我國鋼產量的不斷提高，經濟的不斷發展，對綠色環保型建築的不斷要求，鋼結構 住宅在我國得到了迅速發展。考慮到我國人口眾多，土地資源相對不足，宜發展多層和小高層 鋼結構住宅。這些鋼結構住宅多採用框架-支撐體系或框架-混凝土剪力牆(核心筒)體系， 柱子可採用鋼柱、鋼管混凝土柱和鋼骨混凝土柱，後兩種為組合柱。在小高層建築中，組合 柱比鋼柱省鋼，進而也就可以降低工程造價，但是鋼骨混凝土柱的施工較鋼管混凝土柱複雜， 因此目前已建的鋼結構住宅中有許多釆用了鋼管混凝土柱。然而儘管鋼管混凝土柱的截面尺 寸與鋼筋混凝土柱相比已大大減小，但柱子凸出牆面的問題依然存在。在鋼筋混凝土結構中， 採用異形柱使這個問題得到了解決，因此，近年來對鋼管混凝土也提出了異形柱的概念，即
角柱採用L形截面、邊柱採用T形截面、中柱採用十字形截面，通過在鋼管中直接澆注混凝 土而成。鋼管混凝土異形柱不伹能避免柱子凸出牆面，便於空間利用，還能充分發揮鋼材和 混凝土的材料性能。
目前，研究者已提出了多種鋼管混凝土異形柱的截面形式，最早提出的是普通鋼管混凝 土異形柱，如圖1所示，由鋼板焊接成異形鋼管再向其中澆注混凝土構成，伹該截面上存在 90度的負角，削弱了鋼和混凝土的相互作用，其組合性能較差。在此基礎上，研究者們提出 了一些構造措施如設置加勁肋如圖2所示、設置約束拉杆如圖3所示，或焊接銷釘如圖4所 示等來更好的實現鋼材和混凝土的共同工作。這些措施在一定程度上彌補了普通鋼管混凝土 異形柱的缺陷，抑制或減緩鋼板的局部屈曲，伹上述構造措施也增加了異形柱的施工製作和 設計難度，不便於應用。還有的研究者提出了用兩根或三根矩形鋼管焊接成鋼管混凝土組合 異形柱，這種截面構造簡單，便於施工，但截面上存在寬厚比較大的邊，容易過早屈曲，降 低了構件的整體性能。此夕卜，這種截面尺寸也受到了鋼管規格的制約，限制了其進一步的應 用。
發明 內 容
本發明的目的是為了克服現有的鋼管混凝土異形柱截面形式的不足，綜合考慮力學性能、
3施工製作、節點構造、設計難度及經濟效益等各方面因素，提供一種多室式鋼管混凝土異形 柱，其多室式截面能有效增強鋼材和混凝土的相互作用，提高了構件的承載力和延性，便於 施工製作，設計也相對簡單。
本發明是一種多室式鋼管混凝土異形柱，由u形鋼、矩形鋼管和澆注其內的混凝土組成， u形鋼和矩形鋼管相互焊接在一起，組成不同截面的異形柱，整個異形柱截面由u形鋼和矩 形鋼管分隔成多室，u形鋼和矩形鋼管內填充混凝土。
所述的u形鋼由鋼板彎折或由鋼板焊接而成，所述的矩形鋼管由鋼板先彎折後焊接或由
鋼板直接焊接而成。
本發明的優點在於
(1) 異形柱的截面分成多室能有效增強鋼材和混凝土的相互作用，並且U形鋼和矩形 鋼管直接受力，減小了截面尺寸，降低了鋼板的寬厚比，利於材料性能的充分發揮和截面性
能的提高；
(2) 與普通鋼管混凝土異形柱相比，截面被分成多室後消除了90度的負角，提高了異 形柱的承載力，改善了異形柱的抗震性能；
(3) 本發明比設置加勁肋等構造措施的鋼管混凝土異形柱施工製作相對簡單，保證了混 凝土的振搗、澆注質量，便於施工製作，經濟效益較好；
(4) 與鋼管混凝土組合異形柱相比，多室式截面上鋼材沒有重疊的部分，比前者省鋼； 截面上寬度較大的鋼板因被分成了幾段，不易過早屈曲，使混凝土和鋼材的變形協調，受力 性能就更為合理。
圖l是本發明背景技術中普通鋼管混凝土異形柱截面示意圖2是本發明背景技術中設置加勁肋的普通鋼管混凝土異形柱截面示意圖3是本發明背景技術中設置拉杆的普通鋼管混凝土異形柱截面示意圖4是本發明背景技術中焊接銷釘的普通鋼管混凝土異形柱截面示意圖5a是本發明的U形鋼示意圖5b是本發明的矩形鋼管示意圖6a是本發明由兩個U形鋼和一個矩形鋼管組成截面為"T"字形的多室式鋼管混凝土 異形柱截面示意圖；圖6b是本發明由兩個U形鋼和一個矩形鋼管組成截面為"L"字形的多室式鋼管混凝土 異形柱截面示意圖6c是本發明由兩個U形鋼和一個矩形鋼管組成截面為"十"字形的多室式鋼管混凝
土異形柱截面示意圖； 圖中
l-U形鋼 2-矩形鋼管 3-混凝土
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
