蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱，包括圓鋼管混凝土肢件一、圓鋼管混凝土肢件二、圓鋼管混凝土肢件三、鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三，所述圓鋼管混凝土肢件一、圓鋼管混凝土肢件二和圓鋼管混凝土肢件三之間兩兩通過鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三相互連接，形成截面為三角形的三肢圓鋼管柱，鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三為中間開孔的蜂窩狀連接板，鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三分別由兩塊邊緣帶缺口的形狀相同鋼板組成，這兩塊鋼板通過對(duì)接焊縫焊接形成蜂窩狀連接板。本實(shí)用新型改善了受力性能，降低了鋼材用量，減少了工程的綜合造價(jià)。
【專利說明】 蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型建筑結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)住宅、公共建筑的結(jié)構(gòu)形式的要求也逐漸提高，相對(duì)于傳統(tǒng)的混凝土而言，鋼結(jié)構(gòu)具有節(jié)約鋼材，降低造價(jià)、施工周期短、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的青睞，從而得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]鋼柱按其截面形式可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩大類。相對(duì)而言，實(shí)腹式柱構(gòu)造簡(jiǎn)單，與其他構(gòu)件連接也較為方便。但是，隨著公共建筑、重型廠房的發(fā)展，上部荷載增加，必然導(dǎo)致鋼柱截面尺寸增大，從而增加鋼材耗量，提高了工程的綜合造價(jià)。此時(shí)，為了節(jié)約鋼材，傳統(tǒng)方法是，選擇格構(gòu)式鋼柱。然而，格構(gòu)式鋼柱截面是由單肢經(jīng)綴材連接組合而成，制作施工相對(duì)繁瑣，連接工作量偏大，而且虛軸的剪切變形較大，將會(huì)造成一定的附加撓曲，將會(huì)降低其工作性能；特別是虛、實(shí)軸的穩(wěn)定性能差別較大，導(dǎo)致其材料不能充分發(fā)揮，也必然會(huì)增加工程的綜合造價(jià)；而且，當(dāng)柱身某處受有較大的水平集中力作用時(shí)，為避免柱肢受彎，還需要在該處設(shè)置橫隔，會(huì)增加鋼材耗量與施工難度，降低施工速度，增加施工工期，從而進(jìn)一步增加工程的綜合造價(jià)。另外，對(duì)于彎矩較大的壓彎柱而言，其鋼肢件可能提前喪失其承載力，使其不能滿足工程需要。此時(shí)，如何以較為經(jīng)濟(jì)的方式提高其單肢承載力，并減小其虛軸的剪切變形，是解決該問題的關(guān)鍵所在。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱，包括圓鋼管混凝土肢件一、圓鋼管混凝土肢件二、圓鋼管混凝土肢件三、鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三，所述圓鋼管混凝土肢件一、圓鋼管混凝土肢件二和圓鋼管混凝土肢件三之間兩兩通過鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三相互連接，形成截面為三角形的三肢圓鋼管柱，鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三為中間開孔的蜂窩狀連接板，鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三分別由兩塊邊緣帶缺口的形狀相同鋼板組成，這兩塊鋼板通過對(duì)接焊縫焊接形成蜂窩狀連接板。
[0006]作為優(yōu)選，所述鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三的開孔形式為圓形、橢圓形、方形、長(zhǎng)方形、六邊形或八邊形。
[0007]對(duì)于格構(gòu)式鋼柱，肢件主要承受軸力和彎矩，連接兩肢的綴材主要抵抗水平剪力。因此，如何以較為經(jīng)濟(jì)的方式提高其單肢承載力，并減小其虛軸的剪切變形，提高其抗剪承載力，改善其受力性能，使虛、實(shí)軸的穩(wěn)定性能充分接近，使兩主軸方向的材料都能得到充分發(fā)揮，以降低鋼材用量，減少工程的綜合造價(jià)，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)此，本實(shí)用新型用蜂窩狀鋼板作為連接板代替?zhèn)鹘y(tǒng)格構(gòu)鋼柱的綴材，將傳統(tǒng)格構(gòu)三肢鋼柱的鋼肢件用鋼管混凝土替換，并將兩者焊接而構(gòu)成一種蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱。具體形成方式為:先在鋼板上按預(yù)定的折線或曲線進(jìn)行切割，錯(cuò)開預(yù)定距離對(duì)焊而成蜂窩狀連接板，然后與鋼管混凝土單肢的鋼管焊接，最后向鋼管中澆注混凝土組合而成。
[0008]在這種截面構(gòu)成中，焊接性能越好，其柱的承載力越高，為此，本實(shí)用新型需要保證良好的施焊工藝(可采用組對(duì)焊接工藝)；組合柱截面的“擴(kuò)張比”(開孔率)增大，截面高度增加，其剛度和回轉(zhuǎn)半徑加大，長(zhǎng)細(xì)比會(huì)減小，穩(wěn)定承載力得到提高。但是，腹板開孔洞后，其抗剪性能會(huì)受到一定的影響。因此，實(shí)際工程中，應(yīng)視實(shí)際受力情況而控制“擴(kuò)張比”或開孔率；單肢由鋼管及混凝土組合而成，由于鋼管內(nèi)的空間有限，因此澆注混凝土?xí)r不便振搗，故宜選用自密實(shí)混凝土。
