專利名稱：多腔鋼管混凝土疊合柱及其制作方法
技術領域：
本發明是一種剪力墻疊合柱，特別涉及多腔鋼管混凝土疊合柱及其制作方法。
背景技術：
隨著人民群眾生活水平的提高，居民對住宅及辦公建筑的要求也越來越高，高層 及超高層建筑開始逐漸增多。在這數量眾多的鋼筋混凝土高層建筑中，鋼管混凝土柱的使 用已比較廣泛，其結構形式不但有效的提高了內部混凝土的承載能力，而且克服了鋼管結 構的容易發生局部屈曲的缺點。兩種材料結合所發揮的作用遠遠大于兩者單純疊加。然而， 隨著鋼管混凝土技術的成熟，其缺點也日趨顯現。鋼管混凝土疊合柱的出現為鋼管混凝土 柱的性能作了補充，不但有效減小了鋼管混凝土柱的軸壓比，增大了其變形能力而且提高 了防火性能。因此，鋼管混凝土疊合柱開始在高層建筑的使用中嶄露頭角。但是鋼管混凝土疊合柱在超高層建筑中的使用尚不廣泛，原因之一就是超高層建 筑往往要求尺寸巨大的柱以承擔巨大荷載，而傳統的鋼管混凝土疊合柱若要擔此重任，務 必要增加截面尺寸從而減少了建筑物的使用面積，并且使得空間利用不甚方便。此外，巨大 截面尺寸的鋼管在承受荷載時減小了傳統鋼管混凝土柱中的套箍效應，減弱了鋼管混凝土 內柱的優勢發揮，降低了鋼管混凝土疊合柱的承載力。
發明內容
本發明的目的在于克服了現有鋼管混凝土疊合柱的上述缺陷，提供了一種多腔鋼 管混凝土疊合柱及其制作方法，本發明能夠顯著提高鋼管混凝土疊合柱的承載力，方便建 筑物的空間利用。為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。本發明包括多腔鋼管混凝土柱 和外包鋼筋混凝土，所述多腔鋼管混凝土柱為由鋼管及鋼板組合而成的多腔鋼管并在鋼管 內填混凝土構成的鋼管混凝土柱，多腔鋼管內部各鋼板上打孔，以便混凝土澆注，多腔鋼管 的外壁上焊接有鉚釘，鋼管與鋼管或鋼管與鋼板通過焊接連接；在多腔鋼管外沿管壁綁扎 縱向鋼筋及箍筋組成鋼筋網，在鋼筋網外支模板，在模板內與多腔鋼管的各個腔內同時澆 注混凝土構成多腔鋼管混凝土疊合柱。所述的多腔鋼管內各個腔的截面形狀為三角形、四邊形或圓形。所述的多腔鋼管由三塊條形鋼板和一個截面為圓形的鋼管構成，三塊條形鋼板焊 接成U型槽，U型槽的開口邊與圓形鋼管的外壁焊接。所述的多腔鋼管由兩塊條形鋼板和兩個截面形狀為等邊直角三角形的尺寸相同 的鋼管構成，兩塊條形鋼板焊接在兩個鋼管的兩條直角邊之間，與兩個鋼管一起組成外輪 廓形狀為平行四邊形的多腔鋼管。所述的多腔鋼管由兩塊條形鋼板和兩個截面形狀為矩形的尺寸相同的鋼管構成， 其中一塊條形鋼板的兩邊分別與兩個鋼管的縱向直角邊焊接，另一塊條形鋼板的兩邊分別 與已焊接的兩矩形截面鋼管縱向直角邊的對邊焊接，每個矩形截面鋼管上的兩條已焊接直角邊構成的面垂直于兩塊條形鋼板的所在面。多腔鋼管混凝土疊合柱的制作方法，該方法是按以下順序進行的1)配置鋼管混凝土疊合柱中的鋼管，并在鋼管上預留混凝土孔洞；2)配置條形鋼板，并在條形鋼板上預留箍筋孔洞和混凝土孔洞；3)對于需要鋼板與鋼板焊接的鋼管混凝土疊合柱，首先焊接鋼板；4)將鋼管與條形鋼板或焊接后的鋼板焊接，組成多腔鋼管；5)在多腔鋼管外壁上焊接鉚釘；6)在焊接后的多腔鋼管外配置縱向鋼筋，并在縱向鋼筋外綁扎箍筋，組成鋼筋網。 箍筋需要穿過多腔鋼板的，將箍筋穿過鋼板上預先設置的孔洞；7)在鋼筋網外側預留保護層厚度，支模板；8)澆筑多腔鋼管混凝土柱內混凝土和鋼管外的鋼筋混凝土，成型后即為多腔鋼管 混凝土疊合柱。本發明多腔鋼管混凝土疊合柱將橫截面尺寸巨大的鋼管沿橫向分為多個互相連 通的區域，眾多縮小的區域有利于鋼管混凝土柱發揮套箍效應，從而增加內填混凝土的承 載能力，使相同體積的混凝土發揮更大的作用。此外，多腔鋼管混凝土疊合柱的出現，使得 柱截面能夠根據柱的位置及作用做出相應變化，更為有效的承受地震荷載，提高抗震能力， 增加結構的穩定性，而且提高了建筑物的空間利用率，使得建筑功能發揮的更加充分合理。
