一种钢板网骨架混凝土梁柱及其构造设计方法与流程

本发明涉及土木工程相关技术领域，具体的说，是涉及一种钢板网骨架混凝土梁柱及其构造设计方法。

背景技术：

钢板网骨架混凝土梁柱是在混凝土中埋入钢板网而形成的一种组合结构构件。

传统钢筋混凝土柱，由纵筋和箍筋构成钢筋网，钢筋网绑扎复杂；箍筋在构件中主要起约束作用，不直接承担纵向荷载，存在一定程度的材料浪费。

钢板网骨架混凝土梁柱结合了传统钢筋混凝土梁柱和钢骨混凝土梁柱构件的优点，同时又避免了其各自的缺点。钢板网混凝土梁柱的优点包括：

相比传统钢筋混凝土梁柱，钢板网骨架混凝土梁柱的钢板网骨架可实现工厂化制造，简化了约束构件的制作程序，无需钢筋弯折、纵筋和箍筋绑扎等工序，缩短构件制作时间；同时由钢管加工而成的钢板网对内部混凝土提供了有效的约束作用，类似于螺旋箍筋混凝土柱或焊接钢筋网混凝土柱。

相比钢骨混凝土梁柱构件，钢板网骨架混凝土梁柱对混凝土的利用存在不同的作用机理，前者主要利用混凝土的约束防止钢骨屈曲；后者利用钢板网的约束充分发挥混凝土的承压能力，使钢板网骨架混凝土梁柱有更高的混凝土强度利用率；钢板网上开孔，确保钢板网内部和外部的混凝土通过孔洞形成整体，钢板网外不需设置钢筋网，简化了施工过程，并减小了钢骨外保护层的厚度。

对于传统的钢骨混凝土梁柱，钢骨为还需设置纵向钢筋和箍筋，施工复杂，同时要求钢骨外混凝土的保护层厚度不小于150mm。

公开号103225368A的发明专利描述了一种钢板网约束柱塑性铰区混凝土结构及制备方法，这种方法能够对混凝土提供良好的约束作用，能够防止混凝土过早的脱落，提高柱延性；但是是基于钢筋混凝土柱的一种改进，保留了钢筋混凝土的完整结构，不能解决其绑扎复杂、制作时间长等问题。

公开号201507721U的实用新型专利提供了一种内置钢板网骨架的塑料复合立柱，立柱为槽型结构，其中嵌置钢板网作为骨架，在钢板网骨架的上面和下面铺设有模压塑料形成复合体；其主要用于安装电缆桥架托臂，从其结构和材料选用看承载力较低，不能用于建筑结构。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种钢板网骨架混凝土梁柱。本发明所提供的混凝土梁柱，简化了传统混凝土梁柱的施工工艺，提高了构件制作中的标准化程度、整体强度与设计标准，有利于构件的规模化生产并节约用料。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢板网骨架混凝土梁柱，包括：

钢板网骨架，钢板网骨架侧面上开有等间距的多个孔洞，钢板网骨架内侧及外侧均具有混凝土，混凝土将钢板网骨架侧面完全包裹。即在浇筑过程中，在钢板网骨架的内外侧均具有现浇混凝土，现浇混凝土凝固后与钢板网骨架成为一体。

