CN110863610B - 一种锁钩连接的h型钢、槽钢装配式一字型异形柱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一型异形柱，由外围约束钢管、内部混凝土构成。所述外围约束钢管由H型钢中连接件、H型钢边连接件、槽钢封板连接件组成，所述的外围约束钢管的连接关系为：在H型钢中连接件的三个相邻侧面分别连接H型钢边连接件，在H型钢边连接件的另一侧面分别连接槽钢封板连接件，形成一字型装配式H型钢锁钩连接异形柱，其中，H型钢中连接件位于中部，H型钢边连接件位于在H型钢中连接件三个相邻侧面，槽钢封板连接件位于外侧。这种构件形式不仅能够有效地实现钢结构构件加工的工业化而且能够极大地简化了钢板异形柱的制作工艺，降低了制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的钢管异形柱，特别是建筑领域应用的一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱。
背景技术
异形柱作为传统矩形柱的变形形式，可使得室内不出现阳角、柱楞，进而改善房间的布置效果，提高空间利用率。传统异形柱按照使用材料的不同，可分为钢筋混凝土异形柱、钢骨混凝土异形柱、组合异形柱、纯钢异形柱等类型。
钢筋混凝土异形柱是最早被大量使用的一种形式，其设计理念与钢筋混凝土短肢剪力墙相似，通过减小墙肢截面的高厚比，即可由钢筋混凝土短肢剪力墙得到钢筋混凝土异型柱。钢骨混凝土异形柱是针对钢筋混凝土异形柱承载力偏低、轴压比限值严格，延性较小等缺点的改进形式。其构造通常采用钢筋混凝土异形柱内置型钢钢骨的形式，钢骨与钢筋混凝土共同作用，可有效提高整体承载力、刚度及耐久性。但由于各柱肢截面较窄，混凝土对钢骨的包裹厚度较小，钢骨与混凝土的协同工作很难保证，受力过程中混凝土保护层往往过早脱落，从而严重影响其承载能力。与钢筋混凝土异形柱相比，钢骨混凝土异形柱的承载能力、延性和变形性能都有明显提高，但其梁柱节点仍需较多的钢筋来增加其抗剪能力，其构造复杂、施工困难、力学性能受混凝土影响较大。箱形钢板异形柱是钢管混凝土异形柱的一种，其外部的箱形钢管由钢板焊接而成，其内部可通过浇筑混凝土形成钢-混凝土组合箱形钢板异形柱，但普通组合箱形钢板异形柱在受力过程中容易过早发生局部屈曲、阴角处钢管和混凝土容易脱离，
目前学者们以增强钢管与混凝土协调工作以及钢管对混凝土的约束作用、减小柱内单元尺寸，以增加单元内各钢板稳定性2种思想为基础，提出了带约束拉杆或加劲肋的组合箱形钢板异形柱、多腔式箱形钢板异形柱、缀板连接的组合箱形钢板异形柱等种形式。
但这些形式的加工过程都需要大量的焊接过程。大量的焊接过程容易使钢板受热变形、并且具有污染环境、提高造价的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有上述缺陷，提供一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，该发明能够实现结构中异形柱的快速、简便、安装。并且各单元H型钢间紧密、可靠连接，具有很强的水平及竖向承载力。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明为一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，由外围约束钢管、内部混凝土构成。
所述外围约束钢管由H型钢中连接件、H型钢边连接件、槽钢封板连接件组成，所述的外围约束钢管的装配顺序依次为：一个槽钢封板连接件、数个H型钢边连接件、一个H型钢中连接件、数个H型钢边连接件、一个槽钢封板连接件，形成一字型装配式H型钢锁钩连接异形柱，其中，H型钢中连接件位于中部，H型钢边连接件位于在H型钢中连接件两侧，槽钢封板连接件位于外侧。
所述H型钢中连接件一个翼缘内侧的腹板两侧焊接两排C形钩环，另一个翼缘内侧的腹板两侧焊接两排C形钩环。
所述的C形钩环的内孔为正方形、矩形或圆形。
所述的H型钢边连接件腹板一侧的上下两翼缘内部焊接两排C形钩环；腹板另一侧上下翼缘内侧的相同标高位置焊接两排L形锁钩。
所述C形钩环的内孔为正方形、矩形或圆形；L形锁钩的横截面可为正方形、矩形或圆形。
C形钩环内部尺寸大于L形锁钩的尺寸。
所述的槽钢封板连接件上、下翼缘内侧的相同标高位置焊接两排L形锁钩，L形锁钩勾住H型钢边连接件的两排C形钩环。
所述的L型装配式H型钢锁钩连接异形柱的连接过程为：将槽钢封板连接件的L形锁钩一侧的翼缘和H型钢边连接件翼缘分别对齐，沿H型钢边连接件翼缘自上而下滑动，使得槽钢封板连接件的L形锁钩勾住H型钢边连接件的C形钩环；H型钢边连接件的L形锁钩一侧的翼缘和H型钢中连接件翼缘分别对齐，沿H型钢中连接件翼缘自上而下滑动，使得H型钢边连接件的L形锁钩勾住H型钢中连接件的C形钩环，相邻H型钢边连接件通过C形钩环和L形锁钩相连。
所述的内部混凝土浇筑在H型钢中连接件与H型钢边连接件、H型钢边连接件与H型钢边连接件、以及H型钢边连接件与槽钢封板连接件形成的矩形空间中。
