組合格構式中空構件的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種組合格構式中空構件，包括一內鋼管、復數根外鋼管、內腹桿、外腹桿，以及一混凝土填充層和一混凝土包覆層；所述外鋼管設在內鋼管的外圍四周，所述內鋼管通過內腹桿連接于外鋼管，且相鄰設置的外鋼管通過所述外腹桿連接，且混凝土填充層填充于所述外鋼管的內部，所述混凝土包覆層將內鋼管、外鋼管、內腹桿以及外腹桿通通包覆在內。本實用新型的組合格構式中空構件，自重輕、整體性好、承載力高、抗彎剛度大、耐火性能好。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種土木工程領域，具體涉及一種組合格構式中空構件。 組合格構式中空構件
【背景技術】
[0002] 采用單個鋼管與混凝土的組合構件在面內的抗彎剛度較低，當長細比較大時容易 失穩，難以充分發揮鋼管與混凝土材料特性，此時可以采用格構構件。格構構件能夠通過較 小尺寸的分肢獲得較大截面的抗彎剛度，從而具有更高的承載力。格構構件的腹桿經常采 用空鋼管或其他板材，其剛度較為有限，當構件發生較大撓曲變形時，腹桿會發生較大的剪 切變形。常規的格構構件腹桿和分肢鋼管直接暴露在外界，火災作用下很快就會失效，從而 使格構構件提前破壞，在干濕交替自然環境中鋼也容易銹蝕，從而影響結構安全。
[0003] 在鋼管混凝土格構構件外面包裹鋼筋混凝土，便形成一種格構內置式重載構件， 但是當弦管數量為4個時，混凝土用量多，水化熱大，結構自重也大，若用于結構柱或橋墩， 當構件長細比或荷載偏心率較大時，其承載力很大程度上由抗彎剛度控制，而截面靠近形 心部位的混凝土不能提供多少抗彎剛度，反而增加了結構自重。如2014-04-02公開的，公 開號為203514638U的中國實用新型所揭示的一種新型組合桁架內置式重載梁構件就屬于 這種情況，該構件是采用兩根或多根平行鋼管作為該結構中的弦管，弦管之間通過多根斜 腹桿連接，并在各弦管內填充自密實混凝土，構成鋼管混凝土組合桁架；在鋼管混凝土組合 桁架外綁扎箍筋及縱筋，并澆注外圍混凝土，構成組合桁架內置式重載梁構件。這種構件就 存在承載力多由抗彎剛度控制，而截面靠近形心部位的混凝土不能提供多少抗彎剛度，反 而增加了結構自重的風險。 實用新型內容
[0004] 本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種組合格構式中空構件，自重輕、整體 性好、承載力高、抗彎剛度大、耐火性能好。
[0005] 本實用新型是這樣實現的：一種組合格構式中空構件，包括一內鋼管、復數根外鋼 管、內腹桿、外腹桿，以及一混凝土填充層和一混凝土包覆層；所述外鋼管設在內鋼管的外 圍四周，所述內鋼管通過內腹桿連接于外鋼管，且相鄰設置的外鋼管通過所述外腹桿連接， 且混凝土填充層填充于所述外鋼管的內部，所述混凝土包覆層將內鋼管、外鋼管、內腹桿以 及外腹桿通通包覆在內。
[0006] 進一步的，所述混凝土包覆層內還設有復數根縱筋和復數根箍筋，所述縱筋分布 于所述外鋼管的外圍四周，所述箍筋間隔地箍在縱筋上。
[0007] 進一步的，所述內鋼管、外鋼管，混凝土填充層、混凝土包覆層以及縱筋的端面均 相齊平，且箍筋的最高位置不高于該端面。
[0008] 進一步的，所述外鋼管和內鋼管均為外直徑或外邊長與管壁厚的比值大于20的 管體，該管體為冷彎鋼管、焊接鋼管或無縫鋼管。
[0009] 進一步的，所述外鋼管和內鋼管的截面為圓形、方形、矩形、多邊形或橢圓形，所述 外鋼管和內鋼管的截面形狀相同或不同，截面尺寸大小相同或不同。
