專利名稱：端部開孔斜拉肋矩形鋼管約束混凝土柱的制作方法
端部開孔斜拉肋矩形鋼管約束混凝土柱技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼-混凝土組合建筑構(gòu)件。
技術(shù)背景
鋼筋混凝土柱是工程中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)柱形式，但在高層建筑中，鋼筋混凝土 柱存在截面大、軸壓比限值低、抗震性能不足等缺點(diǎn)。在鋼筋混凝土柱外設(shè)置鋼管，形成鋼 管約束混凝土柱，可有效提高柱子的承載力和延性，提高柱子的軸壓比限值，降低柱截面尺 寸，提高柱子抗震性能。當(dāng)鋼管約束混凝土柱的外包鋼管為圓形時(shí)，鋼管對(duì)核心混凝土的約 束均勻，可充分利用鋼管抗拉強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)效益較好；而使用矩形外包鋼管約束混凝土相對(duì)于 圓形鋼管約束混凝土具有截面開展、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于裝修等優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際工程中有 良好的應(yīng)用前景。但問題是當(dāng)鋼管為矩形時(shí)，對(duì)核心混凝土的約束不均勻，不能充分利用鋼 管抗拉強(qiáng)度，鋼管寬厚比降低，用鋼量提高，致使經(jīng)濟(jì)效益較差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，為解決矩形鋼管約束混凝土柱的外包鋼管對(duì)核心混凝土約束不 足的問題，提供了一種設(shè)置端部開孔斜拉肋的矩形鋼管約束混凝土柱，使混凝土的整體性 更強(qiáng)，并增強(qiáng)對(duì)核心混凝土的約束效果，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案是，將外包矩形鋼管分為上下兩段，在上段鋼管和下段鋼 管端部設(shè)置開孔斜拉肋，斜拉肋與矩形鋼管直角的相鄰兩邊形成三角形，下段鋼管的斜拉 肋為全高設(shè)置；上段鋼管的斜拉肋設(shè)置在頂部；在矩形鋼管內(nèi)部設(shè)置有貫穿鋼管兩端的縱 向鋼筋和箍筋的組合；在鋼管與鋼筋和箍筋組合的空間中澆筑有混凝土。
本發(fā)明的端部開孔斜拉肋矩形鋼管約束混凝土柱具有下列優(yōu)點(diǎn)
1、鋼管設(shè)置開孔斜對(duì)拉肋后，鋼管的有效支承寬厚比明顯降低，對(duì)核心混凝土的 約束效果增強(qiáng)，因此設(shè)置斜對(duì)拉肋后，鋼管的壁厚可變薄，經(jīng)濟(jì)效益好。
2、較好地解決傳統(tǒng)的鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)復(fù) 雜的問題，并提高組合柱的抗震抗火性能，降低組合柱造價(jià)。
3、采用斜對(duì)拉肋上開孔的構(gòu)造，使混凝土的整體性更強(qiáng)。
4、鋼管分為上下兩端，斜對(duì)拉肋的設(shè)置未造成箍筋施工困難，施工安裝方便快捷。


圖1是鋼筋和箍筋組合示意圖
圖2是矩形鋼管的下段鋼管端部開孔斜拉肋示意圖
圖3是矩形鋼管的上段鋼管端部開孔斜拉肋示意圖
圖4是充有混凝土的矩形鋼管約束混凝土柱示意圖具體實(shí)施方式
結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明由縱向鋼筋1、箍筋2、下段鋼管3、 上段鋼管4、開孔斜拉肋5和混凝土 6組成。
在外包矩形鋼管的上段鋼管4和下段鋼管3的端部設(shè)置開孔斜拉肋5，斜拉肋與矩 形鋼管直角的相鄰兩邊形成三角形，相向的兩直角上的斜拉肋稱開孔斜對(duì)拉肋。每一上段 或下段鋼管的端部設(shè)置兩對(duì)開孔斜對(duì)拉肋。下段鋼管3較短，其斜拉肋5為全高設(shè)置，上段 鋼管4的斜拉肋5設(shè)置在頂部，在矩形鋼管內(nèi)部設(shè)置有貫穿鋼管兩端的縱向鋼筋1和箍筋2 的組合，箍筋2僅在鋼筋和箍筋的組合中間部位設(shè)置，而在與鋼管上、下兩端設(shè)置開孔斜拉肋 5的相同位置處不設(shè)箍筋2，在外包鋼管與鋼筋1和箍筋2組合的空間中，充有混凝土 6。
下段鋼管3和上段鋼管4的總高度應(yīng)低于混凝土柱20mm 50mm，以保證鋼管僅起 約束作用，不直接承受豎向荷載。
下段鋼管3和上段鋼管4由冷彎焊接或直接拼接焊接而成，可采用Q235鋼材、 Q345鋼材、Q390鋼材或Q420鋼材制成。
開孔斜拉肋5上設(shè)有開孔，孔的形狀為圓形或矩形，孔的數(shù)量為至少1個(gè)；開孔斜 拉肋5與下段鋼管3或上段鋼管4為等強(qiáng)焊接。
開孔斜拉肋5可采用Q235鋼材、Q345鋼材、Q390鋼材或Q420鋼材制成。
