CN104405085A - 波纹钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面t形柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波纹钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面T形柱，由腹板H型钢与腹板T型钢焊接组成，或者由两块腹板及三块翼缘焊接组成，所述腹板为波纹钢腹板，波纹钢柱腹板形式为曲线形、折线形或梯形，波纹钢腹板呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向，波纹钢腹板非波纹形边与翼缘的宽度中点焊接，所述翼缘为钢管混凝土翼缘，钢管混凝土翼缘包括钢管及其内部的混凝土，混凝土为自密实混凝土。本发明改善了传统实腹式异形钢柱及其桁架式腹杆异形钢柱的受力性能而又不致显著增加其工程的综合造价，使异形柱结构在多高层住宅建筑中得到更广泛的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型建筑结构技术领域，具体涉及一种波纹钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面T形柱。
背景技术
在住宅建筑中，异形柱结构具有其他结构体系所无法比拟的优点，越来越受到人们的亲睐，近些年受到了国内外学者和工程人员的高度重视，从而得到较广的应用。
然而,在多高层住宅建筑中，钢筋混凝土异形柱结构，由于受到柱截面肢长肢厚比限制而难以满足承载力要求、节点区域钢筋拥挤、抗震性能不理想而难以处理等的诸多问题，使得异形柱的优点无法全面体现，从而限制其应用范围，难以推广。为了克服钢筋混凝土异形柱的这些不足，人们提出了全钢异形柱。
在多高层钢结构住宅的实际工程中，其边柱通常采用传统的平腹板实腹式T形截面异形钢柱或者桁架式T形截面异形钢柱。为了满足压弯受力性能的要求，通常需要较大的截面尺寸，特别是腹板尺寸。若选择平腹板实腹式T形截面异形钢柱，其腹板抗剪强度会富余很多,但为了保证腹板的局部稳定，满足《钢结构设计规范》所规定的腹板高厚比限值，通常又需增大其腹板厚度，这将导致增加钢材耗量，增加工程成本，从而增加了工程综合造价；若选择桁架式T形截面异形钢柱，除其抗剪承载力、抗震性能以及整体稳定性能受限外，其桁架式腹杆需缀板或缀条焊接而成，施工相对繁琐，连接工作量较大，增加建造成本，从而也增加工程的综合造价。而且，当弯矩效应较大时，上述两种T形截面异形钢柱的翼缘，可能过早进入失效状态，导致钢柱很快丧失其抗力；同时，以上两种钢柱均为纯钢结构，其抗火性能较差。
发明内容
本发明的目的在于为了改善传统实腹式异形钢柱及其桁架式腹杆异形钢柱的受力性能而又不致显著增加其工程的综合造价，使异形柱结构在多高层住宅建筑中得到更广泛的应用，提供一种波纹钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面T形柱。
本发明采用的技术方案为：一种波纹钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面T形柱，由腹板H型钢与腹板T型钢焊接组成，或者由两块腹板及三块翼缘焊接组成，所述腹板为波纹钢腹板，波纹钢柱腹板形式为曲线形、折线形或梯形，波纹钢腹板呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向，波纹钢腹板非波纹形边与翼缘的宽度中点焊接，所述翼缘为钢管混凝土翼缘，钢管混凝土翼缘包括钢管及其内部的混凝土，混凝土为自密实混凝土。
作为优选，所述波纹腹板T形截面异形钢柱的截面形式包括等肢和不等肢T形截面两类。