浇筑内部混凝土时，采用粘结剂将相邻连接件的接缝处粘合，防止混凝土浇筑时跑浆。
有益效果
本发明采用可以在工厂快速装配生产的一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱。这种构件形式不仅能够有效地实现钢结构构件加工的工业化而且能够极大地简化了钢板异形柱的制作工艺，降低了制作成本。
附图说明
图1是装配式一字型异形柱组成分解图；
图2是装配式一字型异形柱外围约束钢管的组装图；
图3是H型钢中连接件的立面图；
图4是图3中1-1的剖面图；
图5是图4中2-2的剖面图；
图6是H型钢边连接件立面图；
图7是图6中2-2的剖面图；；
图8是图6中1-1的剖面图；
图9是槽钢封板连接件正面图；
图10是槽钢封板连接件侧面图；
图11是槽钢封板连接件斜面图；
其中，1-一字型装配式H型钢锁钩连接异形柱；2-内部混凝土；3-外围约束钢管；4-H型钢中连接件；5-H型钢边连接件；6-C形钩环；7-L形锁钩；8-槽钢封板连接件；
具体实现方式
下面结合附图具体说明所述结构体系的实现方式。
如图1所示，本发明为一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，由外围约束钢管3、内部混凝土2两部分构成，内部混凝土2浇筑在外围约束钢管3的各型钢连接件形成的矩形内孔中。
如图2所示，外围约束钢管3由一个H型钢中连接件4、数个H型钢边连接件5和两个槽钢封板连接件8组成。具体的，以如图2所示，H型钢边连接件5为两个为例。
如图3-5所示：所述H型钢中连接件4一个翼缘内侧的腹板两侧焊接两排C形钩环6，另一个翼缘内侧的腹板两侧焊接两排C形钩环6。C形钩环6内孔可为正方形、矩形或圆形，(此处以方形为例进行说明)方孔内壁厚为b，内孔边长为c。为方便焊接，C形钩环外边缘距翼缘外边缘距离设为a，a可由施工需要确定。
如图6-8所示：H型钢边连接件5腹板一侧的上下两翼缘内部焊接两排C形钩环6，腹板另一侧的上下翼缘内侧的相同标高位置焊接两排L形锁钩7。其中，所述C形钩环6内孔可为正方形、矩形或圆形，L形锁钩7的横截面可为正方形、矩形或圆形。
C形钩环6以方形为例进行说明，方孔内壁厚为b，内孔边长为c，为方便焊接，C形钩环6外边缘距翼缘外边缘距离设为a，a可由施工需要及构造计算确定、腹板另一侧上下翼缘内侧的相同标高位置焊接两排横截面尺寸为b的L形锁钩7，L形锁钩7的横截面可为正方形、矩形或圆形，(以边长为c的正方形为例进行说明)L形锁钩7伸出翼缘外边缘一定距离D，D取值为a+b+c；
如图9-11所示：在槽钢封板连接件8上下翼缘内侧的相同标高位置焊接两排L形锁钩7，L形锁钩7勾住H型钢边连接件5的两排C形钩环6。L形锁钩7伸出翼缘外边缘一定距离D，D取值为a+b+c。当两相邻连接件上下翼缘对齐连接时，其中一个连接件的两排L形锁钩7恰好勾住另一个连接件的两排C形钩环6，为保证连接紧密又施工方便，C形钩环6内部尺寸可略大于L形锁钩尺寸1-2mm。
具体的，所述的外围约束钢管3的装配顺序依次为：一个槽钢封板连接件8、数个H型钢边连接件5、一个H型钢中连接件4、数个H型钢边连接件5、一个槽钢封板连接件8，形成一字型装配式H型钢锁钩连接异形柱，其中，H型钢中连接件4位于中部，H型钢边连接件5位于H型钢中连接件4两侧，槽钢封板连接件8位于外侧。
具体的连接过程为：将槽钢封板连接件8的L形锁钩7一侧的翼缘和H型钢边连接件5翼缘分别对齐，沿H型钢边连接件5翼缘自上而下滑动，使得槽钢封板连接件8的L形锁钩7勾住H型钢边连接件5的C形钩环6；H型钢边连接件5的L形锁钩7一侧的翼缘和H型钢中连接件4翼缘分别对齐，沿H型钢中连接件4翼缘自上而下滑动，使得H型钢边连接件5的L形锁钩7勾住H型钢中连接件4的C形钩环6，相邻H型钢边连接件5通过C形钩环和L形锁钩7相连。即连接时只需要将相邻两个连接件的对应C形钩环6、L形锁钩7连接在一起即可形成外围约束钢管3。
所述的内部混凝土2浇筑在H型钢中连接件4与H型钢边连接件5、H型钢边连接件5与H型钢边连接件5、以及H型钢边连接件5与槽钢封板连接件8形成的矩形空间中。形成一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱。
浇筑内部混凝土2时，采用粘结剂将相邻连接件的接缝处粘合，防止混凝土浇筑时跑浆。
