TWM483976U - 鋼管混凝土結構 - Google Patents

Description

鋼管混凝土結構

本創作係關於一種鋼管混凝土結構；具體而言，本創作係關於一種應用上述鋼管混凝土結構，供用於橋墩等大尺寸柱體結構。

在一般的鋼筋混凝土設計結構中，除了鋼骨鋼筋混凝土的設計外，還有採填充型鋼管混凝土的設計。相較於前者以鋼骨作為承重及抗拉力的構件，以後者的結構而言，除了可藉鋼管提供混凝土圍束力之外，還可進一步節省鋼材用量。

然而目前的填充型鋼管混凝土設計中，鋼管部分之設計及應用方式較為單純，其所能提供之強度仍然有限，不易滿足實際設計及施工上的需求。特別是當長時間負重因軸向應力而容易產生包覆的鋼板沿軸向外凸變形的情況。因此，為加強結構負重與耐震性，使鋼板與混凝土在負重或受震時仍能有效結合，以提高整體結構強度則成為重要的課題。

本創作之一目的係提供一種鋼管混凝土結構，可提高結構體的圍束效果。

鋼管混凝土結構包含箱體及斜向鋼板組。箱體具有底板、沿第一方向連接底板且沿橫切第一方向並排設置於底板兩側的第一側壁及第二側壁、連接第一側壁及第二側壁相對底板之一面的頂板。斜向鋼板組是 設置於箱體內並沿第一方向間隔分布。斜向鋼板組具有至少一第一斜向鋼板，其兩端分別連接底板及第一側壁。至少一第二斜向鋼板，與第一斜向鋼板相對設置且兩端分別連接底板及第二側壁。至少一第三斜向鋼板，其兩端分別連接頂板及第一側壁。至少一第四斜向鋼板，與第三斜向鋼板相對設置且兩端分別連接頂板及第二側壁。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。

100‧‧‧鋼管混凝土結構

101‧‧‧箱體

102‧‧‧底板

104‧‧‧第一側壁

106‧‧‧第二側壁

108‧‧‧頂板

110‧‧‧斜向鋼板組

111‧‧‧端面

112‧‧‧第一斜向鋼板

114‧‧‧第二斜向鋼板

116‧‧‧第三斜向鋼板

118‧‧‧第四斜向鋼板

119‧‧‧輔助鋼板

120‧‧‧隔板

122‧‧‧穿孔

124‧‧‧插置孔

126‧‧‧主筋

130‧‧‧第一剪力釘

132‧‧‧第二剪力釘

a‧‧‧第一方向

s,d‧‧‧距離

w‧‧‧寬度

圖1至圖5為本創作鋼管混凝土結構之實施例立體圖；圖6為本創作鋼管混凝土結構之一實施例剖視圖；圖7為本創作鋼管混凝土結構之另一實施例剖視圖。

本創作係提供一種鋼管混凝土結構，藉由複數個斜向鋼板於箱體內圍繞成斜向鋼板組，較佳供用於橋墩等大尺寸柱體結構。本創作之鋼管混凝土結構較佳於預鑄廠進行，亦可於施工現場進行。

圖1至圖5為本創作鋼管混凝土結構100之實施例立體圖。如圖1所示，鋼管混凝土結構100包含箱體101，其中箱體101具有底板102、沿第一方向a連接底板102的第一側壁104及第二側壁106，且第一側壁104及第二側壁106沿橫切第一方向a並排設置於底板102兩側。另外，在箱體101內更包含複數隔板120，隔板120之兩側分別連接第一側壁104及第二側壁106並沿第一方向a間隔設置。於一實施例，隔板120是以成對方式設 置於箱體101的一端。由於柱體可能是由數個箱體101組立而成，故較佳於柱體中頭尾兩端各設置一對隔板120，但亦可隨柱體長度調整每對隔板120的距離。隔板120具有穿孔122及複數插置孔124，插置孔124是形成於穿孔122四周，以供主筋126貫穿隔板120(參考圖4)。穿孔122是為了灌漿所預留的孔洞，穿孔122的直徑可配合鋼管混凝土結構100的尺寸調整，舉例而言，當箱體101邊長較大時(達1.4米至2米)，穿孔122的直徑較佳為隔板邊長的1/3；當箱體101邊長較小時，穿孔122的直徑，則相應縮小，較佳為隔板邊長的1/4。

此外，隔板120上更包含複數第一剪力釘130，其位於穿孔122及插置孔124之間，亦即，若以穿孔122為中心，第一剪力釘130的分布半徑不大於插置孔124的分布半徑。於一實施例中，第一剪力釘130是平均分布於隔板120上，並配合隔板120的剖面形狀分布，例如隔板120為正方形，則第一剪力釘130大致以正方形方式平均分布。藉由隔板120上的第一剪力釘130，可增加隔板120與混凝土間的結合力。

