專利名稱：布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形鋼管混凝土柱，尤其是涉及ー種布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件。
背景技術(shù)：
目前，由于方形鋼管混凝土柱在地震中具有良好的延性及承載カ性能，因而在エ 業(yè)與民用建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。在方形鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)中，其外部鋼板兼作模板和受カ構(gòu)件，同時(shí)在其內(nèi)部大多都設(shè)置有肋板，以增強(qiáng)鋼板與混凝土之間的粘結(jié)カ和鋼板的局部穩(wěn)定性。但是，實(shí)際使用過(guò)程中，現(xiàn)有的方形鋼管混凝土柱普遍存在以下兩個(gè)問(wèn)題第一、鋼管混凝土柱一般采用全填充混凝土結(jié)構(gòu)，因而其結(jié)構(gòu)的柔度不夠，不利于抗震；第二、 鋼管與其內(nèi)部所填充混凝土之間的粘結(jié)力不足，因而組合結(jié)構(gòu)的整體性不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供ー種布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且建造施工簡(jiǎn)便、受カ性能好，能有效解決目前鋼管混凝土存在的自重大、鋼管與混凝土之間的粘結(jié)力不足、結(jié)構(gòu)整體性不夠等問(wèn)題，同時(shí)提高了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在干包括呈豎直向布設(shè)的方形鋼管、分別布設(shè)在方形鋼管四個(gè)內(nèi)側(cè)壁上的多個(gè)豎向加勁肋和由填充于方形鋼管內(nèi)側(cè)下部的鋼纖維混凝土澆筑而成的鋼纖維混凝土柱，所述鋼纖維混凝土柱將方形鋼管與多個(gè)所述豎向加勁肋緊固連接為一體，多個(gè)所述豎向加勁肋的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，多個(gè)所述豎向加勁肋的布設(shè)方向均與空心鋼管的中心軸線方向一致且多個(gè)所述豎向加勁肋布設(shè)在同一水平面上；所述方形鋼管的四個(gè)內(nèi)側(cè)壁包括呈左右對(duì)稱布設(shè)的左側(cè)壁和右側(cè)壁以及呈前后對(duì)稱布設(shè)的前側(cè)壁和后側(cè)壁，所述前側(cè)壁和后側(cè)壁上所布設(shè)豎向加勁肋的數(shù)量均為Ni，且所述左側(cè)壁和右側(cè)壁上所布設(shè)豎向加勁肋的數(shù)量均為N2，其中m ^ N2，所述前側(cè)壁和后側(cè)壁的橫向?qū)挾萀l >所述左側(cè)壁和右側(cè)壁的橫向?qū)挾萀2，Nl和N2均為正整數(shù)且N2 ^ 1 ；多個(gè)所述豎向加勁肋的豎向高度均與空心鋼管的豎向高度相同，所述豎向加勁肋下部為開(kāi)有多個(gè)通孔的開(kāi)孔段，且所述開(kāi)孔段的豎向高度與所述鋼纖維混凝土柱的豎向高度相同，多個(gè)所述通孔由上至下布設(shè)在同一豎直線上。上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是所述方形鋼管、多個(gè)所述豎向加勁肋和鋼纖維混凝土柱組成一個(gè)鋼管混凝土柱，所述鋼纖維混凝土柱的豎向高度與所述鋼管混凝土柱的承載カ大小相對(duì)應(yīng)，且所述鋼纖維混凝土柱的豎向高度越大，所述鋼管混凝土柱的承載カ越大。上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是所述方形鋼管的橫截面為正方形，多個(gè)所述豎向加勁肋呈均勻布設(shè)且W = N2。CN 102535750 A上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是多個(gè)所述豎向加勁肋的數(shù)量為4個(gè)或8個(gè)，且m = N2 = 1或2。上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是所述方形鋼管的橫截面為長(zhǎng)方形，Ll > L2，且多個(gè)所述豎向加勁肋的數(shù)量為4個(gè) 10個(gè)。上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是所述方形鋼管的橫截面積為4m2 IOm2且其壁厚為18mm 25mm。上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是多個(gè)所述通孔呈均勻布設(shè)。上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是所述通孔為圓形孔；所述圓形孔的直徑為Φ30πιπι Φ50πιπι，且上下相鄰兩個(gè)所述圓形孔的間距為 IOOmm 200mm。