圖1是本發明多腔鋼管混凝土疊合柱中橫截面形狀為乒乓球拍的結構配鋼及配 筋示意圖；圖2是圖1中A-A剖面放大示意圖；圖3是圖1中B-B剖面放大示意圖；圖4是本發明多腔鋼管混凝土疊合柱中橫截面形狀為平行四邊形的結構配鋼及 配筋示意圖；圖5是圖4中A-A剖面放大示意圖；圖6是圖4中B-B剖面放大示意圖；圖7是本發明多腔鋼管混凝土疊合柱中橫截面形狀為菱形的結構配鋼及配筋示 意圖；圖8是圖7中A-A剖面放大示意圖；圖9是圖7中B-B剖面放大示意圖；圖中1、多腔鋼管，2、鋼管，3、鋼板，4、縱向鋼筋，5、圓形箍筋，6、箍筋，7、鋼管混凝 土內柱，8、鋼筋混凝土外柱，9、鉚釘。
具體實施例方式下面結合附圖1 圖9對本發明作進一步說明實施例1多腔鋼管混凝土疊合柱中橫截面形狀為乒乓球拍的結構配鋼及配筋示意圖如圖 1 圖3所示。本實施例由鋼管2、鋼板3組合而成的多腔鋼管1并內澆混泥土和鋼筋混凝土外柱8組合而成，本實施例中的兩塊條形鋼板呈垂直角度于縱邊焊接，并與第三塊鋼板 于縱邊焊接組成U形槽，將U形槽與圓形截面鋼管于縱向焊接，構成鋼管混凝土內柱中的多 腔鋼管1。鋼管2和鋼板3上預留有方便混凝土澆注的孔洞，鋼板3還留有箍筋綁扎的孔 洞。多腔鋼管1外壁上焊接鉚釘9，之后在多腔鋼管1外綁扎縱向鋼筋4，沿縱向鋼筋4均 勻的綁扎圓形箍筋5和矩形箍筋6，綁扎圓形箍筋5和矩形箍筋6時，箍筋均應穿過多腔鋼 管1中預留的孔洞，在縱向鋼筋4和箍筋5、6組成的鋼筋網外留下保護層厚度距離支模板， 在模板內及多腔鋼管1內澆注混凝土，構成多腔鋼管混凝土疊合柱。多腔鋼管混凝土疊合柱的制作方法，該方法包括以下步驟1)配置鋼管混凝土疊合柱中的鋼管，并在鋼管上預留混凝土孔洞；2)配置條形鋼板，并在條形鋼板上預留箍筋孔洞和混凝土孔洞；3)將三塊條形鋼板沿縱向焊接成U形槽；4)將U形槽的開口邊與鋼管的外壁焊接，組成多腔鋼管；5)在多腔鋼管外壁上焊接鉚釘；6)在焊接后的多腔鋼管外配置縱向鋼筋，并在縱向鋼筋外綁扎圓形箍筋及矩形箍 筋組成鋼筋網；圓形箍筋和矩形箍筋需穿過條形鋼板上的預留孔洞；7)在鋼筋網外側預留保護層厚度，支模板； 8)澆筑鋼管混凝土柱內混凝土和鋼管外的鋼筋混凝土，成型后即為多腔鋼管混凝 土疊合柱。實施例2本實施例的結構與實施例1基本相同，不同之處僅在于多腔鋼管的截面形狀不 同，如圖4 圖6所示，本實施例中的多腔鋼管由兩塊條形鋼板和兩個截面形狀為等邊直角 三角形的鋼管構成。兩塊條形鋼板的兩個長邊分別與兩等邊直角三角形截面鋼管的縱向直 角邊與縱向銳角邊焊接，另一塊條形鋼板的兩長邊分別與兩等邊直角三角形截面鋼管的縱 向銳角邊與縱向直角邊焊接，兩塊條形鋼板互相平行且垂直于與之焊接的兩等邊直角三角 形截面鋼管的鋼板，這樣就構成了外輪廓形狀為平行四邊形的多腔鋼管。本實施例中不需 要U形槽，鋼管外箍筋也不需要穿過鋼管，即條形鋼板上不需要預留箍筋的孔洞。實施例3本實施例的結構與實施例1基本相同，不同之處僅在于多腔鋼管的截面形狀不 同，如圖7 圖9所示，本實施例中的多腔鋼管由兩塊條形鋼板和兩個截面形狀為矩形的尺 寸相同的鋼管構成，條形鋼板兩個長邊分別與兩個矩形截面鋼管的縱向直角邊焊接，另一 塊條形鋼板的兩長邊分別與已焊接的兩矩形截面鋼管縱向直角邊的對邊焊接，每個矩形截 面鋼管上的兩條已焊接直角邊構成的面垂直于兩塊條形鋼板的所在面，這樣就構成了外輪 廓形狀為菱形的多腔鋼管。本實施例中鋼管外箍筋不需要穿過鋼管，即條形鋼板上不需要 預留箍筋的孔洞。
