專利名稱：設(shè)對拉片型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件，特別是涉及一種矩形鋼管混凝土柱。
背景技術(shù)：
矩形鋼管混凝土是由外部的矩形鋼管和內(nèi)部澆筑的混凝土共同組成。近年來，由 于矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)兼有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，承載力高，抗震性能好，且能夠降 低工程造價、縮短工期、節(jié)約材料、減少耗能等特點，越來越被廣泛地應用于民用與工業(yè)建 筑之中。 在我國的《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CEC 159 :2004)中，鋼管是通過四塊 鋼板1直角焊接而成，焊接處為直角焊縫2，其截面為矩形，見附圖1 ;同時規(guī)程中規(guī)定"當 矩形鋼管混凝土構(gòu)件截面最大邊尺寸不小于800mm時，宜采取在柱子內(nèi)壁上焊接栓釘、縱 向加勁肋3等構(gòu)造措施"，見附圖2 ;以及"鋼管壁厚不宜小于4mm"。 矩形鋼管混凝土柱之所以具有較高承載力，是由于外部鋼管的存在限制了內(nèi)部混 凝土4在軸向壓力下沿柱全長的截面橫向變形，使混凝土分別處于三向、兩向和單向受壓 狀態(tài)，從而提高了混凝土的承載力；同時又由于混凝土阻礙了鋼管向內(nèi)的屈曲變形，使鋼管 屈曲模式發(fā)生改變，也使鋼管的豎向承載力得到提高；因此，矩形鋼管混凝土柱的承載力大 于相同截面的矩形混凝土柱與空鋼管軸壓承載力之和。理論分析和試驗結(jié)果表明軸壓 矩形鋼管混凝土柱的鋼管在四角處受混凝土橫向水平力最大(給混凝土提供的緊箍力最 大)，由于矩形鋼管混凝土柱的鋼管絕大部分是由四塊鋼板通過焊接組成，考慮到焊縫質(zhì)量 難以保證以及焊接引起的殘余應力影響，鋼管四角處的四道縱向直角焊縫就成為整個構(gòu)件 的薄弱部位，見附圖3。 在現(xiàn)階段實際應用中，矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)主要用于高層和超高層建筑，柱的截 面尺寸一般均大于800mm的限制，因此均需要采用在"在柱子內(nèi)壁上焊接栓釘、縱向加勁肋 等構(gòu)造措施"，這樣大大增加了縱向加勁肋與鋼板的焊縫5數(shù)量，同時給工廠加工帶來了很 大困難，見附圖4。而"鋼管壁厚不宜小于4mm"的規(guī)定，使得矩形鋼管混凝土在低層建筑的 應用中建筑造價比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種矩形鋼管混凝土柱，該柱鋼管截面由帶肋型鋼與橫向 設(shè)置的對拉片通過焊接組成，使焊縫位置不再位于受力最大的四角位置，而改設(shè)在管壁中 部受力較小的部位，極大消除了焊縫及焊接殘余應力對構(gòu)件承載力的不利影響，同時，可減 小鋼管壁厚和焊縫數(shù)量，增加管壁中部對混凝土的約束力，提高整個構(gòu)件的承載力。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 設(shè)對拉片型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱，由鋼管和混凝土組成，其中鋼管由帶肋型 鋼和橫向設(shè)置的對拉片焊接而成。 如上所述的設(shè)對拉片型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱，型鋼為直肋或斜肋型。
本發(fā)明的優(yōu)點與效果是 1.本發(fā)明避免了在普通矩形鋼管混凝土柱中鋼管由四塊鋼板于角部焊接后形成
的整體構(gòu)件的薄弱部位，使焊縫位置不再位于受力最大的四角位置，而改設(shè)在管壁中部受
力較小的部位，極大消除了焊縫及焊接殘余應力對構(gòu)件承載力的不利影響；
2.本發(fā)明可減少一半的焊縫數(shù)量，便于工廠加工； 3.本發(fā)明中，由于管壁中部型鋼肋對管壁的支撐作用以及對拉片對管壁的拉結(jié)作 用，可以增加管壁中部對混凝土的約束力，提高整個構(gòu)件的承載力； 4.本發(fā)明采用了帶肋型鋼組成鋼管，鋼管厚度可從原來的由柱截面鋼板寬度控 制，改為受帶肋型鋼寬度控制，可以使鋼管的壁厚減少，節(jié)約鋼材，突破鋼板厚度不小于4mm 的限制，為矩形鋼管混凝土在低層建筑中的應用提供了空間。


圖1為我國《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CEC 159 :2004)中鋼管截面形式；
