CN105298022B - 一种内置气肋的承压钢柱及做法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种内置气肋的承压钢柱及做法，包括柱头、钢柱体、柱脚、气肋单元，柱头和柱脚之间安装钢柱体，柱头上设置第一固定环扣，柱脚上设置第二固定环扣，气肋单元安装在钢柱体里，气肋单元外表面上设置弹性卡扣，钢柱体内部的上方安装滑轮组，滑轮组上缠绕带有固定锁扣的绳索，绳索的两端分别连接第一固定环扣和第二固定环扣，钢柱体的上端部和下端部均开有暗门。本发明是利用气肋式膜结构的技术特点，气肋单元构件充气膨胀形成稳定的构件，对钢柱提供侧向支撑，起到加劲肋的作用，提高了钢柱的整体与局部稳定性，解决了传统钢柱焊接加劲肋施工不方便的难题。

Description

一种内置气肋的承压钢柱及做法

技术领域

本发明涉及的是一种建筑承压装置及其制作方法。

背景技术

钢柱被广泛的应用于民用与工业建筑中，然而钢柱构件受压时稳定性问题突出。为了解决这一问题，有效的方法就是合理设置加劲肋，其中一种方法就是在钢管内部焊接钢质加劲肋，这种方法一般当柱截面比较大才适用，对施工也带来诸多不便。当在柱内部无法焊接加劲肋时，也可以在钢柱的外部设置加劲肋，但是这种方式影响了构件的美观，且增加占地面积，降低了空间利用率。另一种方法是在钢板上先焊接加劲肋，然后通过辊压成型形成带肋钢柱，但这种工艺需要专用设备且在工厂预先加工，当钢板较厚，肋板较多，成型困难。还有的方法就是加大截面厚度来提高结构稳定性，这一势必造成钢材浪费，同时对抗震也不利。因此，在承压钢柱工程的实际应用中，有效提高稳定性而又不增加施工难度，是一个需解决的难题。

为了提高钢柱的稳定性和解决钢质加劲肋施工难题，本发明提出一种内部设置充气式加劲肋的构造措施，且可以实现现场快速组装，具有耗时短、效率高的优势，此外还有质量轻、成本低、安装简便、抗震性能好的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供可以实现现场快速组装，具有耗时短、效率高等优点的一种内置气肋的承压钢柱及做法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种内置气肋的承压钢柱，其特征是：包括柱头、钢柱体、柱脚、气肋单元，柱头和柱脚之间安装钢柱体，柱头上设置第一固定环扣，柱脚上设置第二固定环扣，气肋单元安装在钢柱体里，气肋单元外表面上设置弹性卡扣，钢柱体内部的上方安装滑轮组，滑轮组上缠绕带有固定锁扣的绳索，绳索的两端分别连接第一固定环扣和第二固定环扣，钢柱体的上端部和下端部均开有暗门。

本发明一种内置气肋的承压钢柱还可以包括：

1、所述气肋单元为圆环体气囊，在圆环体气囊里设置有与其相切的圆柱体气囊或四个立柱为弧形的方柱体气囊。

2、所述气肋单元为四个立柱为弧形的方柱环体气囊，方柱环体气囊里设置与其相切的圆柱体气囊或四个立柱为弧形的方柱体气囊。

3、所述气肋单元为横截面为月牙状的月牙体气囊，月牙体气囊里设置与其相切的圆柱体气囊或四个立柱为弧形的方柱体气囊。

4、气肋单元上分别连接有对其进行充气和放气的充气拉绳和放气拉绳，充气拉绳和放气拉绳的另一端均连接第二固定环扣，充气拉绳、放气拉绳与气肋单元的连接处均设置补强膜材。

5、所述气肋单元包括两个以上，气肋单元之间的间距为1.5-2.5倍的钢柱体直径，固定锁扣连接弹性卡扣后，随应力增大，弹性卡扣崩坏。

本发明一种内置气肋的承压钢柱做法，其特征是：

采用如下承压钢柱：包括括柱头、钢柱体、柱脚、气肋单元、滑轮组、气压计、警报器、绳索，柱头上设置第一固定环扣，柱脚上设置第二固定环扣，钢柱体的上下端部各设置一个暗门，绳索上设置固定锁扣，气肋单元上设置弹性卡扣，气肋单元上连接有对其进行充气和放气的充气拉绳和放气拉绳；

