一种表面附凸缘加劲肋凹坑的型材混凝土柱的制作方法

1.本实用新型涉及混凝土柱技术领域，尤其是一种表面附凸缘加劲肋凹坑的型材混凝土柱。


背景技术：

2.在型钢混凝土柱中，型钢的形式基本上可分为实腹式和空腹式两种。实腹式型钢采用由钢板焊接而成或直接轧制而成的工字形、口字形、十字形截面等。空腹式型钢是采用角钢或小型型钢通过缀板连接形成的格构式钢骨架，有平腹杆和斜腹杆。研究表明，相比空腹式型钢混凝土柱，实腹式型钢混凝土柱在承载能力、刚度和延性等方面都具有显著优势。相比于普通钢筋混凝土柱，型钢混凝土柱具有承载能力高、延性好、刚度大及抗震性能优越等特点，根据国内外学者的试验研究,型钢与混凝土之间的粘结作用远小于钢筋与混凝土的粘结作用。日本学者根据其试验测得的粘结强度,认为只有光圆钢筋与混凝土粘结强度的45％,而国内学者认为有其60％。型钢混凝土柱良好的性能是以型钢和混凝土在保证粘结性能下协同工作为前提的。正是由于这种粘结作用，使型钢与混凝土界面实现应力传递，建立起结构承载所需的工作应力，以共同抵抗各种外部作用效应。型钢混凝土之间的剪力传递主要有两种方式，分别是通过自然粘结和设置剪切连接件。型钢混凝土柱中型钢与混凝土连接面之间的自然粘结作用主要由混凝土中水泥胶体与型钢表面的化学胶结力,型钢与混凝土接触面上的摩擦阻力和型钢表面粗糙不平的机械咬合力组成。其中化学胶结力的大小直接关系到粘结作用的强弱。化学胶结力主要存在于型钢与混凝土表面发生相对粘结滑移之前,当连接面上发生相对粘结滑移后,水泥胶体被剪断或挤碎,化学胶结力大大降低,对于型钢而言,化学胶结力在总粘结力中的比重远远大于在光圆钢筋中的比重。在化学胶结力退出工作之后,型钢与混凝土主要靠相互之间的摩擦阻力和机械咬合力来维持共同工作。国内外学者在型钢混凝土梁柱的试验中发现,在达到构件的极限强度的80％以前,混凝土与型钢滑移较小,平截面假定基本成立。而达到加载后期,特别是构件临近破坏前,型钢与混凝土之间的滑移相当明显,不可忽略,此时平截面假定不再成立。只有按照完全剪切计算设置剪切连接件的构件,才可认为型钢与混凝土之间完全协同工作。因此,对于不设置剪切连接件的构件必须考虑粘结滑移的影响。但在实际工程中设置剪切连接件会增加工期，提高造价，剪切连接件在受力时的变形会增大混凝土的破坏，使型钢与混凝土间的自然粘结强度降低。