圖2為我國《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CEC 159 :2004)中設(shè)置鋼管內(nèi)壁縱 向加勁肋截面形式。 圖3為我國《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CEC 159 :2004)中鋼管截面四角焊 縫節(jié)點； 圖4為我國《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CEC 159 :2004)中鋼管內(nèi)壁加勁肋 焊接節(jié)點； 圖5為本發(fā)明中直肋型鋼截面形式；
圖6為本發(fā)明中直肋型鋼截面形式；
圖7為本發(fā)明中斜肋型鋼截面形式；
圖8為本發(fā)明中斜面型鋼截面形式；
圖9為本發(fā)明中對拉片的示意圖； 圖10為本發(fā)明設(shè)對拉片直肋型鋼焊接方形鋼管混凝土柱截面形式； 圖11為本發(fā)明設(shè)對拉片直肋型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱截面形式； 圖12為本發(fā)明設(shè)對拉片斜肋型鋼焊接方形鋼管混凝土柱截面形式； 圖13為本發(fā)明設(shè)對拉片斜肋型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱截面形式； 圖14為本發(fā)明設(shè)對拉片直肋型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱的鋼管焊接節(jié)點示意
圖； 圖15為本發(fā)明設(shè)對拉片斜肋型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱的鋼管焊接節(jié)點示意 圖； 圖16為本發(fā)明圖10中的1-1剖面圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。 本發(fā)明由鋼管和混凝土 4組成，鋼管是由帶肋6的型鋼7和橫向設(shè)置的對拉片8通 過焊接組成，焊接在鋼管上形成焊縫9，型鋼7為直肋或斜肋，其截面示意圖如圖5-8所示， 鋼管中所用對拉片8的形式如圖9所示，對拉片8在豎直方向上間隔、垂直交錯設(shè)置。應用時，型鋼7形狀及數(shù)量可根據(jù)實際尺寸進行調(diào)整、選擇及組合，所得矩形鋼管混凝土柱的截 面如圖10-13所示 圖10中，鋼管由對拉片和直肋型鋼焊接而成，與混凝土共同組成方形鋼管混凝土 柱； 圖11中，鋼管由對拉片和直肋型鋼焊接而成，與混凝土共同組成矩形鋼管混凝土 柱； 圖12中，鋼管由對拉片和斜肋型鋼焊接而成，與混凝土共同組成方形鋼管混凝土 柱； 圖13中，鋼管由對拉片和斜肋型鋼焊接而成，與混凝土共同組成矩形鋼管混凝土 柱； 本發(fā)明設(shè)對拉片與直肋型鋼或斜肋型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱的鋼管焊接節(jié)點 示意圖分別如圖14-15所示； 圖10-13中的1-1剖面圖相同，均如圖16所示。 本發(fā)明中關(guān)于對構(gòu)件以及節(jié)點連接的設(shè)計、加工和施工的要求均按照《矩形鋼管 混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CEC 159 :2004)、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50017-2003)、《建筑抗震設(shè) 計規(guī)范》(GB 50011-2001)等相關(guān)規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行。
權(quán)利要求
設(shè)對拉片型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱，由鋼管和混凝土組成，其特征在于，鋼管由帶肋型鋼(7)和橫向設(shè)置的對拉片(8)焊接而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述設(shè)對拉片型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱，其特征在于，型鋼(7)為 直肋或斜肋型。
全文摘要
設(shè)對拉片型鋼焊接矩形鋼管混凝土柱，涉及一種矩形鋼管混凝土柱，該柱由鋼管和混凝土組成，其中鋼管由帶肋型鋼和橫向設(shè)置的對拉片焊接而成，本發(fā)明使焊縫位置不再位于受力最大的四角位置，而改設(shè)在管壁中部受力較小的部位，極大消除了焊縫及焊接殘余應力對構(gòu)件承載力的不利影響，同時，可減小鋼管壁厚和焊縫數(shù)量，增加管壁中部對混凝土的約束力，提高整個構(gòu)件的承載力。
文檔編號E04C3/34GK101748860SQ200910220578
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者陳勇 申請人:中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司