在工厂将所述L形锁钩7、C形钩环6焊接到槽钢、H型钢对应位置，形成槽钢封板连接件8、H型钢边连接件5、H型钢中连接件4，然后按顺序将相邻两个连接件的对应C形钩环6、L形锁钩7连接在一起形成外围约束钢管；在相邻两连接件的翼缘连接所形成的矩形空间以及中浇筑混凝土，形成锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，其特征在于：所述的异形柱由外围约束钢管（3）、内部混凝土（2）构成，所述外围约束钢管（3）由H型钢中连接件（4）、H型钢边连接件（5）、槽钢封板连接件（8）组成，所述的外围约束钢管（3）的装配顺序依次为：一个槽钢封板连接件（8）、数个H型钢边连接件（5）、一个H型钢中连接件（4）、数个H型钢边连接件（5）、一个槽钢封板连接件（8），形成一字型装配式H型钢锁钩连接异形柱，其中，H型钢中连接件（4）位于中部，H型钢边连接件（5）位于H型钢中连接件（4）两侧，槽钢封板连接件（8）位于外侧；所述H型钢中连接件（4）一个翼缘内侧的腹板两侧焊接两排C形钩环（6），另一个翼缘内侧的腹板两侧焊接两排C形钩环（6），所述H型钢边连接件（5）腹板一侧的上下两翼缘内部焊接两排C形钩环（6），腹板另一侧上下翼缘内侧的相同标高位置焊接两排L形锁钩（7），所述槽钢封板连接件（8）上、下翼缘内侧的相同标高位置焊接两排L形锁钩（7），L形锁钩（7）勾住H型钢边连接件（5）的C形钩环（6）；所述C形钩环（6）孔内壁厚为b，内孔径为c，所述C形钩环（6）外边缘距翼缘外边缘距离设为a，L形锁钩（7）伸出翼缘外边缘的距离为D，D取值为a+b+c。
2.根据权利要求1所述的一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，其特征在于：所述的C形钩环（6）的内孔为正方形、矩形或圆形。
3.根据权利要求1所述的一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，其特征在于：所述C形钩环（6）的内孔为正方形、矩形或圆形；L形锁钩（7）的横截面可为正方形、矩形或圆形。
4.根据权利要求1所述的一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，其特征在于：C形钩环（6）内部尺寸大于L形锁钩的尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，其特征在于：所述的锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱的连接过程为：将槽钢封板连接件（8）的L形锁钩（7）一侧的翼缘和H型钢边连接件（5）翼缘分别对齐，沿H型钢边连接件（5）翼缘自上而下滑动，使得槽钢封板连接件（8）的L形锁钩（7）勾住H型钢边连接件（5）的C形钩环（6）；H型钢边连接件（5）的L形锁钩（7）一侧的翼缘和H型钢中连接件（4）翼缘分别对齐，沿H型钢中连接件（4）翼缘自上而下滑动，使得H型钢边连接件（5）的L形锁钩（7）勾住H型钢中连接件（5）的C形钩环（6），相邻H型钢边连接件（5）通过C形钩环（6）和L形锁钩（7）相连。
6.根据权利要求1所述的一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，其特征在于：所述的内部混凝土（2）浇筑在H型钢中连接件（4）与H型钢边连接件（5）、H型钢边连接件（5）与H型钢边连接件（5）、以及H型钢边连接件（5）与槽钢封板连接件（8）形成的矩形空间中。
7.根据权利要求6所述的一种锁钩连接的H型钢、槽钢装配式一字型异形柱，其特征在于：浇筑内部混凝土（2）时，采用粘结剂将相邻连接件的接缝处粘合，防止混凝土浇筑时跑浆。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ye Quanxi Inventor after: Zhang Shengyu Inventor after: Li Tongdong Inventor before: Ye Quanxi Inventor before: Zhang Shengyu Inventor before: Li Tongdong |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20240204 Address after: Room B1-1705, Building A1B1, Sunshine Future City, No. 2 Yingbin Avenue, Zhaoqing High tech Zone, Zhaoqing City, Guangdong Province, 526000 Patentee after: Guangdong Guoye Construction Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 061001 No.1, Chongqing Road, Yunhe District, Cangzhou City, Hebei Province Patentee before: HEBEI University OF WATER RESOURCES AND ELECTRIC ENGINEERING Country or region before: China |
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| TR01 | Transfer of patent right |