壓彎分離式組合柱的製作方法

2023-06-19 19:51:06

專利名稱：壓彎分離式組合柱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及土木工程，特別涉及一種壓彎分離式組合。
背景技術：
柱是工程中承受壓カ的ー種重要構件，隨著科技的進步和結構形式的發展，柱也呈現出各種各樣的形式，按柱所受的作用力位置可分為軸心受カ柱(拉、壓)和偏心受カ柱(拉彎、壓彎)，按組成材料柱可分為鋼材(型鋼、鋼板、拉索及鋼筋)、鋼筋混凝土、砌體和組合材料等。在實際工程中，柱結構不可避免會處於受壓和受彎兩者同時存在的情況，將面臨失穩和承載カ兩種形式的破壞，此時，柱若為型鋼構件，在壓彎組合受カ狀態下將易發生局部或整體失穩先於鋼材承載力，造成結構材料浪費，若為鋼筋混凝土柱，在壓彎組合狀態 下，要麼發生受拉破壞，要麼發生受壓破壞，導致鋼筋沒有得到充分利用，難以實現鋼筋與混凝土兩種材料的受カ優勢均得到有效使用。目前，鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱是工程中廣泛應用的重要構件。鋼管混凝土柱由鋼管和灌築於其內的混凝土構成，鋼管的套箍效應使內部混凝土處於三向受壓狀態，其承載カ遠超過鋼管和混凝土単獨作用之和，但在彎矩作用下，目前對鋼管混凝土截面的極限彎矩尚未有統ー的標準，甚至存在ー些分歧觀點，沒有用於指導エ程實踐的結論。鋼管混凝土柱與混凝土梁或板的連接時，對連接件的要求較高，必須要求其儘可能將連接力傳遞到核心混凝土中，從而影響工程施工進度。型鋼混凝土柱(鋼骨混凝土柱)是在混凝土內設置型鋼構件作為內部骨架。在彎矩所產生的拉應力作用下，柱外表面混凝土易出現裂縫，既不利於結構耐久性，同時也影響結構外觀。內部型鋼構件應變通常高於混凝土極限應變，外部混凝土出現裂縫並失去作用剝落後，內部形成類似鋼管混凝土的受カ模式，並且型鋼構件在壓力作用下易發生壓曲，造成局部或結構整體的穩定性，使得型鋼混凝土內的型鋼受カ優勢沒有充分發揮，帶來材料嚴重浪費。型鋼與混凝土屬於兩種不同材料，其連接構件的設計與施工質量要求嚴格，進而影響工程極度。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種壓彎分離式組合柱，有效地解決柱的壓彎組合承載カ問題，避免現有結構所帶來的缺陷，在保證安全、經濟、實用及美觀的前提下，可實現結構的最大綜合效應。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案如下本實用新型的壓彎分離式組合柱，包括由鋼管和灌注於其內的核心混凝土所形成的鋼管混凝土構件，其特徵是所述鋼管混凝土構件外對稱設置有沿鋼管長度方向延伸的型鋼構件，型鋼構件與鋼管形成固定連接。本實用新型的有益效果是，有效解決柱的壓彎承載カ問題，綜合已有柱結構和材料的受カ優勢，運用簡單的應カ疊加原理，給出壓彎分離式組合柱的結構形式，確保了結構的安全可靠；從結構受カ著手，針對カ的性質配以最佳材料和結構，將柱所受的作用分離，分由不同的構件承擔，從而大大提高了截面的承載能力，充分發揮了材料各自的受カ優勢，節省了材料，工程安全和經濟效益顯著提高；結構合理，カ線簡單明確，從受力的角度完全避免了舊有技術方案在處理柱受彎時的問題，技術方案簡單高效可行；靈活處理已有柱結構和材料的組合，理論簡單，施工操作便捷，省材高效的實現了柱的壓彎承載カ問題；安全、實用、經濟、可行，有效解決了柱的壓彎承載カ問題，可使該類工程問題實現最佳綜合效益。

