專利名稱：鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱及其制作方法
技術領域：
本發明具體涉及一種鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱及其制作方法。
背景技術：
鋼管混凝土是鋼管中填充混凝土而形成，且鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結構構件。由于填充混凝土的支撐作用可防止鋼管管壁提前發生過早的屈曲，同時鋼管對核心混凝土的約束作用，從而使鋼管混凝土具有很高的承載力；同時鋼管混凝土還有塑性和韌性好，抗震能力強等優點。因此，鋼管混凝土具有廣闊的應用前景。建筑設計中為滿足建筑要求避免屋角柱棱角突出對屋內觀瞻及占用空間的影響, 提高住宅內家具布置的靈活性，柱壁與填充墻同厚鋼筋混凝土異形柱結構得到了廣泛的應用，但混凝土易開裂，因而柱的抗剪和抗扭承載力較差，故抗震能力不足。目前也有一些學者提出了多種鋼管混凝土異形柱的截面形式，但當寬厚比較大時，存在鋼管對混凝土約束能力不強，容易過早屈曲，降低構件的承載力。為解決鋼筋混凝土異形柱對抗震能力差和鋼管混凝土柱的缺點，需要尋求一種延性好，承載力高的異形柱。
發明內容
本發明克服了現有鋼管混凝土的異形柱的不足，特別是克服了在寬厚比較大的鋼管混凝土中鋼管對核心混凝土約束能力的不足，從而提高了構件的承載力和延性，同時實現了鋼管混凝土異形柱的生產、組裝的模塊化。施工制作，設計也相對簡單。本發明是一種鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，包括鋼管、工字鋼和澆筑其內的混凝土組成；鋼管和工字鋼焊接在一起組成不同截面的異形柱。整個截面由鋼管和工字鋼分隔，再向鋼管和工字鋼分隔的空間中填充混凝土。所述的鋼管可以是焊接也可是軋制而成，所述的工字鋼可以是焊接也可是軋制而成。所述鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱的制作方法，其特征在于(I)、工廠預制鋼管和工字鋼制作鋼管鋼管采用由焊接而成或軋制而成；工字鋼采用由焊接而成或軋制而成；(2)、現場焊接鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱構件運至現場后，在鋼管的相鄰兩邊分別焊接工字鋼，再將兩根鋼管焊接于兩工字鋼的另一端，將三根鋼管和兩根工字鋼連接成截面形狀為L形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱；現場固定后，在向鋼管和工字鋼分隔空間中澆筑混凝土養護，形成L形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱；(3)、采用相同的連接方法，將四根鋼管和三根工字鋼進行焊接，澆筑混凝土養護，形成T形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱；(4)、采用相同的連接方法，將五根鋼管和四根工字鋼進行焊接，澆筑混凝土養護， 形成十形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱；本發明的優點在于(I)陰角處鋼管壁和工字鋼翼緣鋼板相互貫通克服了其他鋼管混凝土異形柱陰角部傳力不清，增強了鋼管混凝土異形柱的整體工作能力；(2)鋼管放置在截面的邊緣和角部，產生較強的約束作用，提高了異形柱的承載力和抗震能力；(3)鋼管和工字鋼將異形柱的截面分隔防止了局部混凝土裂縫的向相鄰部分的傳遞，能有效的增加鋼管對混凝土的約束能力，從而從分發揮鋼材和混凝土各自的優點，提高異形柱的承載力和延性；(4)鋼管和工字鋼分隔的空間相互獨立直接受力，減小異形柱截面鋼板的寬厚比， 防止鋼管的過早屈曲。
圖意圖意圖示意圖
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I是本發明由三個鋼管和兩個工字鋼組成截面為“L”形的鋼管混凝土異形柱示
2是本發明由四個鋼管和三個工字鋼組成截面為“T”形的鋼管混凝土異形柱示
3是本發明由五個鋼管和四個工字鋼組成截面為“十”形的鋼管混凝土異形柱
4是本發明的鋼管示意5是本發明的工字鋼示意6是本發明鋼管和工字鋼連接構造示意7是本發明L形鋼管-工字鋼組合鋼管異形柱示意8是本發明L形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱示意9是本發明“T”形的鋼管混凝土異形柱示意10是本發明“十”形的鋼管混凝土異形柱示意中I-鋼管2-工字鋼3-混凝土
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。如圖1-10所示，本發明提供一種鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，該柱包括鋼管I、工字鋼2、和澆筑其內的混凝土 3組成。該柱是在鋼管的相鄰邊焊接工字鋼，再將鋼管I焊接于工字鋼2的另一端，將多根鋼管I和工字鋼2連接成截面形狀為L形、T形或十字形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，再向鋼管和工字鋼分隔空間中填充混凝土。鋼管I采用由焊接而成或軋制而成；工作鋼2采用由焊接而成或軋制而成，如圖I和圖2所
/Jn ο所述鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱是指，構件運至現場后進行焊接，在鋼管I的相鄰邊焊接工字鋼2，如圖6所示，再將兩根鋼管I焊接于兩工字鋼I的另一端，將三根鋼管I和兩根工字鋼2連接成截面形狀為L形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱， 如圖7所示，現場固定后，在向鋼管I和工字鋼2分隔空間中澆筑混凝土養護，形成L形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，如圖8所示。采用相同的連接方法，將四根鋼管I和三根工字鋼2進行焊接，澆筑混凝土養護， 形成T形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，如圖9所示，采用相同的連接方法，將五根鋼管I和四根工字鋼2進行焊接，澆筑混凝土養護，形成十形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，如圖10所示。
