一种分阶段屈服的带肋钢管混凝土组合柱结构的制作方法

本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种分阶段屈服的带肋钢管混凝土组合柱结构。

背景技术：

钢管混凝土柱是近年来发展起来的一种新型高效的组合构件，它由钢管和钢管内的混凝土组成。通过组合作用的发挥，钢管混凝土能够充分发挥钢材和混凝土两者的材料性能。由于管内混凝土的作用，钢管壁板的稳定性有较大的提高，避免或延缓了钢板壁板过早发生局部屈曲。此外，由于钢管对混凝土的约束作用，混凝土的抗压强度和变形能力得到明显提高。钢管还可以作为混凝土浇筑的模板，从而大大缩短工期。由于上述优点，钢管混凝土柱在实际工程中得到了越来越广泛的应用。对于钢管混凝土柱，在其他条件相同的情况下，钢材屈服强度越高，钢管的约束作用越强，柱的承载力越高。因此在承载力相同的情况下，采用高强钢管可以减小钢管混凝土柱的截面尺寸，节约钢材。然而在高强钢管混凝土柱减小截面尺寸的同时，其结构刚度也相应减小，使结构在小震作用下的变形较难满足要求。而且相比普通钢管，高强钢管在达到屈服强度前更易发生局部屈曲，从而制约了钢管强度的发挥。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种分阶段屈服的带肋钢管混凝土组合柱结构。

本发明的技术方案如下：

一种分阶段屈服的带肋钢管混凝土组合柱结构，包括一钢管，钢管内浇筑有混凝土，且该钢管的内壁面向内垂直凸设等间隔分布且与钢管等长的若干纵向肋板，每一纵向肋板的屈服强度均低于钢管的屈服强度，在地震作用下，上述若干纵向肋板会先于钢管屈服以消耗地震输入的能量，防止或延缓上述钢管过早损伤和破坏；

上述若干纵向肋板的相邻纵向肋板之间的间距为钢管宽度的20～35％，每一纵向肋板的厚度均为钢管的壁厚的30～50％，若干纵向肋板的总面积为钢管的侧壁的总面积的30～50％。

在本发明的一个优选实施方案中，所述若干纵向肋板的相邻纵向肋板之间的间距为钢管宽度的1/4～1/3。

在本发明的一个优选实施方案中，每一纵向肋板的厚度均为钢管的壁厚的1/3～1/2。

在本发明的一个优选实施方案中，所述若干纵向肋板的总面积为钢管的侧壁的总面积的1/3～1/2。

进一步优选的，所述钢管的横截面为矩形。

进一步优选的，所述钢管的横截面为圆形。

本发明的有益效果：本发明的分阶段屈服的带肋钢管混凝土组合柱的在钢管内增设了低屈服点的纵向肋板。低屈服点纵向肋板增强了钢管的局部稳定性，同时，低屈服点纵向肋板会先于高强钢管屈服，消耗地震输入结构的能量，防止高强钢管在大震作用下的过早损伤和破坏，弥补了普通高强钢管混凝土柱的不足，在高层建筑中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1的分阶段屈服带肋钢管混凝土组合柱的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1的分阶段屈服带肋钢管混凝土组合柱的横截面示意图。

图3为本发明实施例2的分阶段屈服带肋钢管混凝土组合柱的立体结构示意图；

图4为本发明实施例2的分阶段屈服带肋钢管混凝土组合柱的横截面示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种分阶段屈服的带肋钢管混凝土组合柱结构，包括一矩形横截面的钢管2，钢管2内浇筑有混凝土1，且该钢管2的内壁面向内垂直凸设等间隔分布且与钢管2等长的若干纵向肋板3，每一纵向肋板3的屈服强度均低于钢管2的屈服强度，在地震作用下，上述若干纵向肋板3会先于钢管2屈服以消耗地震输入的能量，防止或延缓上述钢管2过早损伤和破坏；

上述若干纵向肋板3的相邻纵向肋板3之间的间距为钢管2宽度的20～35％，每一纵向肋板3的厚度均为钢管2的壁厚的30～50％，若干纵向肋板3的总面积为钢管2的侧壁的总面积的30～50％；优选的，若干纵向肋板3的相邻纵向肋板3之间的间距为钢管2宽度的1/4～1/3，每一纵向肋板3的厚度均为钢管2的壁厚的1/3～1/2，若干纵向肋板3的总面积为钢管2的侧壁的总面积的1/3～1/2。

具体施工方法为：先按预定的间距在钢管2的各组成钢板上焊接纵向肋板3，纵向肋板3与钢管2板采用双面角焊缝连接。依次完成各带肋的钢板的制作，并将带肋钢板焊接成一个带肋的钢管2。最后，往该钢管2内浇注混凝土1，待混凝土1强度达到要求时，即完成本发明的施工。

实施例2

如图3和图4所示，一种分阶段屈服的带肋钢管2混凝土组合柱结构，包括一圆形横截面的钢管2，钢管2内浇筑有混凝土1，且该钢管2的内壁面向内垂直凸设等间隔分布且与钢管2等长的若干纵向肋板3，每一纵向肋板3的屈服强度均低于钢管2的屈服强度，在地震作用下，上述若干纵向肋板3会先于钢管2屈服以消耗地震输入的能量，防止或延缓上述钢管2过早损伤和破坏；

上述若干纵向肋板3的相邻纵向肋板3之间的间距为钢管2宽度的20～35％，每一纵向肋板3的厚度均为钢管2的壁厚的30～50％，若干纵向肋板3的总面积为钢管2的侧壁的总面积的30～50％；优选的，若干纵向肋板3的相邻纵向肋板3之间的间距为钢管2宽度的1/4～1/3，每一纵向肋板3的厚度均为钢管2的壁厚的1/3～1/2，若干纵向肋板3的总面积为钢管2的侧壁的总面积的1/3～1/2。

具体施工方法为：先按预定的间距在钢管2的各组成的弧形钢板上焊接纵向肋板3，纵向肋板3与弧形钢板采用双面角焊缝连接。依次完成各带肋的弧形钢板的制作，并将带肋的弧形钢板焊接成一个带肋的钢管2。最后，往该钢管2内浇注混凝土1，待混凝土1强度达到要求时，即完成本发明的施工。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种分阶段屈服的带肋钢管混凝土组合柱结构，包括一钢管，钢管内浇筑有混凝土，且该钢管的内壁面向内垂直凸设等间隔分布且与钢管等长的若干纵向肋板，每一纵向肋板的屈服强度均低于钢管的屈服强度，在地震作用下，上述若干纵向肋板会先于钢管屈服以消耗地震输入的能量，防止或延缓上述钢管过早损伤和破坏；本发明弥补了普通高强钢管混凝土柱的不足，在高层建筑中具有广阔的应用前景。

技术研发人员：胡红松;王浩祚;郭子雄;柴振岭;高鹏
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2017.05.08
技术公布日：2017.07.07