上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是所述豎向加勁肋為與方形鋼管焊接為一體的長(zhǎng)條形鋼肋板，所述長(zhǎng)條形鋼肋板的橫向?qū)挾葹镮OOmm 250mm且其厚度為12mm 22mm。上述布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征是所述鋼纖維混凝土為纖維體積率為 2%且密度為300kg/m3 1800kg/m3的輕質(zhì)鋼纖維混凝土。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且受カ性能好，自重輕，能解決目前鋼管混凝土柱所存在自重過(guò)大的問(wèn)題。2、建造施工簡(jiǎn)便，且投入成本較低。3、輕質(zhì)鋼纖維混凝土僅填充在方形鋼管的下半部分，増加了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性， 同時(shí)又保證了整體結(jié)構(gòu)的柔度，有利于結(jié)構(gòu)的抗震。4、豎向加勁肋在鋼纖維混凝土填充部分上開(kāi)有等間距布設(shè)的多個(gè)通孔，且鋼纖維混凝土填充完后，豎向加勁肋兩個(gè)側(cè)面的混凝土均可以發(fā)揮抗剪作用，嵌固在豎向加勁肋通孔內(nèi)的混凝土所處的應(yīng)力狀態(tài)使其抗壓強(qiáng)度有一定的提高，大大改善了目前鋼管混凝土柱存在的鋼管與混凝土之間粘結(jié)力不足的問(wèn)題，同時(shí)也提高了結(jié)構(gòu)的整體性。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且建造施工簡(jiǎn)便、受カ性能好，能有效解決目前鋼管混凝土存在的自重大、鋼管與混凝土之間的粘結(jié)力不足、結(jié)構(gòu)整體性不夠等問(wèn)題， 同時(shí)提高了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-方形鋼管；2-豎向加勁肋；3-鋼纖維混凝土柱；4-通孔。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1、圖2所示的ー種布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，包括呈豎直向布設(shè)的方形鋼管1、分別布設(shè)在方形鋼管1四個(gè)內(nèi)側(cè)壁上的多個(gè)豎向加勁肋2和由填充于方形鋼管1內(nèi)側(cè)下部的鋼纖維混凝土澆筑而成的鋼纖維混凝土柱3，所述鋼纖維混凝土柱3將方形鋼管1與多個(gè)所述豎向加勁肋2緊固連接為一體，多個(gè)所述豎向加勁肋2 的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，多個(gè)所述豎向加勁肋2的布設(shè)方向均與空心鋼管1的中心軸線方向一致且多個(gè)所述豎向加勁肋2布設(shè)在同一水平面上。所述方形鋼管1的四個(gè)內(nèi)側(cè)壁包括呈左右對(duì)稱布設(shè)的左側(cè)壁和右側(cè)壁以及呈前后對(duì)稱布設(shè)的前側(cè)壁和后側(cè)壁，所述前側(cè)壁和后側(cè)壁上所布設(shè)豎向加勁肋2的數(shù)量均為Ni，且所述左側(cè)壁和右側(cè)壁上所布設(shè)豎向加勁肋2 的數(shù)量均為N2，其中m ^ N2，所述前側(cè)壁和后側(cè)壁的橫向?qū)挾萀l >所述左側(cè)壁和右側(cè)壁的橫向?qū)挾萀2，m和N2均為正整數(shù)且N2 > 1。多個(gè)所述豎向加勁肋2的豎向高度均與空心鋼管1的豎向高度相同，所述豎向加勁肋2下部為開(kāi)有多個(gè)通孔4的開(kāi)孔段，且所述開(kāi)孔段的豎向高度與所述鋼纖維混凝土柱3的豎向高度相同，多個(gè)所述通孔4由上至下布設(shè)在同一豎直線上。本實(shí)施例中，實(shí)際加工制造吋，所述方形鋼管1、多個(gè)所述豎向加勁肋2和鋼纖維混凝土柱3組成一個(gè)鋼管混凝土柱，所述鋼纖維混凝土柱3的豎向高度與所述鋼管混凝土柱的承載カ大小相對(duì)應(yīng)，且所述鋼纖維混凝土柱3的豎向高度越大，所述鋼管混凝土柱的承載カ越大；反之，所述鋼纖維混凝土柱3的豎向高度越小，所述鋼管混凝土柱的承載カ越小。也就是說(shuō)，所述鋼纖維混凝土僅填充在方形鋼管1的下半部分，且鋼纖維混凝土的填充高度(即鋼纖維混凝土柱3的豎向高度)根據(jù)所述鋼管混凝土柱的抗震等級(jí)(具體是所述鋼管混凝土柱的承載力)由計(jì)算確定。所述鋼管混凝土柱的抗震等級(jí)越高，其抗震性能越好，所述鋼管混凝土柱的承載カ越大，相應(yīng)地鋼纖維混凝土柱3的豎向高度越大。另外，多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量與所述鋼管混凝土柱的承載カ大小相對(duì)應(yīng)， 且多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量越多，所述鋼管混凝土柱的承載カ越大。反之，多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量越少，所述鋼管混凝土柱的承載カ越小。本實(shí)施例中，所述方形鋼管1的橫截面為正方形，多個(gè)所述豎向加勁肋2呈均勻布設(shè)且Nl = N2。