CN107740539A - 一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱 - Google Patents

一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱及其施工方法，该组合柱包括卷边角钢、波纹钢板、泡沫板和混凝土；所述组合柱的横截面为矩形，其中四个所述卷边角钢以及连接于相邻卷边角钢之间的波纹钢板组成矩形轮廓钢管，泡沫板设于矩形轮廓钢管内壁的所述波纹钢板的凹槽之内并填平所述凹槽，混凝土填充于所述矩形轮廓钢管之内。本发明波纹钢板沿波纹方向的变形不受混凝土的限制，波纹钢板在组合柱受压时不承担压力，因此不存在组合柱中部管壁局部屈曲引起的承载力退化行为。相比传统矩形钢管，采用波纹钢板作为钢管的中部管壁可有效发挥钢材的材料性能。

Description

一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱。
背景技术
钢管混凝土柱是近年来发展起来的一种新型高效的组合构件，它由钢管和钢管内的混凝土组成。通过组合作用的发挥，钢管混凝土能够充分发挥钢材和混凝土两者的材料性能。此外，钢管还可以作为混凝土浇筑的模板，从而大大缩短工期。相比圆形钢管混凝土柱，矩形钢管混凝土柱更能适应建筑布置，在实际工程中应用广泛。然而，由于矩形钢管截面的中部管壁受面外约束较弱，钢管在受压情况下中部钢板易发生向外的局部屈曲，导致钢管混凝土柱的承载能力退化，而通过加大钢板厚度来避免局部屈曲的做法又容易导致钢材浪费，因此需要研发一种能有效利用钢材同时又具有很好延性的钢管混凝土组合柱。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足，提供一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱及其施工方法。
本发明的技术方案为：
一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，该组合柱包括卷边角钢、波纹钢板、泡沫板和混凝土；所述组合柱的横截面为矩形，其中四个所述卷边角钢以及连接于相邻卷边角钢之间的波纹钢板组成矩形轮廓钢管，泡沫板设于矩形轮廓钢管内壁的所述波纹钢板的凹槽之内并填平所述凹槽，混凝土填充于所述矩形轮廓钢管之内。
优选的，所述卷边角钢为等边角钢，两末端相向垂直弯折形成卷边；所述波纹钢板与所述卷边焊接以连接于相邻卷边角钢之间。
优选的，所述卷边角钢肢宽为柱宽的1/5～1/4，卷边宽度为肢宽的1/3～1/2。
优选的，所述卷边角钢厚度为肢宽的1/5～1/3。
优选的，所述波纹钢板板宽为柱宽的1/2～3/5。
优选的，所述波纹钢板的厚度为2mm～4mm。
优选的，所述泡沫板为闭孔泡沫板，通过粘结剂粘接于所述波纹钢板的凹槽之内。
上述矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱的施工方法包括以下步骤：在波纹钢板一侧的凹槽内壁涂覆粘结剂，通过泡沫板填平涂覆有粘结剂的凹槽；将填充有泡沫板的波纹钢板与卷边角钢焊接以围成矩形轮廓钢管，其中填充泡沫板一侧作为矩形轮廓钢管的内壁；往该矩形轮廓钢管内浇筑混凝土直至混凝土强度达到要求。
本发明相对于现有技术具有以下优点及突出效果：
本发明提出的一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱结构的突出特点是采用填充有泡沫板的波纹钢板作为矩形轮廓钢管的中部管壁。由于在波纹钢板的凹槽内填充有泡沫板，混凝土无法凝结于凹槽内，从而使波纹钢板沿波纹方向的变形不受混凝土的限制，波纹钢板在组合柱受压时不承担压力，因此不存在组合柱中部管壁局部屈曲引起的承载力退化行为。波纹钢板能在钢管环向有效拉结四周的角钢，为核心混凝土提供较强的约束作用，避免混凝土发生脆性破坏。因此，相比传统矩形钢管，采用波纹钢板作为钢管的中部管壁可有效发挥钢材的材料性能。
附图说明
图1为矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱的正视图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为图2的B-B剖面图；