(1)将滑轮组安装在柱头下方；

(2)将钢柱体安装在柱头和柱脚之间；

(3)将气压计与气肋单元连接；

(4)将警报器与气压计相连接，并将警报器和气压计固定在柱脚处；

(5)将绳索绕过滑轮组，将绳索上固定锁扣与气肋单元上的弹性卡扣连接；

(6)通过其中一个暗门将气肋单元送入钢柱体内部，将充气拉绳的端部留在下方暗门外，同时，将放气拉绳系在柱脚处的第二固定环扣上；

(7)通过绳索将气肋单元吊装到指定位置，拉下充气拉绳，气肋单元自动充气膨胀并固定在指定位置，继续拉绳索，弹性卡扣崩坏，并将绳索端部系在第一固定环扣和第二固定环扣上。

本发明的优势在于：

(1)本发明内部带充气式气肋结构，内部气肋单元属于柔性材料，弹性性能好且质量轻，具有很好的吸能能力，使结构的抗震性能优于传统钢加劲肋式钢柱；

(2)分别设有横向和纵向气肋，提高了钢柱的整体稳定性和局部稳定性；

(3)本发明的各构件均可预制，可以在现场直接组装，简单方便快捷，对于搭建临时、快速搭建建筑更具有优势；

(4)每个气肋单元均为独立的结构，并在与其他构件连接处设有补强膜材，保证了气肋单元的完整性和气密性；

(5)设置的充气拉绳和放气拉绳和弹性卡扣，便于气肋单元的安装、更换或拆卸；

(6)使用气肋代替钢质加劲肋，节约了钢材，降低了造价。

附图说明

图1为本发明内置多个气肋单元的承压柱剖面图；

图2为本发明的内置单个柱状气肋承压柱剖面图；

图3为柱脚处气压计与警报器示意图；

图4为圆形钢柱柱脚俯视图；

图5为方形钢柱柱脚俯视图；

图6为截面为圆环、填充圆柱体气囊的气肋单元俯视图；

图7为截面为圆环、填充方柱体气囊的气肋单元俯视图；

图8为截面为月牙形、填充圆柱体气囊的气肋单元俯视图；

图9为截面为月牙形、填充方柱体气囊的气肋单元俯视图；

图10为截面为方环形、填充圆柱体气囊的气肋单元俯视图；

图11为截面为方环形、填充方柱体气囊的气肋单元俯视图；。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～11，本发明一种内置气肋的承压钢柱，其组成包括：柱头1、柱脚2、钢柱3、气肋单元4、滑轮组5、弹性卡扣6、计压器7、固定环扣8、暗门9。柱头1和柱脚2与钢柱3连接，钢柱3内部设置有若干个气肋单元4，柱内部上端安置一个滑轮组5，钢柱3上端下端开有暗门9，柱头1、柱脚2在暗门9处安有用于固定绳索10的固定环扣8，柱脚2处安装有计压器7和警报器15。

钢柱3根据工程需要加工成任意形状，如：圆形、正方形、长方形或其他形状。

气肋单元4由一个柱体状气囊构成或者由横向环形气囊和若干个纵向柱体状气囊相贯连接而成。

气肋单元4设置位置根据钢柱稳定性计算来确定。一般地，在柱头1和柱脚2处需各设置一个气肋单元4，每个气肋单元4的间距在1.5～2.5dd为钢柱直径为宜。

气肋单元4其上连接有充气拉绳12，当气肋单元4吊装至指定位置，拉下充气拉绳12，气肋单元4便可自行充气。

气肋单元4其上有弹性卡扣6用来连接滑轮组5中绳索10上的固定锁扣11。

气肋单元4其上有与柱脚2处对应的数字编号14，并且安装有放气拉绳13，并将放气拉绳13系在柱脚2处对应的固定环扣8上；当拉下放气拉绳13时，气肋单元4将放气并干瘪脱落，充气拉绳12、放气拉绳13与气肋单元4连接处均设置补强膜材16。

滑轮组5的滑轮对称固定于柱头1，并且在滑轮组5的绳索10上带有固定锁扣6与气肋单元4的弹性卡扣6连接。

弹性卡扣6与固定锁扣11扣在一起，当应力达到一定值时弹性卡扣6会被拉断，滑轮组5的绳索10与气肋单元4断开连接。且弹性卡扣6的最小承载力必须大于气肋单元4自重和充气拉绳12拉力的合力。