實(shí)際加工吋，多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量為4個(gè)或8個(gè)，且附=N2 = 1或2。 本實(shí)施例中，多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量為4個(gè)，且m = N2 = 1，也可根據(jù)實(shí)際具體需要，對(duì)多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本實(shí)施例中，所述鋼纖維混凝土為纖維體積率為1 % 2 %且密度為300kg/m3 1800kg/m3的輕質(zhì)鋼纖維混凝土。本實(shí)施例中，所述方形鋼管1的橫截面積為4m2 IOm2且其壁厚為18mm 25mm ； 多個(gè)所述通孔4呈均勻布設(shè)。所述通孔4為圓形孔；所述圓形孔的直徑為Φ30mm Φ50mm， 且上下相鄰兩個(gè)所述圓形孔的間距為IOOmm 200mm。所述豎向加勁肋2為與方形鋼管1 焊接為一體的長(zhǎng)條形鋼肋板，所述長(zhǎng)條形鋼肋板的橫向?qū)挾葹镮OOmm 250mm且其厚度為 12mm 22mm0
實(shí)際加工吋，可根據(jù)實(shí)際具體需要，對(duì)所述方形鋼管1的橫截面積和壁厚、所述通孔4的孔徑以及所述長(zhǎng)條形鋼肋板的橫向?qū)挾群秃穸冗M(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。實(shí)際建造過(guò)程中，首先，根據(jù)所述鋼管混凝土柱的抗震等級(jí)，且按照常規(guī)的受力分折方法分析并計(jì)算出鋼纖維混凝土的填充高度(即鋼纖維混凝土柱3的豎向高度)；且鋼纖維混凝土的填充高度確定后，再在豎向加勁肋2下部的開(kāi)孔段上開(kāi)設(shè)多個(gè)等間距布設(shè)的通孔4，豎向加勁肋2下部的開(kāi)孔段高度與鋼纖維混凝土柱3的豎向高度一致，也就是說(shuō)，再豎向加勁肋2下部的鋼纖維混凝土填充部分開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔4 ；然后，將開(kāi)設(shè)通孔4的豎向加勁肋2固定在方形鋼管1內(nèi)側(cè)；最后，將鋼纖維混凝土由下至上澆注在方形鋼管1的下半部分對(duì)應(yīng)高度內(nèi)，則完成本發(fā)明的加工制造過(guò)程。實(shí)際使用過(guò)程中，由于本發(fā)明主要由方形鋼管1、多個(gè)所述豎向加勁肋2和鋼纖維混凝土柱3組成，因而自重得到減輕，能解決目前鋼管混凝土柱所存在自重過(guò)大的問(wèn)題；同吋，由于鋼纖維混凝土僅在方形鋼管1下部填充，即采用部分填充方式，因而結(jié)構(gòu)的柔度增大，有利于抗震，同吋，由于在輕質(zhì)鋼纖維混凝土填充部分，固定在方形鋼管1內(nèi)部的豎向加勁肋2上開(kāi)有多個(gè)等間距布設(shè)的通孔4，因而待輕質(zhì)鋼纖維混凝土填充完后，豎向加勁肋 2兩個(gè)側(cè)面的混凝土均可以發(fā)揮抗剪作用，嵌固在豎向加勁肋2中通孔4內(nèi)的混凝土所處的應(yīng)カ狀態(tài)使整體結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度有一定的提高，大大改善了目前鋼管混凝土柱存在的鋼管與混凝土之間粘結(jié)力不足的問(wèn)題，同時(shí)也提高了結(jié)構(gòu)的整體性。實(shí)施例2本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述方形鋼管1的橫截面為長(zhǎng)方形，Ll > L2， 且多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量為4個(gè) 10個(gè)。如圖3所示，本實(shí)施例中，多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量為6個(gè)，其中附=2，N2 = 1，實(shí)際加工制造吋，可根據(jù)實(shí)際具體需要對(duì)多個(gè)所述豎向加勁肋2的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本實(shí)施例中，其余部分結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和制造過(guò)程均與實(shí)施例1相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在于包括呈豎直向布設(shè)的方形鋼管(1)、分別布設(shè)在方形鋼管(1)四個(gè)內(nèi)側(cè)壁上的多個(gè)豎向加勁肋(2)和由填充于方形鋼管(1)內(nèi)側(cè)下部的鋼纖維混凝土澆筑而成的鋼纖維混凝土柱(3)，所述鋼纖維混凝土柱C3)將方形鋼管(1)與多個(gè)所述豎向加勁肋( 緊固連接為一體，多個(gè)所述豎向加勁肋O)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，多個(gè)所述豎向加勁肋O)的布設(shè)方向均與空心鋼管 (1)的中心軸線方向一致且多個(gè)所述豎向加勁肋( 