專利名稱：底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型型鋼混凝土疊合柱，特別涉及一種底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)各類建筑的要求也日益提高，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性、舒適性都有一定的要求。鋼筋混凝土柱和型鋼混凝土疊合柱在各類高層和超高層建筑中的應(yīng)用越來(lái)越多，而且各有其優(yōu)越性。鋼筋混凝土柱充分發(fā)揮了鋼筋和混凝土各自的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的抗震性能和防火防腐性能；型鋼混凝土疊合柱，克服了型鋼易發(fā)生局部屈曲和防火性能差的缺點(diǎn)，同時(shí)對(duì)混凝土起著約束作用，充分發(fā)揮了型鋼和混凝土的優(yōu)點(diǎn)。鋼筋混凝土柱和型鋼混凝土疊合柱在大范圍應(yīng)用的同時(shí)，其缺點(diǎn)也日益顯現(xiàn)。鋼筋混凝土柱的截面尺寸較大，占用了使用空間，而且變形能力有限；型鋼混凝土疊合柱的出現(xiàn)在一定程度上為我們解決了這一問(wèn)題，但在超高層結(jié)構(gòu)中，普通的型鋼混凝土疊合柱的截面尺寸依舊很大，而且結(jié)構(gòu)的破壞多集中在型鋼混凝土疊合柱的底部。這就要求我們對(duì)疊合柱的底部進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮材料的抗震性能，保證結(jié)構(gòu)的安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是增加型鋼混凝土疊合柱的抗震防線，提高其抗震性能。本實(shí)用新型為了解決這一問(wèn)題，提出了一種底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱及作法。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述疊合柱包括內(nèi)部型鋼、混凝土、縱筋、箍筋、軟鋼耗能鋼板以及螺栓，所述內(nèi)部型鋼包裹于所述混凝土中，所述內(nèi)部型鋼外部的混凝土中預(yù)埋有縱筋和箍筋，所述內(nèi)部型鋼的底部外側(cè)疊合設(shè)置有軟鋼耗能鋼板，底部的軟鋼耗能鋼板伸進(jìn)地面或者基礎(chǔ)頂面以下并與其錨固，其中，錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求。內(nèi)部型鋼的外側(cè)設(shè)置螺栓，使其和混凝土能夠共同工作。所述型鋼混凝土疊合柱為矩形截面或圓形截面。所述軟鋼耗能鋼板高出地面或者基礎(chǔ)頂面的高度為I. 0h，其中，h為疊合柱圓形截面的直徑或矩形截面的長(zhǎng)邊尺寸。也就是加強(qiáng)了型鋼混凝土疊合柱底部的塑性鉸域，延緩或避免型鋼混凝土疊合柱底部的破壞，充分發(fā)揮其抗震承載能力和耗能能力，使其在地震作用下表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能。所述內(nèi)部型鋼為工字形、H形、T形鋼骨或角鋼。軟鋼耗能鋼板的厚度不小于內(nèi)部型鋼的厚度。軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼采用或不采用螺栓連接。上述底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱的作法，其制作順序如下[0013]I)按照要求制作內(nèi)部型鋼和其底部的軟鋼耗能鋼板；2)在內(nèi)部型鋼和底部的軟鋼耗能鋼板相對(duì)應(yīng)的位置根據(jù)實(shí)際需要雙向預(yù)留或不預(yù)留螺栓孔洞；3)在內(nèi)部型鋼的外側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的螺栓；4)將軟鋼耗能鋼板疊合設(shè)置在內(nèi)部型鋼的底部外側(cè)，對(duì)內(nèi)部型鋼和軟鋼耗能鋼板進(jìn)行正確的定位和安裝，若之前預(yù)留有螺栓孔洞，則通過(guò)螺栓將內(nèi)部型鋼和軟鋼耗能鋼板連接固定；5)綁扎內(nèi)部型鋼外側(cè)的縱筋和箍筋，形成鋼筋網(wǎng)；6)在鋼筋網(wǎng)外側(cè)預(yù)留一定的保護(hù)層厚度，支模板；7)在模板中灌注混凝土，成型后即為底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱。