CN105649272A - 无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱，包括一根中间矩形钢管和至少两根外围矩形钢管，所述中间矩形钢管与所述外围矩形钢管通过与其等高的两块连接钢板相连，所述连接钢板铅垂设置，且与所述中间矩形钢管和所述外围矩形钢管的侧面垂直；在所述中间矩形钢管和所述外围矩形钢管内分别浇筑有混凝土结构Ⅰ，在所述中间矩形钢管、所述外围矩形钢管以及相对的两块所述连接钢板围成的空间内浇筑有混凝土结构Ⅱ；包括所述中间矩形钢管和两根相邻的所述外围矩形钢管的单元结构的横截面呈L形。本发明承载能力高，可以应用于高层建筑中，同时具有较好的延性以及抗震性能。

Description

无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱

技术领域

本发明涉及一种用于建筑结构中的异形柱，特别是涉及一种无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱。

背景技术

异形柱是指截面为L形、T形或者十字形的竖向承重构件。由于异形柱的柱肢可包裹在墙体内部，克服了传统框架柱在屋角凸出的缺陷，不仅能够节省建筑空间，增大建筑使用面积，还能够使建筑美观便于灵活布局，因而被广泛应用于住宅结构中。截止到1999年，全国采用异形柱结构的住宅建成量已超过2000万平方米，其中大部分采用钢筋混凝土异形柱结构，然而在研究与工程实践中发现，钢筋混凝土异形柱结构抗震性能较差，导致其发展受到限制，同时异形柱在提高土地利用率方面具有很高优势和良好的市场前景。

基于上述原因，针对异形柱结构的技术探索始终没有停止过。钢管混凝土异形柱兼具钢管混凝土柱和异形柱的优势，同时它还具备以下优点：(1)与钢筋混凝土结构相比，由于钢材的强度高，在具有相同承载力时，可以减少柱截面尺寸，钢管对混凝土的约束作用可以限制混凝土的过早开裂，因此在相同截面尺寸的情况下，能够提高柱子的抗震性能与抗裂性能；(2)与纯钢结构相比，由于管内的混凝土能对钢管提供支撑，以此延缓钢管的屈曲，而纯钢结构在设计时需要保证一定壁厚以防止局部失稳的情况发生，因此在相同条件下，钢管混凝土异形柱结构可降低30％-50％的用钢量；(3)截面形式灵活，可根据实际工程需求，灵活调整单肢柱的间距；(4)构件加工与施工工序简便。

目前，钢板连接钢管混凝土组合异形柱多采用单板连接钢管混凝土组合异形柱，承载力不高，无法应用于高层中，这样就制约的钢管混凝土组合异形柱的发展，它的应用领域受到了限制。

综上，研发一种承载能力高，可以应用于高层建筑中，同时具有较好的延性以及抗震性能的钢管混凝土组合异形柱极有必要。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱，该异形柱承载能力高，可以应用于高层建筑中，同时具有较好的延性以及抗震性能。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱，包括一根中间矩形钢管和至少两根外围矩形钢管，所述中间矩形钢管与所述外围矩形钢管通过与其等高的两块连接钢板相连，所述连接钢板铅垂设置，且与所述中间矩形钢管和所述外围矩形钢管的侧面垂直；在所述中间矩形钢管和所述外围矩形钢管内分别浇筑有混凝土结构Ⅰ，在所述中间矩形钢管、所述外围矩形钢管以及相对的两块所述连接钢板围成的空间内浇筑有混凝土结构Ⅱ；包括所述中间矩形钢管和两根相邻的所述外围矩形钢管的单元结构的横截面呈L形。

