穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱制造技術

本發明專利技術公開了一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱，包括加勁肋、拉桿、矩形鋼管、混凝土。所述加勁肋為條帶形鋼板，其厚度與鋼管壁厚相同。所述加勁肋上拉桿穿過部位應開孔，孔大小恰能穿過拉桿。所述加勁肋在鋼管管壁內部周邊均勻布置，垂直于鋼管壁采用焊接方法安裝。所述拉桿采用普通拉桿或鋼筋，垂直穿過矩形鋼管的管壁，沿柱高長邊，短邊以適當間距交錯布置。所述拉桿端部與鋼管壁采用焊接或螺栓連接。本發明專利技術中加勁肋與約束拉桿相互協調，能延緩鋼管壁與混凝土之間的粘結滑移，緩解鋼管壁的局部面外變形，提高鋼管壁的側向剛度，提升其抵抗局部屈曲的能力和對核心混凝土的約束作用，從而提高矩形鋼管混凝土柱的承載力和延性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及建筑結構
，特別涉及一種利用穿孔肋拉桿約束的矩形鋼管混凝土柱。
技術介紹
矩形鋼管混凝土柱在工程應用中有圓形鋼管混凝土柱不可比擬的獨到之處，如鋼管制作方便、與梁連接容易處理、施工方便、易于符合建筑平面要求、截面相對開展而慣性矩大、適合作壓彎構件等優點，在工程實踐中日益引起人們的重視。對于矩形鋼管混凝土，由于鋼管對核心混凝土約束作用主要集中在角部，在四邊中部約束作用幾乎不存在，故此鋼管對核心混凝土的整體約束效應遠小于圓形鋼管混凝土，其承載力較圓形鋼管混凝土要低很多。矩形鋼管截面長邊對核心混凝土的約束作用弱于短邊，且鋼管長邊較短邊更易發生局部屈曲。有效地提高矩形鋼管混凝土柱鋼板的側向剛度，延緩鋼管壁與混凝土之間的粘結滑移，可以提升其抵抗局部屈曲的能力和對核心混凝土的約束作用，強化鋼管與混凝土的一體性，從而提高承載力和延性。帶約束拉桿矩形鋼管混凝土柱采用在縱向每隔一定間距的橫截面上設置橫向水平約束拉桿的設計形式。這種形式的優點在于一桿連接，雙側對拉，大大增強了對核心混凝土的環向約束，從而提高鋼管混凝土柱的承載力，但約束拉桿縱、橫向之間為約束薄弱點，要避免這些部位局部屈曲的發生，全方位形成對核心混凝土的有效約束，必須加密約束拉桿布置，鉆孔過多，拉桿用量大。另一種方式是在鋼管周邊中點處設置加勁肋的形式對矩形鋼管混凝土加強。這種形式加勁肋約束面外變形能力弱，加載后期與混凝土粘結失效容易導致脫離，為延緩或防止側邊中部的變形，需要較大的肋板剛度比，耗用鋼材較多。而且，加勁肋未能形成對核心混凝土的環向約束，橫向約束力弱于約束拉桿的對拉連接，雖然能一定程度上延緩局部屈曲的發生，但提高矩形鋼管混凝土柱的承載力受限。
技術實現思路
為了克服現有技術存在的缺點與不足，充分利用鋼材的強度，延緩或避免外圍鋼板的縱向、橫向局部屈曲問題，形成對核心混凝土的環向約束，增強鋼管與混凝土的一體性，從而提高提高矩形鋼管混凝土柱的軸壓、偏壓承載力、抗震性能，本專利技術提出了一種改善矩形鋼管混凝土柱側向剛度的設計思路及施工方法，即穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱。穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱一體性強化技術是通過在加勁肋上開孔，約束拉桿穿孔而過，連接（焊接或螺栓連接）于鋼管壁上，對開孔加勁肋形成有效的約束作用，進而減緩鋼管壁的局部屈曲。這種設計將約束拉桿矩形鋼管混凝土柱中約束拉桿的點狀約束變成加勁肋的線狀約束，不需加密約束拉桿，可有效避免在鋼管壁上過多開孔。與第二種方式相比，約束拉桿的設置對鋼管壁形成了較大的環向約束作用，不需要采用較大的肋板剛度比，能有效延緩鋼管壁與混凝土之間的粘結滑移。本專利技術采用如下技術方案：穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱，包括矩形鋼管、混凝土、加勁肋、拉桿。所述加勁肋為條帶形鋼板，其厚度宜與鋼管壁厚相同。所述加勁肋上拉桿穿過部位應開孔，孔大小以恰能穿過拉桿為宜。所述加勁肋在鋼管管壁內部周邊均勻布置，垂直于鋼管壁采用焊接方法連接。所述拉桿采用普通拉桿或鋼筋，垂直穿過矩形鋼管的長邊，短邊，沿柱高以適當間距交錯布置。所述拉桿端部與鋼管壁的第一種連接方式是選用焊接，如穿孔塞焊等方式，第二種連接方式是在拉桿端部用鋼筋套絲機進行套絲處理，穿過鋼管壁開孔處采用螺栓連接。本專利技術的有益效果：(1)開孔加勁肋與約束拉桿的緊密結合，在增加極少用鋼量又不增加施工難度，影響施工進度的情況下，在鋼管壁四個側邊中部在整個高度形成連續有效的約束作用，提高側面約束能力，延緩或避免鋼管與混凝土之間的滑移，最大限度的減緩約束拉桿之間的彈塑性屈曲，使矩形鋼管與混凝土的一體性得到顯著強化。