多室式鋼管混凝土組合T形柱制造技術

本發明專利技術公開了一種多室式鋼管混凝土組合T形柱，由方、矩形鋼管型材和澆筑其內的混凝土組成。三個或三個以上矩形鋼管型材相互焊接在一起，組成T形截面柱，整個截面由三個或三個以上鋼管型材分成多室，再向其中填充混凝土。本發明專利技術中的鋼管為方、矩形鋼管型材。本發明專利技術中的多室增強了鋼管和混凝土的相互作用，增大了翼緣和腹板的肢高肢厚比限值，增大了荷載適用范圍；消除了90°陰角，提高了構件的承載力，改善了T形柱的抗震性能；焊接工作量少，制作簡便，經濟效益好；消除了普通鋼板冷彎、焊接等初始缺陷，使受力更為理想。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于建筑工程領域，具體為一種多室式鋼管混凝土組合T形柱。
技術介紹
隨著我國鋼產量的提高和鋼結構使用的推廣，鋼結構住宅在我國已經得到了迅速的發展。這些鋼結構住宅多采用框架-支撐體系或框架-混凝土剪力墻(核心筒)體系，柱子可以采用鋼柱、鋼骨混凝土柱和鋼管混凝土柱。其中后兩種柱作為組合柱，與鋼柱相比，可以節約鋼材，帶來良好的經濟效益。而鋼骨混凝土柱的施工工藝復雜，因此目前的鋼結構住宅體系較多采用了鋼管混凝土柱。鋼管混凝土柱的截面尺寸與傳統的鋼筋混凝土柱相比已經大大減小，但依然存在柱子凸出墻面的問題。在鋼筋混凝土結構中采用了異形柱，從而滿足了該建筑要求，因此鋼管混凝土也提出了異形柱的概念，其中應用于邊柱的是T形截面柱。鋼管混凝土 T形截面柱是在鋼管中直接澆筑混凝土而成，最早提出的普通T形截面形式如圖1所示，但截面中存在90°的陰角是構件受力的薄弱環節，因此為了減小陰角對鋼管混凝土柱的不利影響，一些研究者提出了不同的改造措施，如設置鋼筋加勁肋、焊接銷釘和拉桿等，如圖2 4所示。這些構造措施雖然一定程度上改善了普通T形截面形式的不足，但是增加了構件施工的復雜程度和制作費用，不利于推廣應用。另有一些研究者提出了組合焊接T形柱，如圖5所示，該種截面形式施工簡單，但受到矩形鋼管混凝土長寬比最大值為2的限制，翼緣和腹板的肢厚比(h/b、H/a)的限值分別為1.5和3，因此承受荷載的范圍較小。本專利申請者也曾提出了一種鋼管混凝土 T形柱，即多室式鋼管混凝土 T形柱，其截面如圖6所示，異形鋼管被鋼板分隔成三個分室。制作時采用鋼板彎折或由鋼板直接焊接成兩個U形鋼，及由鋼板先彎折后焊接或由鋼板直接焊接成一個矩形鋼管，再將三者相互焊接在一起組成T形截面柱， 最后在內部澆筑混凝土而成。該種截面形式雖可克服陰角的不利影響，但仍存在鋼板彎折、焊接量大，加工費用高的缺點。
技術實現思路
本專利技術克服了現有鋼管混凝土 T形截面柱的不足，在綜合考慮力學性能、施工工藝及經濟效益等多方面因素的基礎上，提出了多室式鋼管混凝土組合T形柱。該截面形式能有效增強鋼管和混凝土的相互作用，提高了核心混凝土抗壓強度和鋼管的穩定性，從而提高了構件的延性和承載力，且施工時直接焊接鋼管型材，施工簡便并減小了初始缺陷的影響，構件受力更為合理。本專利技術的多室式鋼管混凝土組合T形柱，由矩形和\或方形鋼管型材和澆筑在鋼管型材內的混凝土組成，所述T形柱的截面包括三個以上矩形和\或方形鋼管型材的分室，首先，根據設計尺寸切割矩形和\或方形鋼管型材，再根據截面設計尺寸將三個以上的矩形和\或方形鋼管型材焊接成T形截面，焊縫按照《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》(GB50018 -2002)設計，采用喇叭形焊縫，布置在矩形和\或方形鋼管的圓角處，并保證焊縫質量，最后在矩形和\或方形鋼管內澆筑混凝土，管內混凝土澆筑可采用人工逐層振搗法、導管澆筑法、泵送頂升法或高位拋落無振搗法。所述矩形和\或方形鋼管型材為鋼材廠出廠的鋼管型材。所述T形柱的截面包括三個矩形鋼管型材的分室，其中翼緣包括兩個矩形鋼管，腹板包括一個矩形鋼管。所述T形柱的截面包括四個矩形鋼管型材的分室，其中翼緣包括兩個矩形鋼管，腹板包括兩個矩形鋼管。所述T形柱的截面包括四個矩形鋼管型材的分室和一個方形鋼管型材的分室，其中翼緣包括三個矩形鋼管，腹板包括一個矩形鋼管和一個方鋼管。所述T形柱的截面包括三個矩形鋼管型材的分室和三個方形鋼管型材的分室，其中翼緣包括兩個矩形鋼管和兩個方鋼管，腹板包括一個矩形鋼管和一個方鋼管。本專利技術的優點在于:(I)與普通截面形式的鋼管混凝土柱(如圓形、矩形截面形式柱)相比，多室式鋼管混凝土組合T形柱，解決了邊柱凸出墻面的問題，滿足了建筑方面的要求。(2)與普通鋼管混凝土 T形柱(圖1)相比，由于鋼管的多室形式的分割，該截面形式消除了 90°陰角對T形鋼管混凝土截面的削弱，能有效增強鋼管和混凝土的相互作用，提高了構件的承載力，改善了 T形柱的抗震性能。