图中：1－卷边角钢；2－波纹钢板；3－泡沫板；4－混凝土。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方法作进一步描述。
参考图1至图3，一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱结构由卷边角钢1、波纹钢板2、泡沫板3和混凝土4组成。该组合柱截面为矩形轮廓截面(例如正方形)，其中四个所述卷边角钢1以及连接于相邻卷边角钢1之间的波纹钢板2组成矩形轮廓钢管，具体，四个卷边角钢1形成矩形的四个角，波纹钢板2连接于相邻卷边角钢1之间形成矩形的边。泡沫板3设于矩形轮廓钢管内壁的所述波纹钢板2的凹槽之内并填平所述凹槽，混凝土4填充于所述矩形轮廓钢管之内。
参考图2，所述卷边角钢1为等边角钢，两末端相向垂直弯折形成卷边11；相邻卷边角钢1相对的卷边11互相平行，所述波纹钢板2两端分别与所述两平行的卷边11焊接以实现连接。等边角钢肢宽为柱宽的1/5～1/4，卷边部分宽度为肢宽的1/3～1/2，长度与柱子的长度相同，角钢的厚度为肢宽的1/5～1/3。
参考图3，所述波纹钢板2为工厂预制钢板，板宽为柱宽的1/2～3/5，板长与柱长相同，钢板的厚度为2mm～4mm。所述泡沫板3可采用闭孔泡沫板，其回复率高，防渗透性能好，且耐老化性能优良。泡沫板3长度与波纹钢板2宽度相同，其截面形状与波纹钢板2截面的凹槽形状一致以实现完全填充，从而使波纹钢板2的内壁一侧平直。
本发明的施工方法为：
首先，在波纹钢板2一侧的凹槽内壁涂覆粘结剂，将泡沫板3填充于涂覆有粘结剂的波纹钢板2凹槽内，泡沫板3的填充需做到紧密无缝，避免浇筑混凝土4时混凝土浆体渗入凹槽内。接着，将填充有泡沫板3的波纹钢板2的两端与卷边角钢1的卷边11焊接，波纹钢板2和卷边角钢1围成一个矩形轮廓钢管。其中，填充有泡沫板3的钢板一侧作为矩形轮廓钢管的内壁。最后，往该矩形轮廓钢管内浇筑混凝土4，待混凝土强度达到要求时，即完成本发明的施工。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，其特征在于：该组合柱包括卷边角钢、波纹钢板、泡沫板和混凝土；所述组合柱的横截面为矩形，其中四个所述卷边角钢以及连接于相邻卷边角钢之间的波纹钢板组成矩形轮廓钢管，泡沫板设于矩形轮廓钢管内壁的所述波纹钢板的凹槽之内并填平所述凹槽，混凝土填充于所述矩形轮廓钢管之内。
2.根据权利要求1所述的矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，其特征在于：所述卷边角钢为等边角钢，两末端相向垂直弯折形成卷边；所述波纹钢板与所述卷边焊接以连接于相邻卷边角钢之间。
3.根据权利要求2所述的矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，其特征在于：所述卷边角钢肢宽为柱宽的1/5～1/4，卷边宽度为肢宽的1/3～1/2。
4.根据权利要求1所述的矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，其特征在于：所述卷边角钢厚度为肢宽的1/5～1/3。
5.根据权利要求1或3所述的矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，其特征在于：所述波纹钢板板宽为柱宽的1/2～3/5。
6.根据权利要求1所述的矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，其特征在于：所述波纹钢板的厚度为2mm～4mm。
7.根据权利要求1所述的矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱，其特征在于：所述泡沫板为闭孔泡沫板，通过粘结剂粘接于所述波纹钢板的凹槽之内。
8.根据权利要求1～7任一项所述的矩形轮廓波纹钢板混凝土组合柱的施工方法，其特征在于包括以下步骤：在波纹钢板一侧的凹槽内壁涂覆粘结剂，通过泡沫板填平涂覆有粘结剂的凹槽；将填充有泡沫板的波纹钢板与卷边角钢焊接以围成矩形轮廓钢管，其中填充泡沫板一侧作为矩形轮廓钢管的内壁；往该矩形轮廓钢管内浇筑混凝土直至混凝土强度达到要求。
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