權利要求
多腔鋼管混凝土疊合柱，其特征在于包括多腔鋼管混凝土柱和外包鋼筋混凝土，所述多腔鋼管混凝土柱為由鋼管及鋼板組合而成的多腔鋼管并在鋼管內填混凝土構成的鋼管混凝土柱，多腔鋼管內部各鋼板上打孔，以便混凝土澆注，多腔鋼管的外壁上焊接有鉚釘，鋼管與鋼管或鋼管與鋼板通過焊接連接；在多腔鋼管外沿管壁綁扎縱向鋼筋及箍筋組成鋼筋網，在鋼筋網外支模板，在模板內與多腔鋼管的各個腔內同時澆注混凝土構成多腔鋼管混凝土疊合柱。
2.根據權利要求1所述的多腔鋼管混凝土疊合柱，其特征在于所述的多腔鋼管內各 個腔的截面形狀為三角形、四邊形或圓形。
3.根據權利要求1所述的多腔鋼管混凝土疊合柱，其特征在于所述的多腔鋼管由三 塊條形鋼板和一個截面為圓形的鋼管構成，三塊條形鋼板焊接成U型槽，U型槽的開口邊與 圓形鋼管的外壁焊接。
4.根據權利要求1所述的多腔鋼管混凝土疊合柱，其特征在于所述的多腔鋼管由兩 塊條形鋼板和兩個截面形狀為等邊直角三角形的尺寸相同的鋼管構成，兩塊條形鋼板焊接 在兩個鋼管的兩條直角邊之間，與兩個鋼管一起組成外輪廓形狀為平行四邊形的多腔鋼 管。
5.根據權利要求1所述的多腔鋼管混凝土疊合柱，其特征在于所述的多腔鋼管由兩 塊條形鋼板和兩個截面形狀為矩形的尺寸相同的鋼管構成，其中一塊條形鋼板的兩邊分別 與兩個鋼管的縱向直角邊焊接，另一塊條形鋼板的兩邊分別與已焊接的兩矩形截面鋼管縱 向直角邊的對邊焊接，每個矩形截面鋼管上的兩條已焊接直角邊構成的面垂直于兩塊條形 鋼板的所在面。
6.如權利要求1所述的多腔鋼管混凝土疊合柱的制作方法，其特征在于，該方法是按 以下順序進行的1)配置鋼管混凝土疊合柱中的鋼管，并在鋼管上預留混凝土孔洞；2)配置條形鋼板，并在條形鋼板上預留箍筋孔洞和混凝土孔洞；3)對于需要鋼板與鋼板焊接的鋼管混凝土疊合柱，首先焊接鋼板；4)將鋼管與條形鋼板或焊接后的鋼板焊接，組成多腔鋼管；5)在多腔鋼管外壁上焊接鉚釘；6)在焊接后的多腔鋼管外配置縱向鋼筋，并在縱向鋼筋外綁扎箍筋，組成鋼筋網；箍 筋需要穿過多腔鋼板的，將箍筋穿過鋼板上預先設置的孔洞；7)在鋼筋網外側預留保護層厚度，支模板；8)澆筑多腔鋼管混凝土柱內混凝土和鋼管外的鋼筋混凝土，成型后即為多腔鋼管混凝 土疊合柱。
全文摘要
本發明是一種疊合柱，特別涉及多腔鋼管混凝土疊合柱及其制作方法。本發明將預開孔洞的鋼板及鋼管沿縱向焊接成多腔鋼管，并在多腔鋼管外壁上焊接鉚釘，之后在多腔鋼管外綁扎縱向鋼筋及箍筋組成鋼筋網，最后支模板并澆注混凝土，組合成內部為多腔鋼管混凝土柱外部為鋼筋混凝土的多腔鋼管混凝土疊合柱。本發明的疊合柱不但解決了大尺寸鋼管混凝土疊合柱中由于鋼管尺寸過大造成的套箍效應降低這一缺點，而且比現有的疊合柱截面形式更加靈活多樣，從而在不降低其承載能力的前提下，充分的發揮了建筑物的功能利用并增加了其使用面積。
文檔編號E04G21/00GK101824878SQ201010152439
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者張建偉, 彭斌, 曹萬林 申請人:北京工業大學