专利名称：钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱及其制作方法
技术领域：
本发明具体涉及一种钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱及其制作方法。
背景技术：
钢管混凝土是钢管中填充混凝土而形成，且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件。由于填充混凝土的支撑作用可防止钢管管壁提前发生过早的屈曲，同时钢管对核心混凝土的约束作用，从而使钢管混凝土具有很高的承载力；同时钢管混凝土还有塑性和韧性好，抗震能力强等优点。因此，钢管混凝土具有广阔的应用前景。建筑设计中为满足建筑要求避免屋角柱棱角突出对屋内观瞻及占用空间的影响, 提高住宅内家具布置的灵活性，柱壁与填充墙同厚钢筋混凝土异形柱结构得到了广泛的应用，但混凝土易开裂，因而柱的抗剪和抗扭承载力较差，故抗震能力不足。目前也有一些学者提出了多种钢管混凝土异形柱的截面形式，但当宽厚比较大时，存在钢管对混凝土约束能力不强，容易过早屈曲，降低构件的承载力。为解决钢筋混凝土异形柱对抗震能力差和钢管混凝土柱的缺点，需要寻求一种延性好，承载力高的异形柱。
发明内容
本发明克服了现有钢管混凝土的异形柱的不足，特别是克服了在宽厚比较大的钢管混凝土中钢管对核心混凝土约束能力的不足，从而提高了构件的承载力和延性，同时实现了钢管混凝土异形柱的生产、组装的模块化。施工制作，设计也相对简单。本发明是一种钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，包括钢管、工字钢和浇筑其内的混凝土组成；钢管和工字钢焊接在一起组成不同截面的异形柱。整个截面由钢管和工字钢分隔，再向钢管和工字钢分隔的空间中填充混凝土。所述的钢管可以是焊接也可是轧制而成，所述的工字钢可以是焊接也可是轧制而成。所述钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱的制作方法，其特征在于(I)、工厂预制钢管和工字钢制作钢管钢管采用由焊接而成或轧制而成；工字钢采用由焊接而成或轧制而成；(2)、现场焊接钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱构件运至现场后，在钢管的相邻两边分别焊接工字钢，再将两根钢管焊接于两工字钢的另一端，将三根钢管和两根工字钢连接成截面形状为L形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱；现场固定后，在向钢管和工字钢分隔空间中浇筑混凝土养护，形成L形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱；(3)、采用相同的连接方法，将四根钢管和三根工字钢进行焊接，浇筑混凝土养护，形成T形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱；(4)、采用相同的连接方法，将五根钢管和四根工字钢进行焊接，浇筑混凝土养护， 形成十形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱；本发明的优点在于(I)阴角处钢管壁和工字钢翼缘钢板相互贯通克服了其他钢管混凝土异形柱阴角部传力不清，增强了钢管混凝土异形柱的整体工作能力；(2)钢管放置在截面的边缘和角部，产生较强的约束作用，提高了异形柱的承载力和抗震能力；(3)钢管和工字钢将异形柱的截面分隔防止了局部混凝土裂缝的向相邻部分的传递，能有效的增加钢管对混凝土的约束能力，从而从分发挥钢材和混凝土各自的优点，提高异形柱的承载力和延性；(4)钢管和工字钢分隔的空间相互独立直接受力，减小异形柱截面钢板的宽厚比， 防止钢管的过早屈曲。
图意图意图示意图
图
图
图
图
图
图
图
I是本发明由三个钢管和两个工字钢组成截面为“L”形的钢管混凝土异形柱示
2是本发明由四个钢管和三个工字钢组成截面为“T”形的钢管混凝土异形柱示
3是本发明由五个钢管和四个工字钢组成截面为“十”形的钢管混凝土异形柱
4是本发明的钢管示意5是本发明的工字钢示意6是本发明钢管和工字钢连接构造示意7是本发明L形钢管-工字钢组合钢管异形柱示意8是本发明L形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱示意9是本发明“T”形的钢管混凝土异形柱示意10是本发明“十”形的钢管混凝土异形柱示意中I-钢管2-工字钢3-混凝土
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1-10所示，本发明提供一种钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，该柱包括钢管I、工字钢2、和浇筑其内的混凝土 3组成。该柱是在钢管的相邻边焊接工字钢，再将钢管I焊接于工字钢2的另一端，将多根钢管I和工字钢2连接成截面形状为L形、T形或十字形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，再向钢管和工字钢分隔空间中填充混凝土。钢管I采用由焊接而成或轧制而成；工作钢2采用由焊接而成或轧制而成，如图I和图2所
/Jn ο所述钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱是指，构件运至现场后进行焊接，在钢管I的相邻边焊接工字钢2，如图6所示，再将两根钢管I焊接于两工字钢I的另一端，将三根钢管I和两根工字钢2连接成截面形状为L形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱， 如图7所示，现场固定后，在向钢管I和工字钢2分隔空间中浇筑混凝土养护，形成L形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，如图8所示。采用相同的连接方法，将四根钢管I和三根工字钢2进行焊接，浇筑混凝土养护， 形成T形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，如图9所示，采用相同的连接方法，将五根钢管I和四根工字钢2进行焊接，浇筑混凝土养护，形成十形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，如图10所示。
权利要求
