专利名称：一种新型多区格加劲杂交结构的制作方法
技术领域：
本发明属于工程结构领域，特别涉及一种新型多区格加劲杂交结构。
背景技术：
在超高层建筑、大型公共建筑、大跨桥梁以及地铁结构中，钢管混凝土结构作为巨 形柱时往往需要与多个方向的梁进行连接。若采用传统的钢管混凝土柱，多方向连接的梁 柱连接节点将会导致节点区局部应力集中现象而使节点不能有效地传递荷载，并且有抗剪 能力不足的问题，给建筑安全带来了巨大的隐患。
发明内容
本发明提供了一种新型多区格加劲杂交结构，其目的是解决在超高层建筑、大型 公共建筑、大跨桥梁以及地铁结构中的巨形柱与空间多个方向的梁进行连接的问题。本发明采用的技术方案为该多区格加劲杂交结构由内层钢管、外层钢管、加劲板和填充材料组合而成。外层 钢管采用横截面为八边形的结构，内层钢管采用横截面为圆形或八边形的结构；内层钢管 和外层钢管之间设置均勻分布的八片加劲板，并将内层钢管和外层钢管之间的空间划分为 多个区格，在各区格之间填入填充材料。所述内层钢管内填入填充材料或采用空心的形式。所述内层钢管和外层钢管采用焊接钢管、无缝钢管、冷弯钢管或其他方式形成的 结构用钢管。所述加劲板采用结构用钢板。所述填充材料使用包括混凝土、水泥砂浆、粘合剂在内的建筑材料。本发明的有益效果为(1)在内层钢管之外设置了八边形外钢管以及多个方向的加劲板，这样梁便可在 多个方向直接与外钢管连接，并通过加劲板将荷载有效地传递给内钢管以及混凝土。(2)混凝土的包裹有效地抑制了加劲板和内钢管节点区的局部屈曲，确保了内力 在节点区的有效传递以及节点区的承载力。(3)由于加劲板将内层钢管和外层钢管之间的空间划分为多个区格，提高了混凝 土的约束程度，使结构具有更高的承载力和抗震性能。(4)和普通钢管混凝土柱相比，由于内钢管和加劲板处于混凝土的保护之中，因此 此类结构具有较好的抗火性能。(5)本发明适用于各类超高层或大型公共建筑物中的巨形柱、桥梁和地下工程的 枢纽柱结构中，与多个方向的梁进行连接。
图1为外层钢管为八边形截面、内层钢管为圆形截面、内层钢管中填有填充材料的杂交构件的截面图；图2为外层钢管为八边形截面、内层钢管为八边形截面、内层钢管中填有填充材 料的杂交构件的截面图；图3为外层钢管为八边形截面、内层钢管为圆形截面、内层钢管中没有填充材料 的杂交构件的截面图；图4为外层钢管为八边形截面、内层钢管为八边形截面、内层钢管中没有填充材 料的杂交构件的截面图；图5为内层钢管中填有填充材料的杂交构件的纵截面图；图6为内层钢管中没有填充材料的杂交构件的纵截面图。图中标号1-梁；2-外层钢管；3-填充材料；4-加劲板；5-内层钢管。
具体实施例方式本发明提供了一种新型多区格加劲杂交结构，下面结合附图和具体实施方式
对本 发明做进一步说明。实施例1 如图1和图5所示，外层钢管2采用横截面为八边形的结构，内层钢管5采用横截 面为圆形的结构；内层钢管5和外层钢管2之间设置均勻分布的八片加劲板4，并将内层钢 管5和外层钢管2之间的空间划分为多个区格，在各区格之间及内层钢管5内填入填充材 料3。内层钢管5和外层钢管2采用焊接钢管，加劲板4采用结构用钢板，填充材料3使用 高强混凝土或自密实混凝土，同时要严格控制骨料规格，确保混凝土能够均勻、密实地灌注 在两管夹层中。外层钢管2外壁的各个面分别与各个方向的梁1连接。