專利名稱：壓彎分離式組合柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
柱是工程中承受壓カ的ー種重要構(gòu)件，隨著科技的進(jìn)步和結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展，柱也呈現(xiàn)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(jié)構(gòu)不可避免會處于受壓和受彎兩者同時存在的情況，將面臨失穩(wěn)和承載カ兩種形式的破壞，此時，柱若為型鋼構(gòu)件，在壓彎組合受カ狀態(tài)下將易發(fā)生局部或整體失穩(wěn)先于鋼材承載力，造成結(jié)構(gòu)材料浪費，若為鋼筋混凝土柱，在壓彎組合狀態(tài) 下，要么發(fā)生受拉破壞，要么發(fā)生受壓破壞，導(dǎo)致鋼筋沒有得到充分利用，難以實現(xiàn)鋼筋與混凝土兩種材料的受カ優(yōu)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(yīng)用的重要構(gòu)件。鋼管混凝土柱由鋼管和灌筑于其內(nèi)的混凝土構(gòu)成，鋼管的套箍效應(yīng)使內(nèi)部混凝土處于三向受壓狀態(tài)，其承載カ遠(yuǎn)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(tǒng)ー的標(biāo)準(zhǔn)，甚至存在ー些分歧觀點，沒有用于指導(dǎo)エ程實踐的結(jié)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，必須要求其盡可能將連接力傳遞到核心混凝土中，從而影響工程施工進(jìn)度。型鋼混凝土柱(鋼骨混凝土柱)是在混凝土內(nèi)設(shè)置型鋼構(gòu)件作為內(nèi)部骨架。在彎矩所產(chǎn)生的拉應(yīng)力作用下，柱外表面混凝土易出現(xiàn)裂縫，既不利于結(jié)構(gòu)耐久性，同時也影響結(jié)構(gòu)外觀。內(nèi)部型鋼構(gòu)件應(yīng)變通常高于混凝土極限應(yīng)變，外部混凝土出現(xiàn)裂縫并失去作用剝落后，內(nèi)部形成類似鋼管混凝土的受カ模式，并且型鋼構(gòu)件在壓力作用下易發(fā)生壓曲，造成局部或結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，使得型鋼混凝土內(nèi)的型鋼受カ優(yōu)勢沒有充分發(fā)揮，帶來材料嚴(yán)重浪費。型鋼與混凝土屬于兩種不同材料，其連接構(gòu)件的設(shè)計與施工質(zhì)量要求嚴(yán)格，進(jìn)而影響工程極度。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)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(xiàn)有結(jié)構(gòu)所帶來的缺陷，在保證安全、經(jīng)濟、實用及美觀的前提下，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最大綜合效應(yīng)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下本實用新型的壓彎分離式組合柱，包括由鋼管和灌注于其內(nèi)的核心混凝土所形成的鋼管混凝土構(gòu)件，其特征是所述鋼管混凝土構(gòu)件外對稱設(shè)置有沿鋼管長度方向延伸的型鋼構(gòu)件，型鋼構(gòu)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(jié)構(gòu)和材料的受カ優(yōu)勢，運用簡單的應(yīng)カ疊加原理，給出壓彎分離式組合柱的結(jié)構(gòu)形式，確保了結(jié)構(gòu)的安全可靠；從結(jié)構(gòu)受カ著手，針對カ的性質(zhì)配以最佳材料和結(jié)構(gòu)，將柱所受的作用分離，分由不同的構(gòu)件承擔(dān)，從而大大提高了截面的承載能力，充分發(fā)揮了材料各自的受カ優(yōu)勢，節(jié)省了材料，工程安全和經(jīng)濟效益顯著提高；結(jié)構(gòu)合理，カ線簡單明確，從受力的角度完全避免了舊有技術(shù)方案在處理柱受彎時的問題，技術(shù)方案簡單高效可行；靈活處理已有柱結(jié)構(gòu)和材料的組合，理論簡單，施工操作便捷，省材高效的實現(xiàn)了柱的壓彎承載カ問題；安全、實用、經(jīng)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(xiàn)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(jié)構(gòu)示意圖。 圖中示出構(gòu)件、部位名稱及所對應(yīng)的標(biāo)記鋼管10、核心混凝土 11、第一型鋼構(gòu)件21、第二型鋼構(gòu)件22。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)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和灌注于其內(nèi)的核心混凝土 11所形成的鋼管混凝土構(gòu)件，所述鋼管混凝土構(gòu)件外對稱設(shè)置有沿鋼管10長度方向延伸的型鋼構(gòu)件，型鋼構(gòu)件與鋼管10形成固定連接。