气压计9可检测各个气肋单元4的实时气压，并与警报器15相连接。

当气压计9所测气压低于设定值时警报器15响起，警告相关人员。

本发明一种内置气肋的承压钢柱做法，其具体安装方法如下：

1、预制好各组件。

2、将滑轮组5安装在柱头1相应位置。

3、将柱头1、柱脚2和钢柱3依次组装完毕。

4、将气压计7与各气肋单元4连接，并固定于柱脚2处。

5、将警报器15与气压计7相连接，并将警报器15固定在柱脚2处。

6、将滑轮组5的绳索10上固定锁扣11与气肋单元4上的弹性卡扣6连接。

7、通过暗门9将气肋单元4送入钢柱3内部，将充气拉绳12的绳端留在暗门9外，同时，将放气拉绳13的绳端，按照编号14系在柱脚2处的固定环扣8上。

8、将气肋单元4吊装到指定位置，拉下充气拉绳12，气肋单元4自动充气膨胀并固定在指定位置，继续拉绳索10，弹性卡扣6崩坏，并将绳索10端头系在柱头1柱脚2的固定环扣8上。

内置气肋式圆形钢柱的结构和构造，如图1、图2、图3、图4、图6、图7、图8、图9所示，其安装顺序如下：

1、按照图示内部带有气肋单元圆形承压型钢柱预制各部件。其中气肋单元可根据工程需要制作成横、纵向贯通的气肋单元见图6-图9，如果钢柱属于短柱，也可以制作成有单个柱状的气肋见图2；气肋单元也可以是横向圆环状，纵向是圆柱状图6或方柱状图7，也可以是横向为月牙状状，纵向是圆柱状图8或方柱状图9

2、将滑轮组安装在柱头指定位置，可以在柱头内部正中间，也可以安装在靠近暗门的位置。

3、将柱头、柱脚和钢柱依次组装完毕，滑轮组的绳索顺着暗门拉出。

4、将气压计与各气肋单元相连接，并将气压计固定于柱脚处。

5、气压计与警报器相连接，并将警报器固定在柱脚处。

6、将滑轮组绳索上的固定锁扣与气肋单元上的弹性卡扣连接。

7、拉滑轮组的绳索让气肋单元通过暗门进入钢柱内部，将充气拉绳的绳端留在暗门外，同时，将放气拉绳的绳端，按照编号系在柱脚处的固定环扣上。

8、将气肋单元吊装到指定位置，拉下充气拉绳，气肋单元自动充气膨胀，挤压钢柱，并固定在指定的位置处，继续拉绳索，弹性卡扣崩坏，并将绳索端头系在柱头柱脚的固定环扣上，关上暗门。

内置气肋式方形钢柱的结构和构造，如图1、图2、图3、图5、图10、图11所示，与上述中圆形钢柱区别的在于气肋单元形状的不同，气肋单元可根据工程需要制作成横、纵向贯通的气肋单元见图10-图11，如果钢柱属于短柱，也可以制作成有单个方形柱状的气肋见图2；气肋单元也可以是横向方环状，纵向是圆柱状图10或方柱状图11。

本发明内置气肋承压钢柱，其组成包括：柱头、柱脚、钢柱、气肋单元、滑轮组、弹性卡扣、气压计、固定环扣、暗门。柱头和柱脚与钢柱连接，气肋位于钢柱内部，柱内部上端安置一个滑轮组，钢柱上端下端开有暗门，柱头、柱脚在暗门处安有用于固定绳索的固定环扣，柱脚处安装有计压器和报警器。

所述的钢柱可以根据工程需要选择不同的形状，例如：圆形、正方形、长方形或其他形状。

所述的气肋单元是由一个柱体气囊或者由横向环形气囊和若干个纵向柱体状气囊相贯连接而成；其上有充气拉绳，当气囊吊装至指定位置，拉下充气拉绳，气肋单元便可自行充气；其上有弹性卡扣用来连接滑轮组绳索上的固定锁扣；其上有数字编号；其上安装有放气拉绳，当拉下放气拉绳，气肋单元将放气并脱落；充气拉绳、放气拉绳与气肋单元连接处均设置补强膜材。