縱向鋼筋1和箍筋2采用HPB235、HRB335、HRB400或RRB400鋼筋。
混凝土 6可采用普通混凝土、輕骨料混凝土或高性能混凝土。
施工工藝
外包矩形鋼管的下段鋼管3、上段鋼管4和開孔斜拉肋5在工廠加工而成，即在工 廠將開孔斜拉肋5與下段鋼管3和上段鋼管4等強(qiáng)焊接連接。開孔斜拉肋5與下段鋼管3 等高；而上段鋼管4的開孔斜拉肋5設(shè)置于上段鋼管4的頂部。在工程現(xiàn)場(chǎng)施工步驟為架 立縱向鋼筋1，安裝下段鋼管3，綁扎箍筋2，安裝上段鋼管4，最后澆筑混凝土 6。
權(quán)利要求
1.一種端部開孔斜拉肋矩形鋼管約束混凝土柱，包括縱向鋼筋、箍筋、外包鋼管和混凝 土，其特征在于外包矩形鋼管分為下段鋼管和上段鋼管，在上、下兩段鋼管的端部設(shè)置開 孔斜拉肋，斜拉肋與矩形鋼管直角的相鄰兩邊形成三角形，下段鋼管的斜拉肋為全高設(shè)置， 上段鋼管的斜拉肋設(shè)置在頂部，在矩形鋼管內(nèi)部設(shè)置有貫穿鋼管兩端的縱向鋼筋和箍筋的 組合，在鋼管與鋼筋和箍筋組合的空間中澆筑有混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的矩形鋼管約束混凝土柱，其特征在于箍筋(2)僅在鋼筋和箍筋 的組合中間部位設(shè)置，而在與鋼管上、下兩端設(shè)置斜拉肋(5)的相同位置處不設(shè)箍筋O)。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的矩形鋼管約束混凝土柱，其特征在于下段鋼管(3)和上段鋼管 (4)的總高度應(yīng)低于混凝土柱20mm 50mm。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的矩形鋼管約束混凝土柱，其特征在于下段鋼管(3)和上段鋼管 (4)由冷彎焊接或直接拼接焊接而成，其材質(zhì)可采用Q235鋼材、Q345鋼材、Q390鋼材或 Q420鋼材其中的一種制成。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的矩形鋼管約束混凝土柱，其特征在于開孔斜拉肋(5)上設(shè)有開 孔，孔的形狀為圓形或矩形，孔的數(shù)量至少為1個(gè)；開孔斜拉肋(5)與下段鋼管(3)和上段 鋼管(4)為等強(qiáng)焊接。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的矩形鋼管約束混凝土柱，其特征在于開孔斜拉肋(5)可采用 Q235鋼材、Q345鋼材、Q390鋼材或Q420鋼材其中的一種制成。
7.根據(jù)權(quán)利1所述的矩形鋼管約束混凝土柱，其特征在于縱向鋼筋(1)和箍筋(2)采 用 HPB235、HRB335、HRB400 或 RRB400 其中的一種鋼筋。
8.根據(jù)權(quán)利1所述的矩形鋼管約束混凝土柱，其特征在于混凝土(6)可采用普通混 凝土或輕骨料混凝土或高性能混凝土。
9.一種端部開孔斜拉肋矩形鋼管約束混凝土柱實(shí)施工藝，其工藝過程是將外包矩形 鋼管的下段鋼管(3)、上段鋼管(4)和開孔斜拉肋(5)在工廠加工而成，即在工廠將開孔斜 拉肋(5)與下段鋼管(3)和上段鋼管(4)等強(qiáng)焊接連接；開孔斜拉肋(5)與下段鋼管(3) 等高，而開孔斜拉肋(5)設(shè)置于上段鋼管的頂部；在工程現(xiàn)場(chǎng)施工步驟為架立縱向鋼 筋(1)，安裝下段鋼管(3)，綁扎箍筋(2)，安裝上段鋼管(4)，最后澆筑混凝土(6)。
全文摘要
一種端部開孔斜拉肋矩形鋼管約束混凝土柱，屬于建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。為了解決傳統(tǒng)的鋼管混凝土柱和型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜的問題，并提高組合柱的抗震抗火性能，降低組合柱造價(jià)。本發(fā)明外包矩形鋼管分為上下兩段，下段鋼管全高設(shè)置開孔斜拉肋，上段鋼管在頂部設(shè)置開孔斜拉肋，在矩形鋼管內(nèi)部設(shè)置有貫穿鋼管兩端的縱向鋼筋和箍筋的組合，柱的上下兩端開孔斜拉肋可有效提高柱的抗震性能；而斜拉肋上開孔可保證柱上下兩端的混凝土具有良好的整體工作性能。本發(fā)明具有安裝方便、連接簡(jiǎn)單、整體性好、抗震性能強(qiáng)的特點(diǎn)；本發(fā)明的實(shí)施降低了組合柱的造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益好。
文檔編號(hào)E04G21/00GK102031846SQ20101060848
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者劉界鵬, 周緒紅, 李江, 郭蘭慧 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)