該構(gòu)造采用鋼管混凝土和型鋼構(gòu)件的組合形式，在受カ狀態(tài)上則處于壓彎分離式，彎矩由型鋼構(gòu)件承擔(dān)，壓カ由鋼管混凝土構(gòu)件來承擔(dān)，整個柱截面的應(yīng)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(wěn)和鋼管混凝土極限彎矩不定的缺陷，有效發(fā)揮了其各自的受カ優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)傳カ路徑明確。另夕卜，鋼管混凝土構(gòu)件外部為鋼管，施工中只需將型鋼構(gòu)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(shè)計及施工問題。本實用新型無論從安全、實用、經(jīng)濟還是施工上，均比已有現(xiàn)有技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)勢I)該方案充分利用各種材料的受カ優(yōu)勢，鋼管混凝土構(gòu)件在軸壓作用下，其內(nèi)部填充混凝土在鋼管的套箍效應(yīng)下處于三向受壓狀態(tài)，受壓承載カ將遠(yuǎn)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(jié)構(gòu)由脆性變形轉(zhuǎn)為塑性變形，増加了結(jié)構(gòu)的延性，抗震性能也得到極大提高。2)針對柱所受的彎矩，采用配置型鋼構(gòu)件抵抗彎曲拉應(yīng)カ的措施，有效避免了混凝土在拉應(yīng)力作用下易開裂的難題，達(dá)到結(jié)構(gòu)安全的同時，也保證了結(jié)構(gòu)的耐久性和外觀效應(yīng)。3)整個組合結(jié)構(gòu)將受カ分離，井分由不同的構(gòu)件去承擔(dān)，消除了彎矩作用下単獨鋼管混凝土截面極限彎矩?zé)o法確定的現(xiàn)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(wěn)先于承載カ破壞的可能，大大提高了截面的承載能力，使所有材料的受カ優(yōu)勢均得到最大程度的發(fā)揮，使得工程經(jīng)濟。4)承彎構(gòu)件型鋼與承壓構(gòu)件鋼管混凝土之間只需通過焊接，可省去連接件的傳カ設(shè)計要求，施工操作便捷可行，在確保結(jié)構(gòu)受カ安全的前提下，加快了施工進(jìn)程，保證了結(jié)構(gòu)的外觀效應(yīng)，同時提高了工程經(jīng)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(yīng)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(yōu)勢，由其各自分別承擔(dān)，有效避免了就有技術(shù)方案的缺陷，安全、經(jīng)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(gòu)件由對稱設(shè)置在鋼管10外的第一型鋼構(gòu)件21、第二型鋼構(gòu)件22構(gòu)成。所述第一型鋼構(gòu)件21、第二型鋼構(gòu)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，并非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡 是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本實用新型所申請的專利范圍。
權(quán)利要求1.壓彎分離式組合柱，包括由鋼管(10)和灌注于其內(nèi)的核心混凝土(11)所形成的鋼管混凝土構(gòu)件，其特征是所述鋼管混凝土構(gòu)件外對稱設(shè)置有沿鋼管(10)長度方向延伸的型鋼構(gòu)件，型鋼構(gòu)件與鋼管(10)形成固定連接。
2.如權(quán)利要求I所述的壓彎分離式組合柱，其特征是所述型鋼構(gòu)件由對稱設(shè)置在鋼管(10)外的第一型鋼構(gòu)件(21)、第二型鋼構(gòu)件(22)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的壓彎分離式組合柱，其特征是所述第一型鋼構(gòu)件(21)、第二型鋼構(gòu)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(xiàn)有結(jié)構(gòu)所帶來的缺陷，在保證安全、經(jīng)濟、實用及美觀的前提下，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最大綜合效應(yīng)。它包括由鋼管(10)和灌注于其內(nèi)的核心混凝土(11)所形成的鋼管混凝土構(gòu)件，所述鋼管混凝土構(gòu)件外對稱設(shè)置有沿鋼管(10)長度方向延伸的型鋼構(gòu)件，型鋼構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者李春燕, 謝尚英 申請人:四川西南交大土木工程設(shè)計有限公司