布設(shè)在同一水平面上；所述方形鋼管 (1)的四個(gè)內(nèi)側(cè)壁包括呈左右對(duì)稱布設(shè)的左側(cè)壁和右側(cè)壁以及呈前后對(duì)稱布設(shè)的前側(cè)壁和后側(cè)壁，所述前側(cè)壁和后側(cè)壁上所布設(shè)豎向加勁肋O)的數(shù)量均為Ni，且所述左側(cè)壁和右側(cè)壁上所布設(shè)豎向加勁肋( 的數(shù)量均為N2，其中m >N2，所述前側(cè)壁和后側(cè)壁的橫向?qū)挾萀l >所述左側(cè)壁和右側(cè)壁的橫向?qū)挾萀2，m和N2均為正整數(shù)且N2 ^ 1 ；多個(gè)所述豎向加勁肋O)的豎向高度均與空心鋼管(1)的豎向高度相同，所述豎向加勁肋(2)下部為開(kāi)有多個(gè)通孔的開(kāi)孔段，且所述開(kāi)孔段的豎向高度與所述鋼纖維混凝土柱(3)的豎向高度相同，多個(gè)所述通孔由上至下布設(shè)在同一豎直線上。
2.按照權(quán)利要求1所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在于所述方形鋼管(1)、多個(gè)所述豎向加勁肋(2)和鋼纖維混凝土柱(3)組成一個(gè)鋼管混凝土柱，所述鋼纖維混凝土柱(3)的豎向高度與所述鋼管混凝土柱的承載カ大小相對(duì)應(yīng)， 且所述鋼纖維混凝土柱(3)的豎向高度越大，所述鋼管混凝土柱的承載カ越大。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在于所述方形鋼管(1)的橫截面為正方形，多個(gè)所述豎向加勁肋( 呈均勻布設(shè)且 Nl = N2。
4.按照權(quán)利要求3所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在干多個(gè)所述豎向加勁肋⑵的數(shù)量為4個(gè)或8個(gè)，且m = N2 = 1或2。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在于所述方形鋼管(1)的橫截面為長(zhǎng)方形，Ll >L2，且多個(gè)所述豎向加勁肋( 的數(shù)量為4個(gè) 10個(gè)。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在于所述方形鋼管(1)的橫截面積為4m2 IOm2且其壁厚為18mm 25mm。
7.按照權(quán)利要求6所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在于多個(gè)所述通孔(4)呈均勻布設(shè)。
8.按照權(quán)利要求7所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在于所述通孔⑷為圓形孔；所述圓形孔的直徑為Φ30πιπι Φ50mm，且上下相鄰兩個(gè)所述圓形孔的間距為IOOmm 200mm。
9.按照權(quán)利要求7所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，其特征在于所述豎向加勁肋(2)為與方形鋼管(1)焊接為一體的長(zhǎng)條形鋼肋板，所述長(zhǎng)條形鋼肋板的橫向?qū)挾葹镮OOmm 250mm且其厚度為12mm 22mm。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件， 其特征在于所述鋼纖維混凝土為纖維體積率為 2%且密度為300kg/m3 1800kg/m3 的輕質(zhì)鋼纖維混凝土。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種布設(shè)開(kāi)孔加勁肋并填充鋼纖維混凝土的柱形結(jié)構(gòu)件，包括呈豎直向布設(shè)的方形鋼管、分別布設(shè)在方形鋼管四個(gè)內(nèi)側(cè)壁上的多個(gè)豎向加勁肋和由填充于方形鋼管內(nèi)側(cè)下部的鋼纖維混凝土澆筑而成的鋼纖維混凝土柱，多個(gè)豎向加勁肋的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且布設(shè)在同一水平面上；多個(gè)豎向加勁肋的豎向高度均與空心鋼管的豎向高度相同，豎向加勁肋下部為開(kāi)有多個(gè)通孔的開(kāi)孔段且開(kāi)孔段的豎向高度與鋼纖維混凝土柱的豎向高度相同，多個(gè)通孔由上至下布設(shè)在同一豎直線上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且建造施工簡(jiǎn)便、受力性能好，能解決現(xiàn)有鋼管混凝土存在的自重大、鋼管與混凝土間粘結(jié)力不足、結(jié)構(gòu)整體性不夠等問(wèn)題，同時(shí)提高了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102535750SQ20121003324
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者傅梅珍, 劉亮, 劉永健, 劉玉娟, 宋瑤, 張俊光 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)