本发明的截面由波纹钢腹板与钢管混凝土翼缘组合而成。具体形成方式为：波纹钢腹板与钢管混凝土翼缘的钢管焊接，最后向钢管中浇注混凝土组合而成。所述组合柱的基本构造：可由一片波纹腹板H型组合柱与一片波纹腹板T型组合柱焊接而成或两片波纹钢腹板与三片钢管混凝土翼缘焊接组合而成。所述波纹钢腹板与钢管混凝土翼缘组装成波纹腹板T形截面组合柱时，其波纹钢腹板与钢管混凝土翼缘的连接点应位于钢管混凝土翼缘的宽度中点。在截面构成中，施焊工艺与焊接质量会直接影响钢柱性能，为此，本发明需要保证良好的施焊工艺(可采用组对焊接工艺)。翼缘由钢管及混凝土组合而成，由于钢管内的空间有限，因此浇注混凝土时不便振捣，故宜选用自密实混凝土。
本发明的基本特征：以较为经济的方式，改善现有T形截面异形钢柱的受力性能。本发明所置方式的波纹腹板可发挥等效纵向加劲肋作用，可提高腹板的局部稳定性及钢柱的刚度和稳定承载力；翼缘钢管内灌入混凝土，提高了钢管的局部稳定性与耐火能力。因此，本发明截面构成合理，力学性能好；耐火、防腐性能好；构造简单，制作加工方便、快捷、省工省料，工程费用低。
有益效果：本发明的截面构成合理，力学性能好,美观经济，效益显著，耐火性好，发展前景广阔；
本发明的腹板采用所置方式的波纹腹板，构成等效纵向加劲肋作用，可提高腹板的局部稳定性，并提高了钢柱的整体稳定承载力；
本发明在构件纵向无须增设纵向加劲肋，省工省料，可降低工程的综合工程造价；
本发明与桁架式T形截面异形钢柱相比，构造简单，制作加工方便、快捷，成本低廉；
本发明与桁架式T形截面异形钢柱相比，其抗剪承载力高，延性及抗震性能好，整体稳定承载力优越；
本发明与实腹式T形截面异形钢柱相比，在截面高度相等的情况下，其用钢量少，自重轻，可节约钢材，降低工程成本；
本发明与实腹式T形截面异形钢柱相比，在截面钢材用料相等的情况下，增大了截面高度、截面模量、截面惯性矩和回转半径，提高了钢材利用效能和钢柱的抗弯刚度与稳定承载力；
本发明自重轻，可减轻结构自重，从而减小了对地基的压力，可降低基础部分的造价；
本发明的翼缘钢管内填混凝土，增强了组合柱的耐火性能；
本发明的翼缘采用所置方式的钢管混凝土组合翼缘，提高了翼缘局部稳定性，从而提高整个组合柱的稳定性能；
本发明拓展了钢-混凝土组合柱的研究与应用领域，极大地丰富了钢结构内容。
本发明可以为新型钢结构住宅体系开发提供新型关键部件，有很好的转化前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1和2所示：一种波纹钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面T形柱，由腹板H型钢与腹板T型钢焊接组成，或者由两块腹板及三块翼缘焊接组成，所述腹板为波纹钢腹板2，波纹钢柱腹板2形式为曲线形、折线形或梯形，波纹钢腹板2呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向，波纹钢腹板2非波纹形边与翼缘的宽度中点焊接，所述翼缘为钢管混凝土翼缘1，钢管混凝土翼缘包括钢管及其内部的混凝土，混凝土为自密实混凝土。所述波纹腹板T形截面异形钢柱的截面形式包括等肢和不等肢T形截面两类。
本发明通常钢管、波纹钢腹板及其焊接在工厂加工制作完成；向钢管内浇注混凝土则在施工现场完成。
其基本制作程序为：制作波纹钢腹板→制作钢管→焊接→运到施工现场→吊装就位→向钢管内浇注混凝土。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (2)
1.一种波纹钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面T形柱，其特征在于：由腹板H型钢与腹板T型钢焊接组成，或者由两块腹板及三块翼缘焊接组成，所述腹板为波纹钢腹板，波纹钢柱腹板形式为曲线形、折线形或梯形，波纹钢腹板呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向，波纹钢腹板非波纹形边与翼缘的宽度中点焊接，所述翼缘为钢管混凝土翼缘，钢管混凝土翼缘包括钢管及其内部的混凝土，混凝土为自密实混凝土。
2.根据权利要求1所述的波纹钢腹板-钢管混凝土翼缘组合截面T形柱，其特征在于：所述波纹腹板T形截面异形钢柱的截面形式包括等肢和不等肢T形截面两类。
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