优选的，所述钢板网骨架的截面为矩形，其内部具有通孔。

优选的，所述钢板网骨架的截面为圆形，其内部具有通孔。

优选的，所述孔洞为圆形。

优选的，所述孔洞为四边形或多边形。

优选的，所述孔洞为三角形。

优选的，所述孔洞均布于钢板网骨架的4个面上。

优选的，所述钢板网骨架中，相邻两个面的孔洞的中心线不重合。

在提供上述结构方案的同时，本发明还提供了一种上述钢板网混凝土骨架梁柱的构造要求设计方法，

当设计对象为梁构件时，该梁构件满足：

其中：b₀为钢板网较长边的最小净长，t为钢板网厚度，f_t为混凝土轴心抗拉强度，f_yv为钢材抗拉强度。

作为另一种设计方法，当设计对象为柱构件时：

钢板网的最小净截面积与混凝土柱截面积比值大于3％，钢板网厚度不小于8mm，孔中心距不大于20t，且不应大于800mm，其中，t为钢板网厚度。

本发明的有益效果是：

1.钢板网除本身具有抗压和抗弯能力之外，相比钢筋增强了对内部混凝土的约束作用，提高了构件的极限承载力。

2.钢板网外的混凝土为钢板网提供了有效的保护，相比钢管混凝土，提高了钢材的抗火和抗腐蚀性能。

3.钢板网的孔洞，确保了钢管内外混凝土形成整体，提高了混凝土的抗裂性能。

4.钢板网加工方便，无需绑扎，简化了构件制作工艺，有利于构件的工厂化生产。

5.相比于纯钢构件，可降低构件的制作成本。

6.提供了设计方法，使构件的强度满足需求。

附图说明

图1为本发明中钢板网骨架混凝土柱的侧面示意图；

图2为本发明中钢板网骨架混凝土柱的平面示意图；

图3为第一种钢板网骨架的侧面示意图；

图4为第一种钢板网骨架的平面示意图；

图5为第一种钢板网骨架的结构示意图；

图6为第二种钢板网骨架的侧面示意图；

图7为第二种钢板网骨架的平面示意图；

图8为第二种钢板网骨架的结构示意图；

图9为第三种钢板网骨架的侧面示意图；

图10为第三种钢板网骨架的平面示意图；

图11为第三种钢板网骨架的结构示意图；

图中：1、钢板网骨架，2、孔洞，3、混凝土，4、钢板网骨架混凝土梁柱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：一种钢板网骨架混凝土梁柱4，其结构如图1-2所示，包括：钢板网骨架1，钢板网骨架1上具有多个孔洞2，钢板网骨架1内侧及外侧均具有混凝土3；混凝土3将钢板网骨架1侧面完全包裹。

钢板网骨架1的结构，如图3-5所示。该钢板网骨架4为方形结构，内部具有方形通孔，钢板骨架4的4个侧壁，均具有圆形孔洞4，相邻侧壁上的圆形孔洞形心位于同一平面内。

部分孔洞2位于钢板网骨架4的拐角，使得钢板网骨架1在保证结构强度的同时进一步降低整体质量。

当本实施例所提供的结构为梁构件时，该梁构件在设计过程中满足：

其中：b₀为钢板网较长边的最小净长，t为钢板网厚度，f_t为混凝土轴心抗拉强度，f_yv为钢材抗拉强度。

当本实施例所提供的结构为柱构件时，该柱构件在设计过程中满足：

钢板网的最小净截面积与混凝土柱截面积比值大于3％，钢板网厚度不小于8mm，孔中心距不大于20t，且不应大于800mm，其中，t为钢板网厚度。

实施例2：一种钢板网骨架混凝土梁柱4，其结构如图1-2所示，包括：钢板网骨架1，钢板网骨架1上具有多个孔洞2，钢板网骨架1内侧及外侧均具有混凝土3；混凝土3将钢板网骨架1侧面完全包裹。

钢板网骨架1的结构，如图6-8所示。该钢板网骨架4为方形结构，内部具有方形通孔，钢板骨架4的4个侧壁，均具有圆形孔洞4，相邻侧壁上的圆形孔洞形心位于不同平面，减少开孔造成的界面削弱。

本实施例中，在钢板网骨架1的拐角，不设有孔洞4。

当本实施例所提供的结构为梁构件时，该梁构件在设计过程中满足：

其中：b₀为钢板网较长边的最小净长，t为钢板网厚度，f_t为混凝土轴心抗拉强度，f_yv为钢材抗拉强度。

当本实施例所提供的结构为柱构件时，该柱构件在设计过程中满足：

钢板网的最小净截面积与混凝土柱截面积比值大于3％，钢板网厚度不小于8mm，孔中心距不大于20t，且不应大于800mm，其中，t为钢板网厚度。

实施例3：一种钢板网骨架混凝土梁柱4，其结构如图1-2所示，包括：钢板网骨架1，钢板网骨架1上具有多个孔洞2，钢板网骨架1内侧及外侧均具有混凝土3；混凝土3将钢板网骨架1侧面完全包裹。

钢板网骨架1的结构，如图9-11所示。该钢板网骨架4为方形结构，内部具有方形通孔，钢板骨架4的4个侧壁，均具有方形孔洞4，相邻侧壁上的方形孔洞形心位于同一平面内。

本实施例中，在钢板网骨架1的拐角，不设有孔洞4。

当本实施例所提供的结构为梁构件时，该梁构件在设计过程中满足：

其中：b₀为钢板网较长边的最小净长，t为钢板网厚度，f_t为混凝土轴心抗拉强度，f_yv为钢材抗拉强度。

当本实施例所提供的结构为柱构件时，该柱构件在设计过程中满足：

钢板网的最小净截面积与混凝土柱截面积比值大于3％，钢板网厚度不小于8mm，孔中心距不大于20t，且不应大于800mm，其中，t为钢板网厚度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。