[0009]本實(shí)用新型的基本特征:以較為經(jīng)濟(jì)的方式，提高其單肢承載力，改善了傳統(tǒng)格構(gòu)柱虛軸的工作性能，提高其剛度和穩(wěn)定承載力，縮小了傳統(tǒng)格構(gòu)柱虛、實(shí)軸的性能差別。
[0010]有益效果:本實(shí)用新型的組合柱具有截面構(gòu)成合理，自重輕，抗彎剛度大，承載力高，美觀和經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)，發(fā)展前景廣闊。
[0011]本實(shí)用新型的組合柱，由于單肢鋼管中澆注了混凝土，鋼管內(nèi)部的混凝土可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲，而鋼管對(duì)其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度；兩者共同發(fā)揮作用，構(gòu)件的延性性能明顯改善，耗能能力提高，具有優(yōu)越的抗震性能。
[0012]本實(shí)用新型由于鋼管內(nèi)填有混凝土，能吸收大量的熱能，增加了柱子的耐火時(shí)間，有利于鋼管的抗火、防火及防腐問題。
[0013]本實(shí)用新型用蜂窩狀鋼板作為連接板取代綴材后，與傳統(tǒng)的格構(gòu)柱相比，提高其對(duì)虛軸的剛度和抗剪承載力，減小其剪切變形，從而改善其工作性能，使其受力更加趨于合理。
[0014]本實(shí)用新型用蜂窩狀鋼板作為連接板取代綴材后，與傳統(tǒng)的格構(gòu)柱相比，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，降低了施工難度，制作加工方便，減小了施工工作量，加快了施工速度，從而縮短了工期，使得工程的綜合造價(jià)降低。
[0015]本實(shí)用新型用蜂窩狀鋼板作為連接板取代綴材后，與傳統(tǒng)的格構(gòu)柱相比，其肢件與連接板的協(xié)同工作能力更強(qiáng)，整體穩(wěn)定性更好，從而提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能。
[0016]本實(shí)用新型在相同受荷條件下，其抗力性能優(yōu)于相應(yīng)的傳統(tǒng)格構(gòu)鋼柱。
[0017]本實(shí)用新型可以為新型鋼結(jié)構(gòu)公共建筑體系開發(fā)提供關(guān)鍵部件，有很好的轉(zhuǎn)化前景。
[0018]本實(shí)用新型拓展了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研宄與應(yīng)用領(lǐng)域，極大地豐富了鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)內(nèi)容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型的剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1和2所示:一種蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱，包括圓鋼管混凝土肢件一 1、圓鋼管混凝土肢件二 2、圓鋼管混凝土肢件三3、鋼質(zhì)連接板一 4、鋼質(zhì)連接板二 5和鋼質(zhì)連接板三6，所述圓鋼管混凝土肢件一 1、圓鋼管混凝土肢件二 2和圓鋼管混凝土肢件三3之間兩兩通過鋼質(zhì)連接板一 4、鋼質(zhì)連接板二 5和鋼質(zhì)連接板三6相互連接，形成截面為三角形的三肢圓鋼管柱，鋼質(zhì)連接板一 4、鋼質(zhì)連接板二 5和鋼質(zhì)連接板三6為中間開孔的蜂窩狀連接板，鋼質(zhì)連接板一 4、鋼質(zhì)連接板二 5和鋼質(zhì)連接板三6分別由兩塊邊緣帶缺口的形狀相同鋼板組成，這兩塊鋼板通過對(duì)接焊縫焊接形成蜂窩狀連接板。所述鋼質(zhì)連接板一 4、鋼質(zhì)連接板二 5和鋼質(zhì)連接板三6的開孔形式為圓形、橢圓形、方形、長(zhǎng)方形、六邊形或八邊形。
[0023]本實(shí)用新型的實(shí)施方案:
[0024]通常鋼管、蜂窩狀連接鋼板及其焊接在工廠加工制作完成；向鋼管內(nèi)澆注混凝土則在施工現(xiàn)場(chǎng)完成。
[0025]其基本制作程序?yàn)?制作蜂窩狀連接鋼板一制作鋼管一焊接一運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)一吊裝就位一向鋼管內(nèi)澆注混凝土。
[0026]應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種蜂窩狀連接鋼板-三肢圓鋼管混凝土組合柱，其特征在于:包括圓鋼管混凝土肢件一、圓鋼管混凝土肢件二、圓鋼管混凝土肢件三、鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三，所述圓鋼管混凝土肢件一、圓鋼管混凝土肢件二和圓鋼管混凝土肢件三之間兩兩通過鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三相互連接，形成截面為三角形的三肢圓鋼管柱，鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三為中間開孔的蜂窩狀連接板，鋼質(zhì)連接板一、鋼質(zhì)連接板二和鋼質(zhì)連接板三分別由兩塊邊緣帶缺口的形狀相同鋼板組成，這兩塊鋼板通過對(duì)接焊縫焊接形成蜂窩狀連接板。
【文檔編號(hào)】E04C3/36GK204174836SQ201420568718
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】鄭廷銀, 顧?quán)崜P(yáng), 蘇文 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)