技术实现要素：

3.为了克服现有型钢和混凝土之间自然粘结强度低的问题，本实用新型提供了一种表面附凸缘加劲肋凹坑的型材混凝土柱。
4.本实用新型提供解决其技术问题的技术方案是：
5.一种表面附凸缘加劲肋凹坑的型材混凝土柱，包括填充部和将填充部包裹的混凝土，填充部的外表面固定连接凹坑结构和设置在凹坑结构四周的环形加劲肋。
6.进一步的，凹坑结构的径向截面形状可以为正六边形、矩形和圆形的一种。
7.进一步的，环形加劲肋的内表面径向截面形状可以为圆形、矩形和椭圆形的一种。
8.进一步的，填充部包括有第一组件，第一组件包括有第一钢板，垂直于第一钢板焊接固定的第二钢板，垂直于第二钢板且平行于第一钢板焊接固定的第三钢板。
9.进一步的，填充部还包括有第二组件，第二组件包括有平行于第二钢板设置的第四钢板，垂直于第四钢板和第二钢板焊接固定在第四钢板和第二钢板之间的第五钢板，垂直于第二钢板并且焊接固定在第二钢板上的第六钢板，平行于第二钢板并且垂直第六钢板设置的第七钢板。
10.进一步的，第二组件和第一组件互相垂直。
11.进一步的，混凝土柱截面为矩形并且在混凝土柱的四个角上设置有纵筋。
12.进一步的，围绕纵筋和混凝土柱绕设有箍筋。
13.进一步的，填充部的材料可以为复合材料或者钢材的一种。
14.本实用新型的有益效果：
15.1、在合理选择填充部表面所焊附带凹坑结构的环形加劲肋的形状及尺寸后一方面可以增加型钢与混凝土之间的粘结作用，另一方面可以对削弱的型钢刚度进行补强。使得在不提高混凝土强度等级的情况下填充部与混凝土之间的协同受力性能得到提升。
16.2、凹坑结构的存在可以避免在型钢上布置大量的剪力连接件，缩短工期，提高了混凝土与填充部之间的密实性，具有良好的经济效益。
17.3、在填充部表面所附有的附带凹坑结构的环形加劲肋在不明显提高混凝土柱含钢率的前提下，也增强了型钢混凝土柱的承载能力和延性，利于抗震区的设计，具有良好的经济效益。
附图说明
18.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施方式一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
19.图1是本实用新型一实施例俯视结构示意图；
20.图2是本实用新型一实施例俯视结构示意图；
21.图3是本实用新型一实施例中第一组件结构示意图；
22.图4是本实用新型一实施例中第一钢板结构示意图。
23.图中标号：1、填充部；11、第一组件；111、第一钢板；112、第二钢板； 113、第三钢板；12、第二组件；121、第四钢板；122、第五钢板；123、第六钢板；124、第七钢板；2、混凝土；3、箍筋；4、纵筋；5、凹坑结构；6、环形加劲肋；7、焊接部。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新
型。
25.实施例1
26.如图1所示，一种表面附凸缘加劲肋凹坑的型材混凝土柱，包括有填充部1 和包裹填充部1设置的混凝土2，其中填充部1的截面形状根据实际工程需要来确定。填充部1的材料可以为复合材料或者钢材等满足工程强度需求的材料中的一种，填充部1的材料以满足工程需求为准，在此并不做出限定，优选的，在本技术中填充部1的材料选用为钢材。填充部1包括有第一组件11，第一组件11可以根据实际生产的需求对进行选择，在此不作出限定，在本实施例中，第一组件11可选的设置为工字钢。其中第一组件11由第一钢板111、第二钢板 112和第三钢板113焊接组成。在第一钢板111、第二钢板112和第三钢板113 的上下表面都设置有凹坑结构5和环形加劲肋6。
27.进一步的，凹坑结构5内凹于第一组件11的外表面，并且不贯穿第一组件11，环形加劲肋6是固定连接在第一组件11的外表面的，并且凹坑结构5和环形加劲肋6同心设置。凹坑结构5和环形加劲肋6的截面形状是可以根据工程需要作出改变的，凹坑结构5和环形加劲肋6的截面面积也是可以根据工程需要作出改变的，凹坑结构5的凹陷长度也是可以根据工程需要作出改变的，环形加劲肋6的凸出长度也是可以根据工程需要作出改变的，以适配实际工程为准，在此不作出限定。在本实施例中，凹坑结构5的径向截面形状可以选择为正六边形、矩形或者是圆形等的一种，环形加劲肋6的径向截面形状可以选择为圆形、矩形或者是椭圆形的等一种，根据工程需要，凹坑结构5和环形加劲肋6的形状还能够作出其他的变换。
28.凹坑结构5和环形加劲肋6可以预先在工厂对钢板轧制加工而得到，亦或者是通过3d打印技术一体成型得到。凹坑结构5和环形加劲肋6在第一钢板111、第二钢板112和第三钢板113上加工完成之后，而后焊接固定组成第一组件111。
29.混凝土2组成的混凝土柱的截面形状根据实际工程的需要来确定，在此不作出限定，在本实施例中，混凝土2组成的混凝土柱的截面形状设置为矩形。其中第一组件11设置在混凝土柱的中心，进而使得第一组件11受到的载荷能够均匀。在混凝土柱的四个角上都设置有纵筋4，在纵筋4的外沿环绕混凝土柱绕设有箍筋3，箍筋3的外侧还设置有保护层。在箍筋3和纵筋4内表面侧放置好第一组件11之后，进行混凝土2的浇筑，即可成型混凝土柱。
30.如图3所示，在第一组件11的外表面设置有阵列状的凹坑结构5和环形加劲肋6，此处为本实施例的优选结构，在实际工程中，每一个凹坑结构5和环形加劲肋6之间的间距和排布情况可以做出变动，以适应工程需求为佳。其中第一钢板111和第三钢板113是平行设置，第二钢板112的一端固定连接有第一钢板111，第二钢板112的另一端固定连接有第三钢板113。并且第二钢板112 和第一钢板111和第三钢板113都垂直设置。
31.如图4所示，在第一钢板111的一侧表面上，还设置有焊接部7，焊接部7 用于预留第二钢板112和第一钢板111的焊接位置并且焊接部7和第二钢板112 的厚度适配，在焊接部6上是不设置有附带凹坑结构5的环形加劲肋6的。进一步的，在第三钢板113的对应位置也设置有焊接部7。
32.实施例2
33.如图2所示，为了适应实际工程的需求，填充部1还包括有第二组件12，第二组件12是垂直于上述实施例中的第一组件11设置的。第二组件12包括有第四钢板121，垂直并焊接
固定在第四钢板121一侧的第五钢板122，第七钢板 124和垂直并焊接固定在第七钢板124一侧的第六钢板123，其中第四钢板121 和第七钢板124都和第二钢板112是平行的。其中第五钢板122的一端固定连接有第四钢板121，第五钢板122的另一端固定连接有第二钢板112。其中第六钢板123的一端固定连接有第七钢板124，第六钢板123的另一端固定连接有第二钢板112。
34.在第二组件12的外表面同样的设置有凹坑结构5和环形加劲肋6，凹坑结构5和环形加劲肋6在第二组件上的设置同实施例1中的凹坑结构5和环形加劲肋6在第一组件11上的设置。并且第二组件12各钢板之间通过焊接进行连接。
35.实施例3
36.进一步的，在保证填充部1强度的情况下，上述实施例中的凹坑结构5还可以贯穿填充部1设置。
37.显然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。