本實(shí)用新型的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱及作法，其底部軟鋼耗能鋼板宜設(shè)置在內(nèi)部型鋼受力較大軸向的端部，軟鋼耗能鋼板的厚度不宜小于內(nèi)部型鋼的厚度，軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼可以根據(jù)實(shí)際需要與否確定是否需要螺栓連接；完成軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼的連接后，綁扎豎向鋼筋和箍筋，形成鋼筋網(wǎng)，之后澆筑混凝土，由于內(nèi)部型鋼和軟鋼耗能鋼板被外部混凝土包裹，可以起到擠壓作用，成型后即為底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱。在多遇地震作用下，型鋼混凝土疊合柱受力較小，此時(shí)軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼在混凝土的擠壓作用下摩擦耗能；混凝土的擠壓作用不僅提高了其摩擦耗能能力，而且使軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼連為一體，其整體工作性能好，剛度大，強(qiáng)度也大；當(dāng)在罕遇地震作用下，由于型鋼混凝土疊合柱的變形增大，軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼聯(lián)系減弱，其共同工作性能退化，它們開(kāi)始各自充分發(fā)揮其延性性能和耗能作用，總體剛度減小，結(jié)構(gòu)周期變長(zhǎng)，地震作用減小，相當(dāng)于增加了一道抗震防線，提高了結(jié)構(gòu)的安全性。與相同斷面、相同荷載作用下的普通型鋼混凝土柱比較，底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱提高了構(gòu)件的抗剪能力，容易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎；具有良好的延性性能，在動(dòng)荷載尤其是地震荷載作用下能通過(guò)自身變形耗散能量，阻滯或延緩結(jié)構(gòu)的破壞。有益效果與普通型鋼混凝土疊合柱相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型是型鋼和混凝土的組合、底部軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼的組合和型鋼混凝土和鋼筋混凝土的組合，是一種多重組合的型鋼混凝土疊合柱；本實(shí)用新型的底部軟鋼耗能鋼板有利于提高疊合柱的水平和豎向承載能力、延性和耗能能力；由于疊合柱的破壞一般發(fā)生在柱的根部，所以對(duì)根部的加強(qiáng)可有效減小其截面面積，增大使用面積，混凝土用量則隨之減少，結(jié)構(gòu)自重減輕，建設(shè)能耗降低，在相同用鋼量的條件下，可以帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖I是底部帶軟鋼耗能鋼板外包混凝土的圓形截面型鋼混凝土疊合柱的平面示意圖；圖2是底部帶軟鋼耗能鋼板外包混凝土矩形截面型鋼混凝土疊合柱的平面示意圖；圖3是圖I和圖2的A-A剖面圖；[0029]其中1-內(nèi)部型鋼，2-混凝土，3-軟鋼耗能鋼板，4-縱筋，5-箍筋，6-螺栓，7-地面或者基礎(chǔ)頂面。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I如圖I所示，底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱包括內(nèi)部型鋼I、混凝土 2、縱筋4、箍筋5、軟鋼耗能鋼板3以及螺栓6，其剖面圖如圖3所示。內(nèi)部型鋼I包裹于所述混凝土 2中，內(nèi)部型鋼I外部的混凝土 2中預(yù)埋有縱筋4和箍筋5，內(nèi)部型鋼I的底部外側(cè)疊合設(shè)置有軟鋼耗能鋼板3，底部的軟鋼耗能鋼板3伸進(jìn)地面或者基礎(chǔ)頂面7以下并與其錨固，內(nèi)部型鋼I的外側(cè)設(shè)置螺栓6。型鋼混凝土疊合柱為圓形截面，軟鋼耗能鋼板3高出地面或者基礎(chǔ)頂面7的高度為I. 