專利名稱：一種暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管材，更具體地說是一種應(yīng)用在結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域中，可用于新建工程 或加固改造工程的冷彎薄壁鋼管混凝土，特別適于作為建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的柱和支 撐構(gòu)件。
背景技術(shù)：
冷彎薄壁鋼管混凝土是指冷彎薄壁鋼管內(nèi)填充混凝土形成構(gòu)件，作為新型的組合結(jié) 構(gòu)形式，可用于低多層、小高層建筑結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的柱或支撐構(gòu)件。混凝土有效地提 高了薄壁構(gòu)件的局部屈曲強度、抗火性能和防腐蝕性能；薄壁鋼管對混凝土的約束作用 又使混凝土處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，從而提高混凝土強度，改善其塑性和韌性性能。這種結(jié) 構(gòu)可以充分發(fā)揮薄壁鋼材和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，減少用鋼量，節(jié)約工程造價。另外，
《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》對這類新型組合結(jié)構(gòu)缺乏具體的計算方法和構(gòu)造措施， 制約了其在建筑工程中應(yīng)用。目前國內(nèi)外研究者對不帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土進行了大
量的試驗和理論研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在管壁設(shè)置加勁肋可有效地提高結(jié)構(gòu)的強度和剛度。 因此， 一些學(xué)者提出用有效構(gòu)造措施來提高管壁的穩(wěn)定性，如約束拉桿、角部隅撐、設(shè) 置四邊加勁肋方法。然而，目前這些方法在實際工程應(yīng)用中存在加工和施工困難、焊接 工作量大、造價高等明顯缺點，不利于在實際工程中大規(guī)模推廣和應(yīng)用冷彎薄壁鋼管混 凝土。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種可用于新建工程或加固改造工 程，特別適用于建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的柱和支撐構(gòu)件的暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管 混凝土，以期獲得良好的結(jié)構(gòu)受力性能和抗震性能，減小結(jié)構(gòu)自重，減少焊接工作量和 施工模板，便于運輸和安裝施工。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案
一種暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土，由鋼管及填充于鋼管內(nèi)的混凝土構(gòu)成， 所述鋼管由若干沿長度方向開口的并在開口處形成折邊的型材依次扣合所形成，所述型 材的折邊扣合形成向鋼管內(nèi)部徑向延伸的鋼管的肋。
所述型材為鋼板制成的管狀型材，所述型材沿其長度方向開口，鋼板在開口處的邊 分別向外連續(xù)具有三次直角彎折，向內(nèi)具有一次直角彎折形成折邊。
所述型材為鋼板制成的管狀型材，所述型材沿其長度方向開口，鋼板在開口處的邊 分別向外連續(xù)具有四次直角彎折，向內(nèi)連續(xù)具有兩次直角彎折形成折邊。一種制備暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土的方法，按如下步驟進行操作
① 、取板厚度小于6mm的薄壁鋼板，該鋼板彎折為管狀的型材，型材沿其長度方向 具有開口，鋼板在開口處的邊分別向外連續(xù)具有三次或四次直角彎折，向內(nèi)具有一次或 兩次直角彎折形成折邊。
② 、取步驟1的型材以其折邊依次扣合形成鋼管，型材的折邊扣合后形成向鋼管內(nèi) 部徑向延伸的鋼管的肋；
④、向鋼管內(nèi)澆注混凝土，養(yǎng)護、待凝結(jié)后即形成帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土。 所述鋼板選自屈服強度在550Mpa以上的高強鋼材制成。
所述混凝土為普通混凝土或抗壓強度在80-120MPa的高強混凝土或自密實混凝土。 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
1、 本發(fā)明充分利用了薄壁鋼管和混凝土兩種材料的優(yōu)良性能并相互作用， 一方面混 凝土有效地提高了薄壁鋼構(gòu)件的局部屈曲強度、抗火性能和防腐蝕性能；另一方面薄壁 鋼管對混凝土的約束作用使混凝土處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，從而提高混凝土強度，改善其塑 性和韌性性能。這種結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮薄壁鋼材和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，減少用鋼量， 節(jié)約工程造價。
2、 本發(fā)明采用先進的無穿孔、無穿刺的隱蔽式安裝設(shè)計，改進了現(xiàn)有用約束拉桿、 角部隅撐、設(shè)置四邊加勁肋等構(gòu)造措施來提高管壁穩(wěn)定性的缺點，因為這些方法在實際 工程應(yīng)用中存在加工和施工困難、焊接工作量大、造價高等明顯缺點，通過不同角度暗 扣鎖邊的固定方式將特定形狀的冷彎薄壁鋼板組裝成帶肋冷彎薄壁鋼管。
3、 本發(fā)明便于構(gòu)件運輸，施工安裝快捷，可用于新建工程和加固改造工程；特別適 用于建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的柱和支撐構(gòu)件。
4、 相對于現(xiàn)有的成型鋼管或由幾部分焊接成型的鋼管而言，省去了焊接工序，重要 的是，鋼管內(nèi)部以鋼板的折邊形成肋，大大提高鋼管的強度。


