專利名稱：布設(shè)開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，同時在其內(nèi)部大多都設(shè)置有肋板，以增強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，實際使用過程中，現(xiàn)有的方形鋼管混凝土柱普遍存在以下兩個問題第一、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)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供ー種布設(shè)開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)簡單、設(shè)計合理且建造施工簡便、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)整體性不夠等問題，同時提高了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種布設(shè)開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)在方形鋼管四個內(nèi)側(cè)壁上的多個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所述豎向加勁肋緊固連接為一體，多個所述豎向加勁肋的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，多個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內(nèi)側(cè)壁包括呈左右對稱布設(shè)的左側(cè)壁和右側(cè)壁以及呈前后對稱布設(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有多個通孔的開孔段，且所述開孔段的豎向高度與所述鋼纖維混凝土柱的豎向高度相同，多個所述通孔由上至下布設(shè)在同一豎直線上。上述布設(shè)開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、多個所述豎向加勁肋和鋼纖維混凝土柱組成一個鋼管混凝土柱，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，其特征是多個所述豎向加勁肋的數(shù)量為4個或8個，且m = N2 = 1或2。上述布設(shè)開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方形，Ll > L2，且多個所述豎向加勁肋的數(shù)量為4個 10個。上述布設(shè)開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，其特征是多個所述通孔呈均勻布設(shè)。上述布設(shè)開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，且上下相鄰兩個所述圓形孔的間距為 IOOmm 200mm。上述布設(shè)開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條形鋼肋板，所述長條形鋼肋板的橫向?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1、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且受カ性能好，自重輕，能解決目前鋼管混凝土柱所存在自重過大的問題。2、建造施工簡便，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有等間距布設(shè)的多個通孔，且鋼纖維混凝土填充完后，豎向加勁肋兩個側(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)力不足的問題，同時也提高了結(jié)構(gòu)的整體性。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且建造施工簡便、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)整體性不夠等問題， 同時提高了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進ー步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明實施例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)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明1-方形鋼管；2-豎向加勁肋；3-鋼纖維混凝土柱；4-通孔。
具體實施例方式實施例1如圖1、圖2所示的ー種布設(shè)開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1四個內(nèi)側(cè)壁上的多個豎向加勁肋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與多個所述豎向加勁肋2緊固連接為一體，多個所述豎向加勁肋2 的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，多個所述豎向加勁肋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的四個內(nèi)側(cè)壁包括呈左右對稱布設(shè)的左側(cè)壁和右側(cè)壁以及呈前后對稱布設(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下部為開有多個通孔4的開孔段，且所述開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，多個所述通孔4由上至下布設(shè)在同一豎直線上。本實施例中，實際加工制造吋，所述方形鋼管1、多個所述豎向加勁肋2和鋼纖維混凝土柱3組成一個鋼管混凝土柱，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，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(具體是所述鋼管混凝土柱的承載力)由計算確定。所述鋼管混凝土柱的抗震等級越高，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應(yīng)， 且多個所述豎向加勁肋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。本實施例中，所述方形鋼管1的橫截面為正方形，多個所述豎向加勁肋2呈均勻布設(shè)且Nl = N2。實際加工吋，多個所述豎向加勁肋2的數(shù)量為4個或8個，且附=N2 = 1或2。 本實施例中，多個所述豎向加勁肋2的數(shù)量為4個，且m = N2 = 1，也可根據(jù)實際具體需要，對多個所述豎向加勁肋2的數(shù)量進行相應(yīng)調(diào)整。本實施例中，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 焊接為一體的長條形鋼肋板，所述長條形鋼肋板的橫向?qū)挾葹镮OOmm 250mm且其厚度為 12mm 22mm0
實際加工吋，可根據(jù)實際具體需要，對所述方形鋼管1的橫截面積和壁厚、所述通孔4的孔徑以及所述長條形鋼肋板的橫向?qū)挾群秃穸冗M行相應(yīng)調(diào)整。實際建造過程中，首先，根據(jù)所述鋼管混凝土柱的抗震等級，且按照常規(guī)的受力分折方法分析并計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下部的開孔段上開設(shè)多個等間距布設(shè)的通孔4，豎向加勁肋2下部的開孔段高度與鋼纖維混凝土柱3的豎向高度一致，也就是說，再豎向加勁肋2下部的鋼纖維混凝土填充部分開設(shè)多個通孔4 ；然后，將開設(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的下半部分對應(yīng)高度內(nèi)，則完成本發(fā)明的加工制造過程。實際使用過程中，由于本發(fā)明主要由方形鋼管1、多個所述豎向加勁肋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大的問題；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上開有多個等間距布設(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)力不足的問題，同時也提高了結(jié)構(gòu)的整體性。實施例2本實施例中，與實施例1不同的是所述方形鋼管1的橫截面為長方形，Ll > L2， 且多個所述豎向加勁肋2的數(shù)量為4個 10個。如圖3所示，本實施例中，多個所述豎向加勁肋2的數(shù)量為6個，其中附=2，N2 = 1，實際加工制造吋，可根據(jù)實際具體需要對多個所述豎向加勁肋2的數(shù)量進行相應(yīng)調(diào)整。本實施例中，其余部分結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和制造過程均與實施例1相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種布設(shè)開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)四個內(nèi)側(cè)壁上的多個豎向加勁肋(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)與多個所述豎向加勁肋( 緊固連接為一體，多個所述豎向加勁肋O)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，多個所述豎向加勁肋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)的四個內(nèi)側(cè)壁包括呈左右對稱布設(shè)的左側(cè)壁和右側(cè)壁以及呈前后對稱布設(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)下部為開有多個通孔的開孔段，且所述開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)、多個所述豎向加勁肋(2)和鋼纖維混凝土柱(3)組成一個鋼管混凝土柱，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，其特征在干多個所述豎向加勁肋⑵的數(shù)量為4個或8個，且m = N2 = 1或2。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的布設(shè)開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)的橫截面為長方形，Ll >L2，且多個所述豎向加勁肋( 的數(shù)量為4個 10個。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的布設(shè)開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)焊接為一體的長條形鋼肋板，所述長條形鋼肋板的橫向?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)明公開了一種布設(shè)開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)在方形鋼管四個內(nèi)側(cè)壁上的多個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有多個通孔的開孔段且開孔段的豎向高度與鋼纖維混凝土柱的豎向高度相同，多個通孔由上至下布設(shè)在同一豎直線上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且建造施工簡便、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)整體性不夠等問題，同時提高了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。
文檔編號E04B1/98GK102535750SQ20121003324
公開日2012年7月4日 申請日期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 申請人:長安大學(xué)