[0010] 進一步的，外腹桿和內腹桿由鋼管或鋼板制成，且為水平設置、傾斜設置或者水平 和傾斜交替設置；水平設置的外腹桿和內腹桿在同一水平面或不同水平面。
[0011] 進一步的，所述混凝土填充層和混凝土包覆層的混凝土為普通混凝土、高強混凝 土、高性能混凝土、再生骨料混凝土或輕骨料混凝土。
[0012] 本實用新型具有如下優點：本實用新型的組合格構式中空構件，所有鋼管均通過 腹桿相連形成格構構件，腹桿的設置加強了外鋼管、內鋼管與外部的混凝土包覆層之間的 粘結強度，保證了鋼與混凝土的協同工作，結構整體性好；內鋼管內部無填充混凝土，大大 減輕了結構自重；內鋼管的設置，不僅提高了承載力，也對混凝土包覆層提供了支撐作用， 可作為施工時形成中空構件的模板，施工方便；外鋼管可采用較小尺寸的鋼管，獲得較大截 面的抗彎剛度，充分發揮了材料作用，提高了承載力，節省了工程造價；鋼管與腹桿連接形 成的勁性骨架能夠承受初期的施工荷載，便于施工；由于外部的混凝土包覆層、縱筋和箍筋 形成鋼筋混凝土的包裹層，對外鋼管、內鋼管、外腹桿和內腹桿均有保護作用，提高了組合 格構式中空構件的耐火性能和耐久性能，同時也增加了結構剛度，提高了結構穩定性，能夠 有效防止腹桿提前破壞。該新型格構柱可用作建筑結構柱、橋墩、電力設施塔架、設備構架 柱、棧橋柱、承受重載的梁等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0014] 圖1為本實用新型組合格構式中空構件一較佳實施例的立體圖。
[0015] 圖2為圖1的俯視圖。
【具體實施方式】
[0016] 如圖1和圖2所示，為了更清楚地看到本實施例組合格構式中空構件的內部結構， 構件上段去除外部的混凝土包覆層。圖中可以看出，本實施例包括一內鋼管1、復數根外鋼 管2、內腹桿3、外腹桿4,以及一混凝土填充層5和一混凝土包覆層6 ;所述外鋼管2設在內 鋼管1的外圍四周，所述內鋼管1通過內腹桿3連接于外鋼管2,且相鄰設置的外鋼管2通 過所述外腹桿4連接，且混凝土填充層5填充于所述外鋼管2的內部，所述混凝土包覆層6 將內鋼管1、外鋼管2、內腹桿3以及外腹桿4通通包覆在內。所述混凝土包覆層6內還設 有復數根縱筋7和復數根箍筋8,所述縱筋7分布于所述外鋼管2的外圍四周，所述箍筋8 間隔地箍在縱筋7上。
[0017] 所述內鋼管1、外鋼管2,混凝土填充層5、混凝土包覆層6以及縱筋7的端面均相 齊平，且箍筋8的最高位置不高于該端面。
[0018] 所述外鋼管2和內鋼管1均為外直徑或外邊長與管壁厚的比值大于20的管體，即 本實用新型可采用薄壁鋼管作為外鋼管2和內鋼管1，有效地減輕了結構自重；管體的材料 也可以有多種選擇，如冷彎鋼管、焊接鋼管、無縫鋼管或其他形式的結構用鋼管。所述外鋼 管2和內鋼管1的截面形狀也可以不受限制，如圓形、方形、矩形、多邊形或橢圓形均可，所 述外鋼管2和內鋼管1的截面形狀可以相同或不同，截面尺寸大小可以相同或不同。
[0019] 所述外腹桿4和內腹桿3由鋼管或鋼板制成，連接時可以是水平設置、傾斜設置或 者水平和傾斜交替設置；水平設置的外腹桿和內腹桿可以在同一水平面或不同水平面。
[0020] 所述混凝土填充層5和混凝土包覆層6的混凝土也可以有多種選擇，無需特別限 制，如為普通混凝土、高強混凝土、高性能混凝土、再生骨料混凝土或輕骨料混凝土均可。
[0021] 如圖1所示的實施例中，沿著構件長度方向為等截面形式，在另外的實施例中，本 實用新型組合格構式中空構件沿著構件長度方向還可設置為變截面的形式。且本實施例 中，圖中顯示的中空構件為四方形，外鋼管的數量為4,在其它實施例中也可以為其他多邊 形，外鋼管數量也不限于為4。