1.钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，该柱包括钢管、工字钢和浇筑在钢管内及钢管和工字钢分隔空间中的混凝土，其特征在于三根钢管和两根工字钢连接成截面形状为L形，在中心钢管的一边通过对接焊缝焊接工字钢，并将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在工字钢的另一端焊接钢管， 同时也将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在中心钢管焊接工字钢的相邻边通过对接焊缝焊接另一工字钢，同时将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再将工字钢的另一端焊接钢管，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，通过两根工字钢将三根钢管连接成截面形状为L形的钢管-工字钢组合钢管异形柱，在钢管内及钢管和工字钢分隔空间中浇筑混凝土；或者，四根钢管和三根工字钢连接成截面形状为T形，在中心钢管的一边通过对接焊缝焊接工字钢，并将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在工字钢的另一端焊接钢管，同时也将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在中心钢管焊接工字钢的相邻边通过对接焊缝焊接另一工字钢，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐， 再将工字钢的另一端焊接钢管，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在中心钢管焊接工字钢的相邻边通过对接焊缝焊接另一工字钢，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再将工字钢的另一端焊接钢管，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，通过三根工字钢将四根钢管连接成截面形状为T形的钢管-工字钢组合钢管异形柱， 在钢管内及钢管和工字钢分隔空间中浇筑混凝土；或者，五根钢管和四根工字钢连接成截面形状为十字形，在中心钢管的一边通过对接焊缝焊接工字钢，并将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在工字钢的另一端焊接钢管，同时也将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在中心钢管焊接工字钢的相邻边通过对接焊缝焊接另一工字钢，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再将工字钢的另一端焊接钢管，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在中心钢管焊接工字钢的相邻边通过对接焊缝焊接另一工字钢，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再将工字钢的另一端焊接钢管，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再在中心钢管焊接工字钢的相邻边通过对接焊缝焊接另一工字钢，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，再将工字钢的另一端焊接钢管，将工字钢的两翼缘板表面与钢管的表面相平齐，通过四根工字钢将五根钢管连接成截面形状为十字形的钢管-工字钢组合钢管异形柱，在钢管内及钢管和工字钢分隔空间中浇筑混凝土。
2.根据权利要求I所述钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，其特征是所述的钢管由焊接而成或轧制而成。
3.根据权利要求I所述钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，其特征是所述的工字钢是焊接或轧制而成。
4.根据权利要求I所述钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱的制作方法，其特征在于(1)、工厂预制钢管、工字钢制作钢管钢管采用由焊接而成或轧制而成；工字钢采用由焊接而成或轧制而成；(2)、现场焊接钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱构件运至现场后，在钢管的相邻两边分别焊接工字钢，再将两根钢管焊接于两工字钢的另一端，将三根钢管和两根工字钢连接成截面形状为L形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱；现场固定后，在向钢管和工字钢分隔空间中浇筑混凝土养护，形成L形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱；(3)、采用相同的连接方法，将四根钢管和三根工字钢进行焊接，浇筑混凝土养护，形成 T形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱；⑷、采用相同的连接方法，将五根钢管和四根工字钢进行焊接，浇筑混凝土养护，形成十形钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱。
全文摘要
本发明涉及一种钢管-工字钢组合钢管混凝土异形柱，包括钢管、工字钢和浇筑其内的混凝土组成，钢管和工字钢焊接在一起组成不同截面的异形柱。整个截面由钢管和工字钢分隔，再向钢管和工字钢分隔空间中填充混凝土，钢管可以是焊接也可是轧制而成的，工字钢可以是焊接也可是轧制而成。本发明将有益效果是阴角处钢管壁和工字钢翼缘钢板相互贯通克服了其他钢管混凝土异形柱阴角部传力不清，增强了钢管混凝土异形柱的整体工作能力；钢管放置在截面的边缘和角部，加强了对异形柱的约束能力；钢管和工字钢将异形柱的混凝土分隔，降低了钢板的宽厚比，提高了承载力和抗震能力；使异形柱生产，组装模块化，同时施工速度较快。
文档编号E04C3/34GK102587577SQ20121006679
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者郑亮, 陈志华 申请人:天津大学