所述气肋单元的布置位置是根据钢柱稳定性计算所得不利位置来确定，一般在柱头和柱脚处设置分别设置一个气肋单元，每个气肋单元的间距在1.5～2.5dd为钢柱直径为宜。

所述的滑轮组固定于柱头，并且在滑轮组的绳索上带有固定锁扣与气肋单元的弹性卡扣连接，绳索上固定锁扣的位置每隔50cm设置一个，以便不同位置气肋吊装。

所述的弹性卡扣，当应力达到一定值时弹性卡扣自行崩坏，滑轮组的绳索与气肋单元便可以断开连接，且弹性卡扣的最小承载力必须大于气肋单元自重和充气拉绳拉力的合力。

所述的气压计，可检测各个气肋单元的实时气压，并与警报器相连接，当气压计所测气压低于设定值时警报器响起，警告相关人员。

所述的内置气肋钢柱具体安装过程如下：

1、预制好各组件。

2、将滑轮组安装在柱头相应位置。

3、将柱头、柱脚和钢柱依次组装完毕。

4、将气压计与各气肋单元连接，并固定于柱脚处。

5、气压计与警报器相连接，并将警报器固定在柱脚处。

6、将滑轮组的绳索上固定锁扣与气肋单元上的弹性卡扣连接。

7、通过暗门将气肋单元送入钢柱内部，将充气拉绳的绳端留在暗门外，同时，将放气拉绳的绳端，按照编号系在柱脚处的固定环扣上。

8、将气肋单元吊装到指定位置，拉下充气拉绳，气肋单元自动充气膨胀并固定在指定位置，继续拉绳索，弹性卡扣崩坏，并将绳索端头系在柱头柱脚的固定环扣上。

与现有技术相比，本发明是利用气肋式膜结构的技术特点，气肋单元构件充气膨胀形成稳定的构件，对钢柱提供侧向支撑，起到加劲肋的作用，提高了钢柱的整体与局部稳定性，解决了传统钢柱焊接加劲肋施工不方便的难题。

Claims (8)

1.一种内置气肋的承压钢柱，其特征是：包括柱头、钢柱体、柱脚、气肋单元，柱头和柱脚之间安装钢柱体，柱头上设置第一固定环扣，柱脚上设置第二固定环扣，气肋单元安装在钢柱体里，气肋单元外表面上设置弹性卡扣，钢柱体内部的上方安装滑轮组，滑轮组上缠绕带有固定锁扣的绳索，绳索的两端分别连接第一固定环扣和第二固定环扣，钢柱体的上端部和下端部均开有暗门。

2.根据权利要求1所述的一种内置气肋的承压钢柱，其特征是：所述气肋单元为圆环体气囊，在圆环体气囊里设置有与其相切的圆柱体气囊或四个立柱为弧形的方柱体气囊。

3.根据权利要求1所述的一种内置气肋的承压钢柱，其特征是：所述气肋单元为四个立柱为弧形的方柱环体气囊，方柱环体气囊里设置与其相切的圆柱体气囊或四个立柱为弧形的方柱体气囊。

4.根据权利要求1所述的一种内置气肋的承压钢柱，其特征是：所述气肋单元为横截面为月牙状的月牙体气囊，月牙体气囊里设置与其相切的圆柱体气囊或四个立柱为弧形的方柱体气囊。

5.根据权利要求2-4任一所述的一种内置气肋的承压钢柱，其特征是：气肋单元上分别连接有对其进行充气和放气的充气拉绳和放气拉绳，充气拉绳和放气拉绳的另一端均连接第二固定环扣，充气拉绳、放气拉绳与气肋单元的连接处均设置补强膜材。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种内置气肋的承压钢柱，其特征是：所述气肋单元包括两个以上，气肋单元之间的间距为1.5-2.5倍的钢柱体直径，固定锁扣连接弹性卡扣后，随应力增大，弹性卡扣崩坏。

7.根据权利要求5所述的一种内置气肋的承压钢柱，其特征是：所述气肋单元包括两个以上，气肋单元之间的间距为1.5-2.5倍的钢柱体直径，固定锁扣连接弹性卡扣后，随应力增大，弹性卡扣崩坏。

8.一种内置气肋的承压钢柱做法，其特征是：

采用如下承压钢柱：包括括柱头、钢柱体、柱脚、气肋单元、滑轮组、气压计、警报器、绳索，柱头上设置第一固定环扣，柱脚上设置第二固定环扣，钢柱体的上下端部各设置一个暗门，绳索上设置固定锁扣，气肋单元上设置弹性卡扣，气肋单元上连接有对其进行充气和放气的充气拉绳和放气拉绳；

(1)将滑轮组安装在柱头下方；

(2)将钢柱体安装在柱头和柱脚之间；

(3)将气压计与气肋单元连接；

(4)将警报器与气压计相连接，并将警报器和气压计固定在柱脚处；

(5)将绳索绕过滑轮组，将绳索上固定锁扣与气肋单元上的弹性卡扣连接；

(6)通过其中一个暗门将气肋单元送入钢柱体内部，将充气拉绳的端部留在下方暗门外，同时，将放气拉绳系在柱脚处的第二固定环扣上；

(7)通过绳索将气肋单元吊装到指定位置，拉下充气拉绳，气肋单元自动充气膨胀并固定在指定位置，继续拉绳索，弹性卡扣崩坏，并将绳索端部系在第一固定环扣和第二固定环扣上。