圖1 (a)為本發(fā)明第一實施例鋼管混凝土截面示意圖、圖1 (b)為帶肋冷彎薄壁鋼 管截面示意圖、圖l (c)形成鋼管的一個單元鋼板(型材)截面示意圖。
圖2 (a)為本發(fā)明第二實施例鋼管混凝土截面示意圖、圖2 (b)為帶肋冷彎薄壁鋼 管截面示意圖、圖2 (c)形成鋼管的一個單元鋼板(型材)截面示意圖。
圖3 (a)為本發(fā)明第三實施例鋼管混凝土截面示意圖、圖3 (b)為帶肋冷彎薄壁鋼 管截面示意圖、圖3 (c)形成鋼管的一個單元鋼板(型材)截面示意圖。
圖中標(biāo)號1為鋼管混凝土， 2為鋼管，3為混凝土， 4為型材，41、 42、 43、 44、 45、 46為折邊，5為肋。以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施方式
，非限定實施例如下所述
實施例h圖1 (a)、圖1 (b)、圖1 (C)所示，本實施例的鋼管混凝土 1，由鋼管
2及填充于鋼管內(nèi)的混凝土 3構(gòu)成，鋼管由四個沿長度方向開口的并在開口處形成折邊的 型材4依次扣合所形成，相鄰型材4的折邊41、 42扣合后形成向鋼管內(nèi)部徑向延伸的鋼 管的肋5。
實施中，型材4為鋼板制成的管狀型材，沿型材的長度方向開口，鋼板在開口處的 邊分別向外連續(xù)具有三次直角彎折形成折邊41，向內(nèi)具有一次直角彎折形成折邊42。 鋼管混凝土的制備方法如下所述
① 、取板厚度小于6mm的薄壁鋼板，該鋼板彎折為管狀的型材4，型材沿其長度方 向具有開口，鋼板在開口處的邊分別向外連續(xù)具有三次直角彎折形成折邊41，向內(nèi)具有 一次直角彎折形成折邊42。
② 、取步驟l的型材，相鄰型材以其折邊4K 42依次扣合形成鋼管2，型材的折邊 扣合后形成向鋼管內(nèi)部徑向延伸的鋼管的肋5;
、向鋼管內(nèi)澆注混凝土3，養(yǎng)護、待凝結(jié)后即形成帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土l。
本實施例中，冷彎薄壁鋼板可以采用普通強度鋼材或屈服強度在550Mpa以上的高強 鋼材，混凝土可以是普通混凝土或抗壓強度在80-120MPa的高強混凝土或自密實混凝土。 具體制備是在采用先進的無穿孔、無穿刺的隱蔽式安裝設(shè)計，通過不同角度折邊，折邊 以暗扣鎖邊的固定方式將特定形狀的冷彎薄壁鋼板組裝成帶肋冷彎薄壁鋼管，填充混凝 土后形成鋼管混凝土，可以具體應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程中的柱件、支撐件、桁架等。
實施例2:圖2 (a)、圖2 (b)、圖2 (c)所示，本實施例同實施例1，所不同的是， 型材4的鋼板在開口處的邊分別向外連續(xù)具有四次直角彎折形成折邊43，向內(nèi)具有兩次 直角彎折形成折邊44。
實施例3:圖3 (a)、圖3 (b)、圖3 (c)所示，本實施例同實施例1，所不同的是， 型材4的鋼板在開口處的邊分別向外連續(xù)具有四次弧形彎折形成折邊45，向內(nèi)具有四次 弧形彎折形成折邊46。
權(quán)利要求
1、一種暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土，由鋼管及填充于鋼管內(nèi)的混凝土構(gòu)成，其特征在于，所述鋼管由若干沿長度方向開口的并在開口處形成折邊的型材依次扣合所形成，所述型材的折邊扣合形成向鋼管內(nèi)部徑向延伸的鋼管的肋。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土，其特征在于，所 述型材為鋼板制成的管狀型材，所述型材沿其長度方向開口，鋼板在開口處的邊分別向 外連續(xù)具有三次直角彎折，向內(nèi)具有一次直角彎折形成折邊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土，其特征在于，所 述型材為鋼板制成的管狀型材，所述型材沿其長度方向開口，鋼板在開口處的邊分別向 外連續(xù)具有四次直角彎折，向內(nèi)連續(xù)具有兩次直角彎折形成折邊。
4、 一種制備暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土的方法，其特征是按如下歩驟進 行操作① 、取板厚度小于6mm的薄壁鋼板，該鋼板彎折為管狀的型材，型材沿其長度方 向具有開口，鋼板在開口處的邊分別向外連續(xù)具有三次或四次直角彎折，向內(nèi)具有一次或兩次直角彎折形成折邊。② 、取步驟1的型材以其折邊依次扣合形成鋼管，型材的折邊扣合后形成向鋼管內(nèi) 部徑向延伸的鋼管的肋；④、向鋼管內(nèi)澆注混凝土，養(yǎng)護、待凝結(jié)后即形成帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土的方法，其特 征是所述鋼板選自屈服強度在550Mpa以上的高強鋼材制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土的方法，其特 征是所述混凝土為普通混凝土或抗壓強度在80-120MPa的高強混凝土或自密實混凝土。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種暗扣鎖邊式帶肋冷彎薄壁鋼管混凝土，由鋼管及填充于鋼管內(nèi)的混凝土構(gòu)成，其特征在于，所述鋼管由若干沿長度方向開口的并在開口處形成折邊的型材依次扣合所形成，所述型材的折邊扣合形成向鋼管內(nèi)部徑向延伸的鋼管的肋。采用先進的無穿孔、無穿刺的隱蔽式安裝設(shè)計，通過不同角度暗扣鎖邊的固定方式將特定形狀的冷彎薄壁鋼板組裝成帶肋冷彎薄壁鋼管，向鋼管內(nèi)澆注普通混凝土或高強自密實混凝土，養(yǎng)護、固結(jié)成型。本發(fā)明工藝簡單，制作簡便，能獲得結(jié)構(gòu)承載力高、抗震性能優(yōu)越、自重較輕、施工安裝快捷的鋼管混凝土。不需或少需焊接和設(shè)置模板，可滿足建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求而直接使用。
文檔編號B21C37/06GK101538913SQ20091011633
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者夏竟成, 王靜峰 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)