本發明是一種多室式鋼管混凝土異形柱，由U形鋼1、矩形鋼管2和澆注其內的混凝土 3組成，U形鋼l和矩形鋼管2相互焊接在一起，組成不同截面的的異形柱，整個異形柱截 面由U形鋼1和矩形鋼管2分隔成多室，再向U形鋼1和矩形鋼管2內填充混凝土 3。
如圖5a所示，所述的U形鋼1由鋼板彎折或由鋼板焊接而成，如圖5b所示，所述的 矩形鋼管2由鋼板先彎折後焊接或由鋼板直接焊接而成。
本發明中所述的異形柱，是指多室式鋼管混凝土異形柱的截面形式隨著牆體形狀變化而 變化，即可根據多室式鋼管混凝土異形柱設置於牆體內時所需要的各種形狀，而改變其截面 的組成形狀，具體以十字形、T字形和L字形為例。
如圖6a所示，將兩個U形鋼1和一個矩形鋼管2焊接成截面為T字形的異形柱，所述 的兩個U形鋼1分別焊接在矩形鋼管2相對邊的頂端，再向U形鋼1和矩形鋼管2內澆注 混凝土3，使兩個U形鋼1、 一個矩形鋼管2和混凝土3構成一個整體，即可構成截面為T
字形的多室式鋼管混凝土異形柱。
如圖6b所示，將兩個U形鋼1和一個矩形鋼管2焊接成截面為L字形的異形柱，所述 的兩個U形鋼1分別焊接在矩形鋼管2的相鄰邊，再向U形鋼1和矩形鋼管2內澆注混凝 土 3，使兩個U形鋼1、 一個矩形鋼管2和混凝土 3構成一個整體，即可構成截面為L字形
的多室式鋼管混凝土異形柱。
如圖6c所示，將兩個U形鋼1和一個矩形鋼管2焊接成截面為十字形的異形柱，所述 的兩個U形鋼1分別焊接在矩形鋼管2相對邊的中間，再向U形鋼1和矩形鋼管2內澆注 混凝土3，使兩個U形鋼1、 一個矩形鋼管2和混凝土3構成一個整體，即可構成截面為十 字形的多室式鋼管混凝土異形柱。所述用於澆注的混凝土可採用普通或高強混凝土，為了提高振搗質量和澆灌速度，可採 用泵送頂升澆灌法。焊縫應遵照《鋼結構設計規範》(GBJ50017-2003)設計，可採用角焊 縫或對接焊縫，並保證焊縫質量。
權利要求
1、多室式鋼管混凝土異形柱，其特徵在於由U形鋼、矩形鋼管和澆注其內的混凝土組成，U形鋼和矩形鋼管相互焊接在一起，組成不同截面的異形柱，整個異形柱截面由U形鋼和矩形鋼管分隔成多室，U形鋼和矩形鋼管內填充混凝土。
2、 根據權利要求1所述的多室式鋼管混凝土異形柱，其特徵在於所述的異形柱為兩個U 形鋼和一個矩形鋼管焊接成截面為T字形的異形柱，所述的兩個U形鋼開口端分別焊接在矩形鋼管相對長邊的頂端，u形鋼和矩形鋼管內澆注混凝土。
3、 根據權利要求1所述的多室式鋼管混凝土異形柱，其特徵在於所述的異形柱為兩個U 形鋼和一個矩形鋼管焊接成截面為L字形的異形柱，所述的兩個U形鋼開口端分別焊接在矩形鋼管的相鄰邊，u形鋼和矩形鋼管內澆注混凝土。
4、 根據權利要求1所述的多室式鋼管混凝土異形柱，其特徵在於所述的異形柱為兩個U 形鋼和一個矩形鋼管焊接成截面為十字形的異形柱，所述的兩個U形鋼開口端焊接在矩形鋼管相對邊的中間，u形鋼和矩形鋼管內澆注混凝土。
5、 根據權利要求1所述的多室式鋼管混凝土異形柱，其特徵在於所述的U形鋼由鋼板彎 折而成或者由鋼板焊接而成。
6、 根據權利要求1所述的多室式鋼管混凝土異形柱，其特徵在於所述的矩形鋼管由鋼板 先彎折後焊接而成或者由鋼板直接焊接而成。
全文摘要
本發明公開了一種多室式鋼管混凝土異形柱，由U形鋼、矩形鋼管和澆注其內的混凝土組成，U形鋼和矩形鋼管相互焊接在一起，組成不同截面的異形柱，整個截面由U形鋼和矩形鋼管分隔成多室，再向其中填充混凝土，U形鋼由鋼板彎折或焊接而成，矩形鋼管由鋼板直接焊接或先彎折後焊接而成。本發明將截面分成多室能增強鋼材和混凝土的相互作用，降低了鋼板的寬厚比，利於材料性能的充分發揮和截面性能的提高；U形鋼和矩形鋼管直接受力，減小了截面尺寸，消除了90度的負角，提高了異形柱的承載力，改善了的抗震性能；本發明製作簡單，保證了混凝土的振搗、澆注質量，便於施工製作，經濟效益較好。
文檔編號E04C3/30GK101555721SQ20091008347
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月6日 優先權日2009年5月6日
發明者劉林林, 葉英華, 屠永清 申請人:北京航空航天大學