一种适用于工业化生产的l形钢管混凝土组合异形柱的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明属于建筑结构技术领域，涉及一种装配式的钢管混凝土异形柱。
【背景技术】
[0002]钢管混凝土结构是在钢管中填充混凝土构成，它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对核心混凝土的约束作用，使得混凝土处于三向受压的状态，从而使得混凝土强度提高，延性得以改善；与此同时，由于混凝土的存在，可以延缓或避免钢管过早发生局部屈曲，保证钢材性能的充分发挥。在钢管混凝土的施工过程中，钢管可以作为其核心混凝土的浇筑模板，与钢筋混凝土相比，可以节省模板费用，加快施工速度。
[0003]钢管混凝土异形柱的提出得益于它截面尺寸小，柱与墙体等宽从而避免了建筑角部出现凸角影响房屋使用面积和家居布置的问题。过去的几年里，钢管混凝土异形柱得到了一定的发展，也在一些实际工程中得到了应用。目前应用较为广泛的是缀板式连接或缀条式连接的钢管混凝土异形柱，这些异形柱的缺陷在于工厂加工制作十分繁琐，不利于批量的工业化生产，此外现场安装施工焊缝数量多，工作量大，异形柱的质量不能得到保证。
[0004]为了解决钢管混凝土异形柱不能实现工业化批量生产以及现场安装施工程序复杂等问题，需要寻求一种既能实现工业化批量生产，现场又能快速安装施工的钢管混凝土异形柱形式。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种能够适用于工业化批量生产的，施工现场能够快速拼接的装配式钢管混凝土组合异形柱形式。本发明的技术方案如下:
[0006]—种适用于工业化生产的L形钢管混凝土组合异形柱，该柱包括钢板，高强螺栓和混凝土;其特征是，所述的钢板包括外角钢板(5)、内角钢板(6)和两个边槽钢板(8)，外角钢板(5)包括拐角部分(5-1)、两个端部(5-2)和两个侧面部分(5-3)，内角钢板(6)包括拐角部分(6-1)，两个端部(6-2)和两个侧面部分(6-3);外角钢板(5)两个侧面部分(5-3)和内角钢板(6)的两个侧面部分(6-3)尺寸一致，开设有相互对应的螺栓孔;外角钢板(5)和内角钢板
[6]相对应的端部通过与边槽钢板(8)焊接连接后形成L形异形柱，L形异形柱拐角处和两个端部截面均为方形，从而形成方钢管，内角钢板的两个侧面部分(6-3)和外角钢板的两个侧面部分(6-3)紧密靠近并通过高强螺栓固定连接，在每个方钢管内浇注有混凝土。
[0007]本发明的有益效果如下:
[0008](I)适用于工业化生产，加工制造方便。整栋建筑的此种异形柱只需加工几种截面类型的钢板，而且只要根据柱子截面的大小以及层高相应地调整钢板的尺寸即可。这样就可以实现在工厂中批量性生产，极大地提高了生产效率。
[0009](2)焊缝数量少，现场施焊工作量小，施工速度快，异形柱的整体性能好。与目前市场上常用的缀板式或缀条式连接的钢管混凝土异形柱相比，焊缝数量大量减少，施焊难度也大为降低，与此同时由于大量施焊所带来的残余应力和残余变形的影响也减小很多，从而使异形柱的整体性能得到了很好的保证。
[0010](3)与墙体连接方便。螺栓的两端不会伸出柱边，而是在柱边内侧，这样就不会影响柱与墙体的连接，使得施工更加便捷。
【附图说明】
[0011 ]图1a，Ib，Ic，Id为四种类型钢板的平面示意图，图1a为外角钢板5，图1b为内角钢板6，图1c为边钢板7，图1d为边槽钢板8 ；