本說明書包括如下一幅附圖圖I是本實用新型壓彎分離式組合柱的結構示意圖。 圖中示出構件、部位名稱及所對應的標記鋼管10、核心混凝土 11、第一型鋼構件21、第二型鋼構件22。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進ー步說明。參照圖1，本實用新型的壓彎分離式組合柱，包括由鋼管10和灌注於其內的核心混凝土 11所形成的鋼管混凝土構件，所述鋼管混凝土構件外對稱設置有沿鋼管10長度方向延伸的型鋼構件，型鋼構件與鋼管10形成固定連接。該構造採用鋼管混凝土和型鋼構件的組合形式，在受カ狀態上則處於壓彎分離式，彎矩由型鋼構件承擔，壓カ由鋼管混凝土構件來承擔，整個柱截面的應カ為純彎和軸壓的線性疊加，這樣同時避開了型鋼易壓曲失穩和鋼管混凝土極限彎矩不定的缺陷，有效發揮了其各自的受カ優勢，結構傳カ路徑明確。另夕卜，鋼管混凝土構件外部為鋼管，施工中只需將型鋼構件與之焊接，操作便捷可行，也有效避免了不同材料連接件的設計及施工問題。本實用新型無論從安全、實用、經濟還是施工上，均比已有現有技術具有無可比擬的優勢I)該方案充分利用各種材料的受カ優勢，鋼管混凝土構件在軸壓作用下，其內部填充混凝土在鋼管的套箍效應下處於三向受壓狀態，受壓承載カ將遠超兩種材料単獨承載カ的疊加，大大提高了截面的抗壓能力，也使結構由脆性變形轉為塑性變形，増加了結構的延性，抗震性能也得到極大提高。2)針對柱所受的彎矩，採用配置型鋼構件抵抗彎曲拉應カ的措施，有效避免了混凝土在拉應力作用下易開裂的難題，達到結構安全的同時，也保證了結構的耐久性和外觀效應。3)整個組合結構將受カ分離，井分由不同的構件去承擔，消除了彎矩作用下単獨鋼管混凝土截面極限彎矩無法確定的現象，同時也避免了単獨型鋼在軸壓作用下的局部或整體失穩先於承載カ破壞的可能，大大提高了截面的承載能力，使所有材料的受カ優勢均得到最大程度的發揮，使得工程經濟。4)承彎構件型鋼與承壓構件鋼管混凝土之間只需通過焊接，可省去連接件的傳カ設計要求，施工操作便捷可行，在確保結構受カ安全的前提下，加快了施工進程，保證了結構的外觀效應，同時提高了工程經濟效益。[0020]本實用新型綜合利用鋼管混凝土、型鋼以及簡單的應カ疊加理論，靈活的將柱壓力和彎矩分離開來，充分利用不同材料的受カ優勢，由其各自分別承擔，有效避免了就有技術方案的缺陷，安全、經濟、耐久、高效的解決了柱的壓彎承載カ問題。參照圖1，所述型鋼構件由對稱設置在鋼管10外的第一型鋼構件21、第二型鋼構件22構成。所述第一型鋼構件21、第二型鋼構件22的橫截面通常呈T型。以上所述只是用圖解說明本實用新型壓彎分離式組合柱的ー些原理，並非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結構和適用範圍內，故凡 是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬於本實用新型所申請的專利範圍。
權利要求1.壓彎分離式組合柱，包括由鋼管(10)和灌注於其內的核心混凝土(11)所形成的鋼管混凝土構件，其特徵是所述鋼管混凝土構件外對稱設置有沿鋼管(10)長度方向延伸的型鋼構件，型鋼構件與鋼管(10)形成固定連接。
2.如權利要求I所述的壓彎分離式組合柱，其特徵是所述型鋼構件由對稱設置在鋼管(10)外的第一型鋼構件(21)、第二型鋼構件(22)構成。
3.如權利要求2所述的壓彎分離式組合柱，其特徵是所述第一型鋼構件(21)、第二型鋼構件(22)的橫截面呈T型。
專利摘要壓彎分離式組合柱，旨在有效地解決柱的壓彎組合承載力問題，避免現有結構所帶來的缺陷，在保證安全、經濟、實用及美觀的前提下，可實現結構的最大綜合效應。它包括由鋼管(10)和灌注於其內的核心混凝土(11)所形成的鋼管混凝土構件，所述鋼管混凝土構件外對稱設置有沿鋼管(10)長度方向延伸的型鋼構件，型鋼構件與鋼管(10)形成固定連接。
文檔編號E04C3/34GK202401666SQ20112049073
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者李春燕, 謝尚英 申請人:四川西南交大土木工程設計有限公司