波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱的製作方法
2023-05-29 09:10:36
波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱，包括三片鋼腹板與四片翼緣，所述三片鋼腹板連接在一起形成十字形構件，該十字形構件與四片翼緣連接形成十字形截面柱，所述鋼腹板為波紋鋼腹板，波紋鋼柱腹板形式為曲線形、折線形或梯形，波紋鋼腹板呈周期性重複的波紋形邊垂直於構件長度方向，波紋鋼腹板非波紋形邊分別與四片翼緣的寬度中點焊接，所述翼緣為鋼管混凝土翼緣，鋼管混凝土翼緣包括鋼管及其內部的混凝土，混凝土為自密實混凝土。本發明改善了現有平腹板十字形截面鋼柱的受力性能與抗火性能，又不致顯著增加其工程的綜合造價，使其在工程中得以廣泛應用。
【專利說明】 波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型建築結構【技術領域】，具體涉及一種波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱。
【背景技術】
[0002]多高層鋼結構，在我國現代化建設中的地位日益突出，越來越受到人們的親睞，近年來受到國內外學者及工程技術人員的高度重視，從而得到廣泛應用。
[0003]在多高層鋼結構的實際工程中，特別是在連接下部鋼筋混凝土地下室與上部鋼結構的過渡層工程中，通常採用傳統的平腹板十字形截面鋼柱，而且其截面尺寸通常很大，特別是腹板尺寸。為了保證腹板的局部穩定，滿足《鋼結構設計規範》所規定的腹板高厚比限值，通常需增大其腹板厚度，這將導致增加鋼材耗量，增加建造成本，從而增加工程的綜合造價。更何況，當彎矩效應較大時，其鋼柱翼緣所受壓力過大，可能過早進入失效狀態，導致鋼柱很快喪失其抗力；同時，純鋼結構的抗火性能相對較差。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於為了改善現有平腹板十字形截面鋼柱的受力性能與抗火性能，又不致顯著增加其工程的綜合造價，使其在工程中得以廣泛應用，提供一種波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱。
[0005]本發明採用的技術方案為:一種波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱，包括三片鋼腹板與四片翼緣，所述三片鋼腹板連接在一起形成十字形構件，該十字形構件與四片翼緣連接形成十字形截面柱，所述鋼腹板為波紋鋼腹板，波紋鋼柱腹板形式為曲線形、折線形或梯形，波紋鋼腹板呈周期性重複的波紋形邊垂直於構件長度方向，波紋鋼腹板非波紋形邊分別與四片翼緣的寬度中點焊接，所述翼緣為鋼管混凝土翼緣，鋼管混凝土翼緣包括鋼管及其內部的混凝土，混凝土為自密實混凝土。
[0006]本發明的截面由波紋鋼腹板與鋼管混凝土翼緣組合而成。具體形成方式為:波紋鋼腹板與鋼管混凝土翼緣的鋼管焊接，最後向鋼管中澆注混凝土組合而成。所述組合柱的基本構造:可由一片波紋腹板H型組合柱與兩片波紋腹板T型組合柱焊接而成或四片波紋腹板T型組合柱焊接而成或三片波紋鋼腹板與四片鋼管混凝土翼緣焊接組合而成。所述波紋鋼腹板與鋼管混凝土翼緣組裝成波紋腹板L形截面組合柱時，其波紋鋼腹板與鋼管混凝土翼緣的連接點應位於鋼管混凝土翼緣的寬度中點。在截面構成中，施焊工藝與焊接質量會直接影響鋼柱性能，為此，本發明需要保證良好的施焊工藝(可採用組對焊接工藝)。翼緣由鋼管及混凝土組合而成，由於鋼管內的空間有限，因此澆注混凝土時不便振搗，故宜選用自密實混凝土。
[0007]本發明的波紋腹板布置方式:腹板呈周期性重複的波紋形邊垂直於構件長度方向，腹板非波紋形邊與鋼管混凝土翼緣焊接。本發明的基本特徵:以較為經濟的方式，改善現有十字形截面異形鋼柱的受力性能。本發明所置方式的波紋腹板可發揮等效縱向加勁肋作用，可提高腹板的局部穩定性及鋼柱的剛度和穩定承載力；翼緣鋼管內灌入混凝土，提高了鋼管的局部穩定性與耐火能力。因此，本發明截面構成合理，力學性能好；耐火、防腐性能好；構造簡單，製作加工方便、快捷、省工省料，工程費用低。