[0012]图2为尚强螺检的构造不意图；
[0013]图3a，3b，3c，3d为四种类型钢板的三维示意图；
[0014]图4a，4b，4c为L形，T形以及十字形钢管混凝土组合异形柱的三维示意图；
[0015]图5a，5b，5c为L形，T形以及十字形钢管混凝土组合异形柱的剖面示意图；
[0016]图6a，6b，6c，6d为十字形钢管混凝土组合异形柱的施工过程示意图；图6a为现场安装定位后的示意图；图6b为装上高强螺栓后的示意图；图6c为对接焊缝连接及将肋板焊接在钢板的相应位置后的示意图；图6d为浇筑混凝土后示意图；
[0017]图中:1、螺栓孔，2、焊缝，3、混凝土，4、高强螺栓，5、外角钢板(包括拐角部分5-1、两个端部5-2和两个侧面部分5-3)，6、内角钢板(包括拐角部分6-1，两个端部6-2和两个侧面部分6-3)，7、边钢板(包括中部部分7-1、两个端部7-2和两个侧面部分7-3)，8、边槽钢板，
9、肋板。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供了一系列的装配式钢管混凝土组合异形柱形式，采用如图1和图3所示的4种不同截面类型的钢板，通过其中任意几种截面类型的钢板的组合从而形成不同截面类型的钢管混凝土组合异形柱。通过对接焊缝和图2的高强螺栓将3种截面形式的4块钢板连接成截面形状为L形的钢管混凝土组合异形柱、或通过对接焊缝和螺栓将3种截面形式的6块钢板连接成截面形状为T形的钢管混凝土组合异形柱、或通过对接焊缝和螺栓将2种截面形式的8块钢板连接成截面形状为十字形的钢管混凝土组合异形柱，在钢板连接完成后的槽内浇注混凝土。下面分别对几种形式的组合异形柱进行说明:
[0019]L形钢管混凝土组合异形柱，包括钢板，高强螺栓和混凝土；钢板包括外角钢板
(5)、内角钢板(6)和两个边槽钢板(8)，外角钢板(5)包括拐角部分(5-1)、两个端部(5-2)和两个侧面部分(5-3)，内角钢板(6)包括拐角部分(6-1)，两个端部(6-2)和两个侧面部分(6-3);外角钢板(5)两个侧面部分(5-3)和内角钢板(6)的两个侧面部分(6-3)尺寸一致，开设有相互对应的螺栓孔;外角钢板(5)和内角钢板(6)相对应的端部通过与边槽钢板(8)焊接连接后形成L形异形柱，L形异形柱拐角处和两个端部截面均为方形形成方钢管，内角钢板的两个侧面部分(6-3)和外角钢板的两个侧面部分(6-3)紧密靠近并通过高强螺栓固定连接，在每个方钢管内浇注有混凝土。
[0020]T形钢管混凝土组合异形柱，包括钢板，高强螺栓和混凝土;钢板包括边钢板(7)、两个内角钢板(6)和三个边槽钢板(8)，边钢板(7)包括中部部分(7-1)、两个端部(7-2)和两个侧面部分(7-3)，内角钢板(6)包括拐角部分(6-1)，两个端部(6-2)和两个侧面部分(6-3);边钢板(7)的两个侧面部分(7-3)分别和两个内角钢板(6)的一个侧面部分(6-3)尺寸一致，并开设有相互对应的螺栓孔;两个内角钢板(6)的另一个侧面部分(6-3)尺寸一致，并开设有相互对应的螺栓孔，边钢板(7)和两个内角钢板(6)尺寸相互配合，边钢板(7)和内角钢板(6)相对应的端部通过与边槽钢板(8)焊接连接后形成T形异形柱，T形异形柱在中部和三个端部截面均为方形，形成方钢管，边钢板(7)和内角钢板(6)之间及内角钢板(6)相互之间的相对应的侧面部分紧密靠近并通过高强螺栓固定连接，在每个方钢管内浇注有混凝土。[0021 ]十字形钢管混凝土组合异形柱，包括钢板，高强螺栓和混凝土;钢板包括四个内角钢板(6)和四个边槽钢板(8)，内角钢板(6)包括拐角部分(6-1)，两个端部(6-2)和两个侧面部分(6-3);内角钢板(6)端部和边槽钢板(8)尺寸相互配合，相邻的内角钢板(6)的端部与边槽钢板(8)焊接连接并形成十字形异形柱，十字形异形柱的中心和四个端部截面均为方形，形成方钢管，相对应的内角钢板(6)的侧面部分尺寸一致，紧密靠近并通过高强螺栓固定连接，在每个方钢管内浇注有混凝土。