權利要求
1.鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，該柱包括鋼管、工字鋼和澆筑在鋼管內及鋼管和工字鋼分隔空間中的混凝土，其特征在于三根鋼管和兩根工字鋼連接成截面形狀為L形，在中心鋼管的一邊通過對接焊縫焊接工字鋼，并將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在工字鋼的另一端焊接鋼管， 同時也將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在中心鋼管焊接工字鋼的相鄰邊通過對接焊縫焊接另一工字鋼，同時將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再將工字鋼的另一端焊接鋼管，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，通過兩根工字鋼將三根鋼管連接成截面形狀為L形的鋼管-工字鋼組合鋼管異形柱，在鋼管內及鋼管和工字鋼分隔空間中澆筑混凝土；或者，四根鋼管和三根工字鋼連接成截面形狀為T形，在中心鋼管的一邊通過對接焊縫焊接工字鋼，并將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在工字鋼的另一端焊接鋼管，同時也將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在中心鋼管焊接工字鋼的相鄰邊通過對接焊縫焊接另一工字鋼，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊， 再將工字鋼的另一端焊接鋼管，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在中心鋼管焊接工字鋼的相鄰邊通過對接焊縫焊接另一工字鋼，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再將工字鋼的另一端焊接鋼管，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，通過三根工字鋼將四根鋼管連接成截面形狀為T形的鋼管-工字鋼組合鋼管異形柱， 在鋼管內及鋼管和工字鋼分隔空間中澆筑混凝土；或者，五根鋼管和四根工字鋼連接成截面形狀為十字形，在中心鋼管的一邊通過對接焊縫焊接工字鋼，并將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在工字鋼的另一端焊接鋼管，同時也將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在中心鋼管焊接工字鋼的相鄰邊通過對接焊縫焊接另一工字鋼，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再將工字鋼的另一端焊接鋼管，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在中心鋼管焊接工字鋼的相鄰邊通過對接焊縫焊接另一工字鋼，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再將工字鋼的另一端焊接鋼管，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再在中心鋼管焊接工字鋼的相鄰邊通過對接焊縫焊接另一工字鋼，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，再將工字鋼的另一端焊接鋼管，將工字鋼的兩翼緣板表面與鋼管的表面相平齊，通過四根工字鋼將五根鋼管連接成截面形狀為十字形的鋼管-工字鋼組合鋼管異形柱，在鋼管內及鋼管和工字鋼分隔空間中澆筑混凝土。
2.根據權利要求I所述鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，其特征是所述的鋼管由焊接而成或軋制而成。
3.根據權利要求I所述鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，其特征是所述的工字鋼是焊接或軋制而成。
4.根據權利要求I所述鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱的制作方法，其特征在于(1)、工廠預制鋼管、工字鋼制作鋼管鋼管采用由焊接而成或軋制而成；工字鋼采用由焊接而成或軋制而成；(2)、現場焊接鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱構件運至現場后，在鋼管的相鄰兩邊分別焊接工字鋼，再將兩根鋼管焊接于兩工字鋼的另一端，將三根鋼管和兩根工字鋼連接成截面形狀為L形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱；現場固定后，在向鋼管和工字鋼分隔空間中澆筑混凝土養護，形成L形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱；(3)、采用相同的連接方法，將四根鋼管和三根工字鋼進行焊接，澆筑混凝土養護，形成 T形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱；⑷、采用相同的連接方法，將五根鋼管和四根工字鋼進行焊接，澆筑混凝土養護，形成十形鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱。
全文摘要
本發明涉及一種鋼管-工字鋼組合鋼管混凝土異形柱，包括鋼管、工字鋼和澆筑其內的混凝土組成，鋼管和工字鋼焊接在一起組成不同截面的異形柱。整個截面由鋼管和工字鋼分隔，再向鋼管和工字鋼分隔空間中填充混凝土，鋼管可以是焊接也可是軋制而成的，工字鋼可以是焊接也可是軋制而成。本發明將有益效果是陰角處鋼管壁和工字鋼翼緣鋼板相互貫通克服了其他鋼管混凝土異形柱陰角部傳力不清，增強了鋼管混凝土異形柱的整體工作能力；鋼管放置在截面的邊緣和角部，加強了對異形柱的約束能力；鋼管和工字鋼將異形柱的混凝土分隔，降低了鋼板的寬厚比，提高了承載力和抗震能力；使異形柱生產，組裝模塊化，同時施工速度較快。
文檔編號E04C3/34GK102587577SQ20121006679
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者鄭亮, 陳志華 申請人:天津大學