[0008]有益效果:本發明的截面構成合理，力學性能好，美觀經濟，效益顯著，耐火性好，發展前景廣闊；
[0009]本發明的腹板採用所置方式的波紋腹板，可發揮等效縱向加勁肋作用，可提高腹板的局部穩定性及柱的整體穩定承載力；
[0010]本發明的腹板採用所置方式的波紋腹板，在構件縱向無須增設縱向加勁肋，省工省料，可降低工程的綜合工程造價；
[0011]本發明波紋腹板可突破鋼結構設計規範所規定的高厚比限制，在不降低承載力的情況下可降低腹板厚度，節約鋼材，降低工程綜合造價；
[0012]本發明的翼緣採用鋼管混凝土翼緣，承載力高，延性好，抗震性能優異，有利於抗火和防火，並且耐腐蝕性高。
[0013]本發明採用鋼-混凝土組合結構形式，因此承載力高、延性好、抗震性能優異；
[0014]本發明自重輕，可減輕結構自重，從而減小了對地基的壓力，可降低基礎部分的造價；
[0015]本發明的翼緣鋼管內填混凝土，增強了組合柱的耐火性能；
[0016]本發明的翼緣採用所置方式的鋼管混凝土組合翼緣，提高了翼緣局部穩定性，從而提高整個組合柱的穩定性能；
[0017]本發明是一種特別適用於鋼結構住宅建築的新型異形柱，拓展了型鋼柱的研究與應用領域，極大地豐富了鋼結構柱的內容。
[0018]本發明可以為新型鋼結構住宅體系開發提供新型關鍵部件，有很好的轉化前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明採用曲線形波紋腹板的結構示意圖；
[0020]圖2為圖1的剖面示意圖；
[0021]圖3為本發明採用折線形波紋腹板的結構示意圖；
[0022]圖4為圖3的剖面示意圖；
[0023]圖5為本發明採用梯形波紋腹板的結構示意圖；
[0024]圖6為圖5的剖面示意圖；
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0026]如圖1-6所示:一種波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱，包括三片鋼腹板2與四片翼緣1，所述三片鋼腹板2連接在一起形成十字形構件，該十字形構件與四片翼緣I連接形成十字形截面柱，所述鋼腹板2為波紋鋼腹板，波紋鋼柱腹板形式為曲線形、折線形或梯形，波紋鋼腹板呈周期性重複的波紋形邊垂直於構件長度方向，波紋鋼腹板非波紋形邊分別與四片翼緣的寬度中點焊接，所述翼緣I為鋼管混凝土翼緣，鋼管混凝土翼緣包括鋼管及其內部的混凝土，混凝土為自密實混凝土。
[0027]本發明的實施方案:
[0028]通常鋼管、波紋鋼腹板及其焊接在工廠加工製作完成；向鋼管內澆注混凝土則在施工現場完成。
[0029]其基本製作程序為:製作波紋鋼腹板一製作鋼管一焊接一運到施工現場一吊裝就位一向鋼管內澆注混凝土。
[0030]應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種波紋鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合截面十字形柱，其特徵在於:包括三片鋼腹板與四片翼緣，所述三片鋼腹板連接在一起形成十字形構件，該十字形構件與四片翼緣連接形成十字形截面柱，所述鋼腹板為波紋鋼腹板，波紋鋼柱腹板形式為曲線形、折線形或梯形，波紋鋼腹板呈周期性重複的波紋形邊垂直於構件長度方向，波紋鋼腹板非波紋形邊分別與四片翼緣的寬度中點焊接，所述翼緣為鋼管混凝土翼緣，鋼管混凝土翼緣包括鋼管及其內部的混凝土，混凝土為自密實混凝土。
【文檔編號】E04C3/34GK104328862SQ201410683559
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】鄭廷銀, 殷辰豪, 蘇文 申請人:南京工業大學