0h，其中，h為疊合柱圓形截面的直徑，內(nèi)部型鋼I為工字形鋼骨，軟鋼耗能鋼板3的厚度不小于內(nèi)部型鋼I的厚度，軟鋼耗能鋼板3和內(nèi)部型鋼I根據(jù)實(shí)際情況決定采用螺栓連接(圖中未示出)。其制作順序如下I)按照要求制作內(nèi)部型鋼I和其底部的軟鋼耗能鋼板3 ；2)在內(nèi)部型鋼I和底部的軟鋼耗能鋼板3相對(duì)應(yīng)的位置根據(jù)實(shí)際需要雙向預(yù)留螺栓孔洞；3)在內(nèi)部型鋼I的外側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的螺栓6 ；4)將軟鋼耗能鋼板3疊合設(shè)置在內(nèi)部型鋼I的底部外側(cè)，對(duì)內(nèi)部型鋼I和軟鋼耗能鋼板3進(jìn)行正確的定位和安裝，通過(guò)螺栓6將內(nèi)部型鋼I和軟鋼耗能鋼板3連接固定；5)綁扎內(nèi)部型鋼I外側(cè)的縱筋4和箍筋5，形成鋼筋網(wǎng)；6)在鋼筋網(wǎng)外側(cè)預(yù)留一定的保護(hù)層厚度，支模板；7)在模板中灌注混凝土 2，成型后即為底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱。實(shí)施例2底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱及作法的另一種結(jié)構(gòu)形式如圖2所示，其剖面圖如圖3所示。疊合柱外部形狀為矩形，其它結(jié)構(gòu)形式和實(shí)施例I相同。
權(quán)利要求1.底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述疊合柱包括內(nèi)部型鋼(I)、混凝土(2)、縱筋(4)、箍筋(5)、軟鋼耗能鋼板(3)以及螺栓(6)，所述內(nèi)部型鋼(I)包裹于所述混凝土( 2 )中，所述內(nèi)部型鋼(I)外部的混凝土( 2 )中預(yù)埋有縱筋(4)和箍筋(5)，所述內(nèi)部型鋼(I)的底部外側(cè)疊合設(shè)置有軟鋼耗能鋼板(3)，底部的軟鋼耗能鋼板(3)伸進(jìn)地面或者基礎(chǔ)頂面(7)以下并與其錨固，內(nèi)部型鋼(I)的外側(cè)設(shè)置有螺栓(6)。
2.如權(quán)利要求I所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述型鋼混凝土疊合柱為矩形截面或圓形截面。
3.如權(quán)利要求2所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述軟鋼耗能鋼板(3)高出地面或基礎(chǔ)頂面(7)的高度為I. Oh，其中，h為疊合柱圓形截面的直徑或矩形截面的長(zhǎng)邊尺寸。
4.如權(quán)利要求I所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述內(nèi)部型鋼(I)為工字形、H形、T形鋼骨或角鋼。
5.如權(quán)利要求I所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于軟鋼耗能鋼板(3)的厚度不小于內(nèi)部型鋼(I)的厚度。
6.如權(quán)利要求I所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于軟鋼耗能鋼板(3)和內(nèi)部型鋼(I)采用或不采用螺栓(6)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，包括內(nèi)部型鋼(1)、混凝土(2)、縱筋(4)、箍筋(5)、軟鋼耗能鋼板(3)以及螺栓(6)。本實(shí)用新型是型鋼和混凝土的組合、底部軟鋼耗能鋼板和內(nèi)部型鋼的組合和型鋼混凝土和鋼筋混凝土的組合，是一種多重組合的型鋼混凝土疊合柱；本實(shí)用新型的底部軟鋼耗能鋼板有利于提高疊合柱的水平和豎向承載能力、延性和耗能能力；由于疊合柱的破壞一般發(fā)生在柱的根部，所以對(duì)根部的加強(qiáng)可有效減小其截面面積，增大使用面積，混凝土用量則隨之減少，結(jié)構(gòu)自重減輕，建設(shè)能耗降低，在相同用鋼量的條件下，可以帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E04C3/34GK202380637SQ20112048115
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者惠存, 曹萬(wàn)林, 王智慧 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)