[0022] 本實用新型的組合格構式中空構件，所有鋼管均通過腹桿相連形成格構構件，腹 桿的設置加強了外鋼管、內鋼管與外部的混凝土包覆層之間的粘結強度，保證了鋼與混凝 土的協同工作，結構整體性好；內鋼管內部無填充混凝土，大大減輕了結構自重；內鋼管的 設置，不僅提高了承載力，也對混凝土包覆層提供了支撐作用，可作為施工時形成中空構件 的模板，施工方便；外鋼管可采用較小尺寸的鋼管，獲得較大截面的抗彎剛度，充分發揮了 材料作用，提高了承載力，節省了工程造價；鋼管與腹桿連接形成的勁性骨架能夠承受初期 的施工荷載，便于施工；由于外部的混凝土包覆層、縱筋和箍筋形成鋼筋混凝土的包裹層， 對外鋼管、內鋼管、外腹桿和內腹桿均有保護作用，提高了組合格構式中空構件的耐火性能 和耐久性能，同時也增加了結構剛度，提高了結構穩定性，能夠有效防止腹桿提前破壞。該 新型格構柱可用作建筑結構柱、橋墩、電力設施塔架、設備構架柱、棧橋柱、承受重載的梁 等。
[〇〇23] 雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是熟悉本【技術領域】的技術人員應 當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本實用新型的范圍的限 定，熟悉本領域的技術人員在依照本實用新型的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當 涵蓋在本實用新型的權利要求所保護的范圍內。
【權利要求】
1. 一種組合格構式中空構件，其特征在于：包括一內鋼管、復數根外鋼管、內腹桿、夕卜 腹桿，以及一混凝土填充層和一混凝土包覆層；所述外鋼管設在內鋼管的外圍四周，所述內 鋼管通過內腹桿連接于外鋼管，且相鄰設置的外鋼管通過所述外腹桿連接，且混凝土填充 層填充于所述外鋼管的內部，所述混凝土包覆層將內鋼管、外鋼管、內腹桿以及外腹桿通通 包覆在內。
2. 根據權利要求1所述的組合格構式中空構件，其特征在于：所述混凝土包覆層內還 設有復數根縱筋和復數根箍筋，所述縱筋分布于所述外鋼管的外圍四周，所述箍筋間隔地 箍在縱筋上。
3. 根據權利要求2所述的組合格構式中空構件，其特征在于：所述內鋼管、外鋼管，混 凝土填充層、混凝土包覆層以及縱筋的端面均相齊平，且箍筋的最高位置不高于該端面。
4. 根據權利要求1所述的組合格構式中空構件，其特征在于：所述外鋼管和內鋼管均 為外直徑或外邊長與管壁厚的比值大于20的管體，該管體為冷彎鋼管、焊接鋼管或無縫鋼 管。
5. 根據權利要求1或4所述的組合格構式中空構件，其特征在于：所述外鋼管和內鋼 管的截面為圓形、方形、矩形、多邊形或橢圓形，所述外鋼管和內鋼管的截面形狀相同或不 同，截面尺寸大小相同或不同。
6. 根據權利要求1所述的組合格構式中空構件，其特征在于：外腹桿和內腹桿由鋼管 或鋼板制成，且為水平設置、傾斜設置或者水平和傾斜交替設置；水平設置的外腹桿和內腹 桿在同一水平面或不同水平面。
7. 根據權利要求1所述的組合格構式中空構件，其特征在于：所述混凝土填充層和混 凝土包覆層的混凝土為普通混凝土、高強混凝土、高性能混凝土、再生骨料混凝土或輕骨料 混凝土。
【文檔編號】E04H12/12GK203891340SQ201420246514
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】鄭永乾, 鄭蓮瓊, 林旭健, 馬永超 申請人:福建工程學院