实施例2 如图2和图5所示，外层钢管2采用横截面为八边形的结构，内层钢管5采用横截 面为八边形的结构；内层钢管5和外层钢管2之间设置均勻分布的八片加劲板4，并将内层 钢管5和外层钢管2之间的空间划分为多个区格，在各区格之间及内层钢管5内填入填充 材料3。内层钢管5和外层钢管2采用无缝钢管，加劲板4采用结构用钢板，填充材料3使 用水泥砂浆。外层钢管2外壁的各个面分别与各个方向的梁1连接。实施例3 如图3和图6所示，外层钢管2采用横截面为八边形的结构，内层钢管5采用横截 面为圆形的结构；内层钢管5和外层钢管2之间设置均勻分布的八片加劲板4，并将内层钢 管5和外层钢管2之间的空间划分为多个区格，在各区格之间填入填充材料3，内层钢管5 内保持中空。内层钢管5和外层钢管2采用冷弯钢管，加劲板4采用结构用钢板，填充材料 3使用粘合剂。外层钢管2外壁的各个面分别与各个方向的梁1连接。实施例4:如图4和图6所示，外层钢管2采用横截面为八边形的结构，内层钢管5采用横截 面为八边形的结构；内层钢管5和外层钢管2之间设置均勻分布的八片加劲板4，并将内层 钢管5和外层钢管2之间的空间划分为多个区格，在各区格之间填入填充材料3，内层钢管 5内保持中空。内层钢管5和外层钢管2采用无缝钢管，加劲板4采用结构用钢板，填充材料3使用水泥砂浆。外层钢管2外壁的各个面分别与各个方向的梁1连接。
权利要求
1.新型多区格加劲杂交结构，其由内层钢管(5)、外层钢管O)、加劲板(4)和填充材 料(3)组合而成，其特征在于，外层钢管(2)采用横截面为八边形的结构，内层钢管(5)采 用横截面为圆形或八边形的结构；内层钢管(5)和外层钢管(2)之间设置均勻分布的八片 加劲板G)，并将内层钢管(5)和外层钢管(2)之间的空间划分为多个区格，在各区格之间 填入填充材料(3)。
2.根据权利要求1所述的新型多区格加劲杂交结构，其特征在于，所述内层钢管(5)内 填入填充材料C3)或采用空心的形式。
3.根据权利要求1所述的新型多区格加劲杂交结构，其特征在于，所述内层钢管(5)和 外层钢管(2)采用焊接钢管、无缝钢管、冷弯钢管或其他方式形成的结构用钢管。
4.根据权利要求1所述的新型多区格加劲杂交结构，其特征在于，所述加劲板(4)采用 结构用钢板。
5.根据权利要求1所述的新型多区格加劲杂交结构，其特征在于，所述填充材料(3)使 用包括混凝土、水泥砂浆、粘合剂在内的建筑材料。
全文摘要
本发明属于工程结构领域，特别涉及一种新型多区格加劲杂交结构。其由内层钢管、外层钢管、加劲板和填充材料组合而成；外层钢管采用八边形，内层钢管采用圆形或八边形，内、外钢管之间设置加劲板并将二者之间的空间划分为多个区格，在各区格之间填入填充材料，内钢管中可填入填充材料也可采用空心的形式，内、外层钢管可采用焊接钢管、无缝钢管、冷弯钢管或其他方式形成的结构用钢管，加劲板可采用结构用钢板，填充材料可使用混凝土、水泥砂浆或粘合剂等建筑材料。该多区格加劲杂交结构，解决了巨形柱在空间多个方向和梁同时连接的问题；此外由于区格内的混凝土受到较强的约束作用而大大提高了结构的承载力和抗震能力；另外该结构还具有很好的抗火性能。
文档编号E04B1/30GK102094463SQ20101062358
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者于清, 廖飞宇 申请人:清华大学