(3)與設置了構造措施的鋼管混凝土 T形柱(圖2、3、4)相比，施工簡便，易于保證構件的施工質量，減少了施工費用，經濟效益好。(4)與早期的簡單組合柱`(圖5)相比，T形柱的肢高肢厚比(h/b、H/a)可擴大至4(鋼筋混凝土異形柱的肢高肢厚比最大值為4)，因而可以承受較大的荷載，能夠適應較大的荷載范圍。因為根據《矩形鋼管混凝土結構技術規程》(CECS159:2004)中矩形鋼管混凝土邊長比不宜大于2規定，早期的簡單組合柱翼緣的肢高肢厚比最大值為2，腹板的肢高肢厚比最大值為3。(5)與前期的多室式鋼管混凝土 T形柱(圖6)相比，鋼管型材克服了鋼板彎折、焊接量大，加工費用高的缺點，而且采用的鋼管型材能大大減小焊接時引起的初始變形缺陷的影響。附圖說明圖1是本專利技術
技術介紹
中普通鋼管混凝土 T形柱截面示意圖；圖2是本專利技術
技術介紹
中設置鋼筋加勁肋的普通鋼管混凝土 T形柱截面示意圖；圖3是本專利技術
技術介紹
中設置焊接銷釘的普通鋼管混凝土 T形柱截面示意圖；圖4是本專利技術
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中設置拉桿的普通鋼管混凝土 T形柱截面示意圖；圖5是本專利技術
技術介紹
中早期的組合焊接T形柱截面示意圖；圖6是本專利技術
技術介紹
中前期的多室式鋼管混凝土 T形柱截面示意圖；圖7是本專利技術由三個方矩形鋼管型材組成的多室式鋼管混凝土組合T形柱截面示意圖；圖8是本專利技術由四個方矩形鋼管型材組成的多室式鋼管混凝土組合T形柱截面示意圖9是本專利技術由五個方矩形鋼管型材組成的多室式鋼管混凝土組合T形柱截面示意圖10是本專利技術由六個方矩形鋼管型材組成的多室式鋼管混凝土組合T形柱截面示意圖中:1-鋼管型材2-混凝土 3-焊縫4-加勁肋5-銷釘6_拉桿具體實施方式本專利技術的多室式鋼管混凝土組合T形柱，由矩形和\或方形鋼管型材I和澆筑在鋼管型材內的混凝土 2組成，所述T形柱的截面包括三個以上矩形和\或方形鋼管型材的分室，首先，根據設計尺寸切割矩形和\或方形鋼管型材，再根據截面設計尺寸將三個以上的矩形和\或方形鋼管型材焊接成T形截面，焊縫3按照《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》(GB50018 -2002)設計，采用喇叭形焊縫，布置在矩形和\或方形鋼管的圓角處，并保證焊縫質量，最后在矩形和\或方形鋼管內澆筑混凝土，管內混凝土澆筑可采用人工逐層振搗法、導管澆筑法、泵送頂升法或高位拋落無振搗法。所述T形柱的截面包括三個矩形鋼管型材的分室，其中翼緣包括兩個矩形鋼管，腹板包括一個矩形鋼管。所述T形柱的截面包括四個矩形鋼管型材的分室，其中翼緣包括兩個矩形鋼管，腹板包括兩個矩形鋼管。所述T形柱的截面包括四個矩形鋼管型材的分室和一個方形鋼管型材的分室，其中翼緣包括三個矩形鋼管，腹板包括一個矩形鋼管和一個方鋼管。所述T形柱的截面包括三個矩形鋼管型材的分室和三個方形鋼管型材的分室，其中翼緣包括兩個矩形鋼管和兩個方鋼管，腹板包括一個矩形鋼管和一個方鋼管。。以圖7為例，先用第一焊縫3.1和第二焊縫3.2將鋼管1.1和鋼管1.2焊接，并需將焊縫3.2打磨，使其與鋼管1.1、1.2的外表面平齊，再用第三焊縫3.3、第四焊縫3.4與鋼管1.3焊接在一起。然后在鋼管中澆注混凝土。管內混凝土澆筑可采用人工逐層振搗法、導管澆筑法、泵送頂升法或高位拋落無振搗法。。·權利要求1.一種多本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多室式鋼管混凝土組合T形柱，其特征在于：由矩形和\或方形鋼管型材和澆筑在鋼管型材內的混凝土組成，所述T形柱的截面包括三個以上矩形和\或方形鋼管型材的分室，首先，根據設計尺寸切割矩形和\或方形鋼管型材，再根據截面設計尺寸將三個以上的矩形和\或方形鋼管型材焊接成T形截面，焊縫按照《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》（GB50018‐2002）設計，采用喇叭形焊縫，布置在矩形和\或方形鋼管的圓角處，并保證焊縫質量，最后在矩形和\或方形鋼管內澆筑混凝土，管內混凝土澆筑采用人工逐層振搗法、導管澆筑法、泵送頂升法或高位拋落無振搗法。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：屠永清，李攀，申彥飛，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：