[發明專利]加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱及作法

無效

• 申請號: 201110460088.1
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102535748A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 曹萬林;王智慧;惠存;董宏英;張建偉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34;E04B1/98;E04G21/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本發明是一種加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱及作法，主要應用于建筑結構中的耗能減震控制領域。

背景技術

社會在發展進步，人們生活水平也在不斷提高，各種形式的建筑層出不窮，滿足不同使用功能的建筑也應運而生。無論是高度還是外形，都有很大的發展，這就需要有新的理論和新的技術來支撐這類建筑的建設。在社會發展的需求下，鋼管混凝土結構也就隨之而產生。

鋼管混凝土由鋼管和混凝土兩種材料組成，由于管內混凝土的作用，鋼管壁板的穩定性有很大的提高，避免或者延緩了鋼管壁板過早的發生局部屈曲；同時鋼管對其核心混凝土的約束作用，使混凝土處于高度復雜的應力狀態，從而使混凝土的強度得以提高，塑性和韌性性能得到改善，兩種材料的組合彌補了各自的缺點，使其材料性能得到了充分發揮。

國內外學者通過大量的試驗發現鋼管混凝土結構優良性能的同時也發現其存在一些不足。鋼管混凝土結構在強震作用下，破壞特征為鋼管壁板發生局部鼓曲，由于鋼管壁板承載力下降，對內部混凝土約束作用減弱，導致鋼管角部焊縫撕裂，鋼管向外鼓出部分相應部位的核心混凝土嚴重酥碎，而此時其上部結構可能還沒有達到屈服，材料的性能沒有得到充分發揮，造成了材料的嚴重浪費，大量震害現象也證明了這一點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提高鋼管混凝土結構的抗震性能，延緩或避免由于鋼管混凝土結構鋼管鼓曲導致結構或構件的破壞，充分發揮材料的潛在性能。為了解決這一問題，本發明提出了加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱及作法。

本發明采用的技術方案是：加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱包括鋼管1、混凝土2和工字型肋板3，在鋼管1內部沿高度分布焊接起到加勁肋的作用的工字型肋板3。加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱是在普通矩形鋼管混凝土柱的中間部位沿高度分布加設工字型肋板，加強矩形鋼管之間的橫向連接，防止鋼板外鼓屈曲。

所述鋼管1及鋼管混凝土柱截面均為矩形。

在矩形鋼管1內部沿高度分布焊接工字型肋板3，起到加勁肋的作用。工字型肋板3從基礎頂面開始設置。首先，可以防止矩形鋼管管壁鋼板的失穩；其次，不影響混凝土的澆筑質量；再者，分段加設工字型肋板，在充分發揮材料性能的同時，可以節約鋼材，降低成本。

加設的工字型肋板3與矩形鋼管1的鋼板連接形式為融透焊接，工字型肋板3的厚度為矩形鋼管鋼板厚度的1/3～1/2，工字型肋板3的間距宜為8倍矩形鋼管鋼板厚度，工字型肋板3的高度宜滿足相應規范關于穩定的構造要求，工字型肋板3的寬度小于矩形鋼管1的長邊尺寸。

根據本發明的技術方案，加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱可以按如下方法制作：

1)焊接矩形鋼管1的三面鋼板，保留一側鋼板未焊；

2)在已焊接好的三面鋼板中間部位，焊接加設的工字型肋板3；

3)貼焊矩形鋼管最后的鋼板，形成封閉的矩形鋼管1；

4)澆筑混凝土2，成型后即為加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱。

本發明可以取得如下有益效果：

在多遇地震作用下，鋼管混凝土受力較小；在罕遇地震作用下，工字型肋板對矩形鋼管的鋼板起連接支撐作用，減緩或防止鋼板外鼓屈曲，提高了結構的安全性。

在矩形鋼管內部加設工字型肋板，罕遇地震作用下工字型肋板首先屈服，消耗地震輸入結構的能量，直至結構或構件破壞都可以發揮其抗力和延性作用，起到了防止或延緩高強度鋼板的過早損傷和破壞的作用。

附圖說明

圖1是加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱的平面示意圖；

圖2是圖1中的A-A剖面圖；

其中：1-鋼管，2-混凝土，3-工字型肋板，4-地面或基礎頂面。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步說明：

實施例1

如圖1至2所示，加設工字型肋板的矩形鋼管混凝土柱包括矩形鋼管1、混凝土2和工字型肋板3。該加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱的剖面圖如圖2所示。加設工字型肋板矩形鋼管混凝土柱及作法是在普通鋼管混凝土柱的內部加設工字型肋板3。

本發明中的鋼管混凝土主要指矩形截面的鋼管混凝土。