所述外围矩形钢管有两根，所述异形柱的横截面呈L形。

所述外围矩形钢管有三根，所述异形柱的横截面呈T形。

所述外围矩形钢管有四根，所述异形柱的横截面呈十字形

本发明具有的优点和积极效果是：

一)考虑到双板连接的钢管混凝土组合异形柱需要焊接许多小块的水平肋板，施工相对繁琐，大大的减慢了施工速度和工程进度，对这种结构形式进行了优化，提出了无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱。去掉了水平肋板的焊接，使得施工方便快捷，这样大大简化了制作工序，提高了施工效率，缩短了工期，实现了施工方便的目的。同时本专利是基于施工实践经验改造得来，对施工安装误差较不敏感，受加工及施工影响较小。

二)受力上，具有组合结构的良好力学性能，构造简单，传力明确，承载力显著提高，与传统的单板连接的钢管混凝土组合异形柱相比，成功解决了其不能应用于高层结构的问题，与焊接水平肋板的双板连接钢管混凝土组合异形柱相比，混凝土的受压区面积增大了，承载力提高，而且柱的抗侧刚度也得到了加强。

三)在满足结构承载力和刚度要求的前提下，可以做到内墙不出棱，布局较灵活，较好地满足建筑使用功能，特别适合于住宅钢结构对空间的要求。已成为工程应用的重要结构体系，钢管混凝土异形柱结构解决了采光高、通风好、建筑结构内部空间利用率高、节约资源、布局灵活等建筑使用功能要求。

四)异形柱结合钢筋混凝土异形柱结构与钢管混凝土结构的优点，具有承载力高、韧性和塑性强、良好的抗震性能、稳定性能好、抗火性能佳、防腐性能优越。

五)这种新的结构形式与纯钢结构相比节省了钢材降低了成本，且坚固了钢材与混凝土的优点，具有耐火性好且不容易发生局部屈曲等优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明实施例3的结构示意图；

图6为图5的俯视图。

图中：1、外围矩形钢管，2、连接钢板，3、中间矩形钢管，4、混凝土结构Ⅰ，5、混凝土结构Ⅱ。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图6，一种无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱，包括一根中间矩形钢管3和至少两根外围矩形钢管1，所述中间矩形钢管3与所述外围矩形钢管1通过与其等高的两块连接钢板2相连，所述连接钢板2铅垂设置，且与所述中间矩形钢管3和所述外围矩形钢管1的侧面垂直；在所述中间矩形钢管3和所述外围矩形钢管1内分别浇筑有混凝土结构Ⅰ4，在所述中间矩形钢管3、所述外围矩形钢管1以及相对的两块所述连接钢板2围成的空间内浇筑有混凝土结构Ⅱ5；包括所述中间矩形钢管3和两根相邻的所述外围矩形钢管1的单元结构的横截面呈L形。

现例举以下实施例：

实施例1：

请参阅图1～图2，所述外围矩形钢管1有两根，所述异形柱的横截面呈L形。

实施例2：

请参阅图3～图4，所述外围矩形钢管1有三根，所述异形柱的横截面呈T形。

实施例3：

请参阅图5～图6，所述外围矩形钢管1有四根，所述异形柱的横截面呈十字形。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱，其特征在于，包括一根中间矩形钢管和至少两根外围矩形钢管，所述中间矩形钢管与所述外围矩形钢管通过与其等高的两块连接钢板相连，所述连接钢板铅垂设置，且与所述中间矩形钢管和所述外围矩形钢管的侧面垂直；在所述中间矩形钢管和所述外围矩形钢管内分别浇筑有混凝土结构Ⅰ，在所述中间矩形钢管、所述外围矩形钢管以及相对的两块所述连接钢板围成的空间内浇筑有混凝土结构Ⅱ；包括所述中间矩形钢管和两根相邻的所述外围矩形钢管的单元结构的横截面呈L形。

2.根据权利要求1所述的无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱，其特征在于，所述外围矩形钢管有两根，所述异形柱的横截面呈L形。

3.根据权利要求1所述的无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱，其特征在于，所述外围矩形钢管有三根，所述异形柱的横截面呈T形。

4.根据权利要求1所述的无肋双板连接钢管混凝土组合异形柱，其特征在于，所述外围矩形钢管有四根，所述异形柱的横截面呈十字形。