[0022]4种钢板截面类型，其中有3种截面类型的钢板在它两条较长的边上沿着钢板的高度方向有一个并排的一定间距的螺栓孔I，钢板在现场安装定位时钢板间应该没有间隙，紧密摆放在一起，通过高强螺栓4和对接焊缝将所有钢板连成整体，钢管连接板沿着高度方向间隔布置肋板9，最后在方钢管内浇筑混凝土 3。
[0023]为进一步了解本发明，现以十字形钢管混凝土组合异形柱为例，来详细阐述它的现场施工过程。
[0024]由于十字形截面的对称性，所以只需两种截面类型的钢板即可，两种截面类型的钢板分别如图1b和图1d所示。首先，将工厂预制好的钢板在现场安装定位，如图6a所示。待钢板定位完成后，接下来将高强螺栓安装在钢板上，拧紧，保证钢板之间的可靠连接，如图6b所示。接着，焊接工人施焊，钢板之间通过对接焊缝连接同时将肋板焊接在钢板的相应位置，如图6c所示。最后，浇筑混凝土，如图6d所示。可以发现，整个安装过程十分方便和快捷，极大地提高了施工的速度，节约了成本。
【主权项】
1.一种适用于工业化生产的L形钢管混凝土组合异形柱，该柱包括钢板，高强螺栓和混凝土;其特征是，所述的钢板包括外角钢板(5)、内角钢板(6)和两个边槽钢板(8)，外角钢板(5)包括拐角部分(5-1)、两个端部(5-2)和两个侧面部分(5-3)，内角钢板(6)包括拐角部分(6-1)，两个端部(6-2)和两个侧面部分(6-3);外角钢板(5)两个侧面部分(5-3)和内角钢板(6)的两个侧面部分(6-3)尺寸一致，开设有相互对应的螺栓孔;外角钢板(5)和内角钢板(6)相对应的端部通过与边槽钢板(8)焊接连接后形成L形异形柱，L形异形柱拐角处和两个端部截面均为方形形成方钢管，内角钢板的两个侧面部分(6-3)和外角钢板的两个侧面部分(6-3)紧密靠近并通过高强螺栓固定连接，在每个方钢管内浇注有混凝土。2.根据权利要求1所述的组合异形柱，其特征在于，在外角钢板(5)的侧面部分及内角钢板(6)的侧面部分均设置有多条肋板(9)。
【专利摘要】本发明涉及适用于工业化生产的L形钢管混凝土组合异形柱，包括钢板，高强螺栓和混凝土；钢板包括外角钢板(5)、内角钢板(6)和两个边槽钢板(8)，外角钢板(5)包括拐角部分(5-1)、两个端部(5-2)和两个侧面部分(5-3)，内角钢板(6)包括拐角部分(6-1)，两个端部(6-2)和两个侧面部分(6-3)；通过与边槽钢板(8)焊接连接后形成L形异形柱，L形异形柱拐角处和两个端部截面均为方形，从而形成方钢管，内角钢板的两个侧面部分(6-3)和外角钢板的两个侧面部分(6-3)紧密靠近并通过高强螺栓固定连接，在每个方钢管内浇注有混凝土。本发明适用于工业化批量生产，施工现场能够快速拼接。
【IPC分类】E04C3/36
【公开号】CN105507496
【申请号】CN201510232596
【发明人】周婷, 胥民扬, 陈志华
【申请人】天津大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年5月7日