(2)在滿足建筑結構安全的前提下，能較大限度地用較薄的鋼板厚度，較小的加勁肋寬度，增強鋼管與混凝土的一體性，實現較高的強度、剛度以及延性。(3)穿拉桿的約束力通過加勁肋將均勻傳遞給鋼板，使拉桿的點狀約束轉變為線狀約束，避免應力集中，鋼管對核心混凝土的約束作用相對于單純加設約束拉桿的矩形鋼管混凝土柱更加連續和均勻，相對于單純加設加勁肋的矩形鋼管混凝土柱更能有效減少耗鋼量，增強鋼管與混凝土的一體性。(4)拉桿沿沿高度方向，加勁肋沿截面長度方向將鋼板進行了分割，減小了鋼板的高寬比和寬厚比，從而使其半屈曲波長大大減小。對于外圍鋼板，拉桿約束加勁肋提供了強有力的側向約束，防止鋼板過早的屈曲，有利于發揮其強度，同時，鋼板又以拉桿為支點，以其抗彎剛度約束核心混凝土，使混凝土多軸受壓提高其強度。(5)該構件易于與周圍的其他鋼構件相連接，可以充分發揮鋼板和混凝土兩種材料的力學性能，既有利于承擔豎向荷載，又有利于承擔水平荷載。附圖說明圖1為本專利技術的正立面圖；圖2為本專利技術的側面圖；圖3為圖1、圖2的A-A剖面圖；圖4為本專利技術的特例，即方形鋼管混凝土柱的正立面圖；圖5為本專利技術的特例，即方形鋼管混凝土柱的側面圖；圖6為圖4、圖5的A-A剖面圖。圖中所示：1-拉桿與鋼管壁連接點2-截面長邊方向設置的開孔加勁肋3-截面短邊方向設置的開孔加勁肋4-拉桿5-鋼管 6-矩形鋼管混凝土柱的加勁肋開孔位置7-混凝土對于方形鋼管混凝土柱，2，3表示不同方向邊長方向設置的開孔加勁肋。具體實施方式下面結合實施例及附圖，對本專利技術作進一步地詳細說明，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例實施例一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱，包括截面長邊方向設置的開孔加勁肋2、截面短邊方向設置的開孔加勁肋3、拉桿4、矩形鋼管5、混凝土7。所述開孔加勁肋為條帶形鋼板，其厚度宜與鋼管5壁厚相同。所述開孔加勁肋上拉桿穿過部位6應開孔，孔大小以恰能穿過拉桿4為宜。所述開孔加勁肋在鋼管5管壁內部周邊均勻布置，垂直于鋼管5管壁采用焊接方法連接。所述拉桿4采用普通拉桿或鋼筋，垂直穿過矩形鋼管5的管壁，沿柱截面長邊，短邊以適當間距交錯布置。所述拉桿端部與鋼管壁連接點1的第一種連接方式是選用焊接，如穿孔塞焊等方式，第二種連接方式是在拉桿端部用鋼筋套絲機進行套絲處理，穿過鋼管壁開孔處采用螺栓連接。。實施例1一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱的制作步驟為：（1）按照設計圖紙要求確定矩形鋼管、拉桿及開孔加勁肋的強度、尺寸、位置；（2）制作矩形鋼管混凝土柱的矩形鋼管5、開孔加勁肋、拉桿4；（3）測量定位拉桿4布置位置，在鋼管混凝土柱的矩形鋼管的拉桿1穿過位置鉆孔；（4）采用焊接方式方法將開孔加勁肋焊接在矩形鋼管壁上；（5）將拉桿4穿過開孔加勁肋安裝在矩形鋼管已鉆好的孔內，采用穿孔塞焊連接或螺栓連接；（6）將混凝土澆灌入矩形鋼管內，按施工要求進行養護。上述實施例為本專利技術較佳的實施方式，但本專利技術的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本專利技術的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱，其特征在于，包括矩形鋼管、混凝土、開孔加勁肋、拉桿，所述加勁肋在鋼管管壁內部周邊均勻布置，垂直于鋼管壁采用焊接方法安裝，所述拉桿穿過加勁肋開孔部位，沿柱高長邊，短邊以適當間距交錯布置。

【技術特征摘要】
1.一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱，其特征在于，包括矩形鋼管、混凝土、開孔加勁肋、拉桿，所述加勁肋在鋼管管壁內部周邊均勻布置，垂直于鋼管壁采用焊接方法安裝，所述拉桿穿過加勁肋開孔部位，沿柱高長邊，短邊以適當間距交錯布置。2.根據權利要求1所述的一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱，其特征在于，所述開孔加勁肋為條帶形鋼板，其厚度宜與鋼管壁厚相同，開孔加勁肋開孔部位在拉桿穿過處，孔大小以恰能穿過拉桿為宜。3.根據權利要求1所述的一種穿孔肋拉桿約束矩形鋼管混凝土柱，其特征在于，所述開孔加勁肋上在拉桿穿過部位開孔，孔大小以恰能穿過拉桿為宜。4....

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭新志，
申請(專利權)人：河南理工大學，
類型：發明
國別省市：河南;41