如圖2及圖3所示，箱體101內還設置有斜向鋼板組110沿第一方向a間隔分布。斜向鋼板組110是由複數個第一斜向鋼板112、第二斜向鋼板114、第三斜向鋼板116及第四斜向鋼板118所構成。其中，第一斜向鋼板112的兩端分別連接底板102及第一側壁104。第一斜向鋼板112與底板102及第一側壁104形成A字形的截面。第二斜向鋼板114是與第一斜向鋼板112相對設置，且第二斜向鋼板114的兩端分別連接底板102及第二側壁106。類似地，第二斜向鋼板114與底板102及第二側壁106亦形成A字形的截面。第三斜向鋼板116的兩端分別連接頂板108(參考圖4)及第一側壁104。第四斜向鋼板118則與第三斜向鋼板116相對設置，且第四斜向鋼板118的兩端分別連接頂板108及第二側壁106。第三斜向鋼板116 及第四斜向鋼板118與兩測連結處亦構成如前述之A字形的截面(可進一步參考圖6)。藉由箱體101內四角落設置的斜向鋼板組110，可增加對鋼管混凝土結構100的圍束效果。

另一方面，鋼管混凝土結構100內更包含複數第二剪力釘132，並依固定間距平均佈設於箱體101之內表面。由於，斜向鋼板組110是自間距伸入第二剪力釘132之間並連接箱體101之內表面，為避免焊接斜向鋼板組110時遮擋第二剪力釘132的佈設(如圖2中角落的位置)，故先在斜向鋼板組110設置的位置預先佈設一部分的第二剪力釘132(如圖2所示)，待斜向鋼板組110設置完成後，再裝設其它的第二剪力釘132(如圖3所示)。因此，除前述第一剪力釘130，還可藉第二剪力釘132增加箱體101內表面與混凝土間的結合力。

另外，如圖3所示，隔板120係沿第一方向a連接於斜向鋼板組110，亦即，斜向鋼板組110的兩端除了與箱體101內表面連接，亦可將斜向鋼板組110在第一方向a上的端面111焊接於隔板120上，以提高結構強度。如圖3的局部放大圖所示，以第四斜向鋼板118為例，其在第一方向a上的兩側具有端面111，並將面對隔板的端面111焊接於隔板120上。此外，斜向鋼板組110除了如前述沿第一方向a間隔分布外，在成對的隔板120之間亦可設置斜向鋼板組110。如圖3所示，在成對的隔板120所夾的空間內設有斜向鋼板組110，在較佳實施例中，斜向鋼板組110沿第一方向a的兩側端面111皆焊接於隔板120上，但不以此為限。在其它實施例中，隔板120與斜向鋼板組110間的設置關係可視所需結構強度改變，例如調整為斜向鋼板組與隔板間不連接的方式。

接著，如圖4所示，在隔板120上的各個插置孔124分別穿過主筋126，然後吊放頂板108。頂板108是連接第一側壁104及第二側壁 106相對底板102之一面，且第二剪力釘132較佳是預先設置於頂板108內表面，如此於吊放頂板108時即可完成第二剪力釘132的佈設。鋼管混凝土結構100組裝後如圖5所示，最後再進行灌漿作業完成預鑄柱體。

圖6為本創作鋼管混凝土結構100之實施例剖視圖。圖6的剖面圖是對應圖1至圖5所示的鋼管混凝土結構100，其剖面呈一正方形。如圖6所示，第一斜向鋼板112與底板102之垂直距離等於第一斜向鋼板112與第一側壁104之垂直距離。同樣地，第二斜向鋼板114、第三斜向鋼板116、第四斜向鋼板118其連接箱體101內兩側表面的距離關係與第一斜向鋼板112相同。另外，以正方形剖面的鋼管混凝土結構100來說，斜向鋼板組110所形成的四個斜邊與箱體101內表面較佳形成正八邊形。於圖6所示的實施例中，底板102兩側與第一斜向鋼板112、第二斜向鋼板114的接合處所夾距離s約占底板102寬度w的1/3。換言之，以第一斜向鋼板112為例，第一斜向鋼板112連接底板102及第一側壁104之間的距離d需小於底板102寬度w的1/2，藉此對稱設置，可獲得較佳的圍束效果。

圖7為本創作鋼管混凝土結構100之另一實施例剖視圖。如圖7所示，以矩形剖面的鋼管混凝土結構100來說，更具有複數輔助鋼板119，複數輔助鋼板119兩端分別連接頂板108及底板102。類似地，輔助鋼板119的結構與設置方式如斜向鋼板組110是沿第一方向a間隔設置。藉由輔助鋼板119，可於不同剖面的鋼管混凝土結構100進一步提高結構強度。綜上所述，藉由本創作之鋼管混凝土結構，除了可藉隔板上及的箱體內表面的剪力釘增加隔板與混凝土間的結合力，還可藉箱體內的斜向鋼板組增加對鋼管混凝土結構的圍束效果，以提高整體結構強度。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之 範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。

100‧‧‧鋼管混凝土結構

101‧‧‧箱體

102‧‧‧底板

104‧‧‧第一側壁

106‧‧‧第二側壁

108‧‧‧頂板

110‧‧‧斜向鋼板組

112‧‧‧第一斜向鋼板

114‧‧‧第二斜向鋼板

116‧‧‧第三斜向鋼板

118‧‧‧第四斜向鋼板

120‧‧‧隔板

122‧‧‧穿孔

124‧‧‧插置孔

130‧‧‧第一剪力釘

132‧‧‧第二剪力釘

s,d‧‧‧距離

w‧‧‧寬度

Claims (9)

1. 一種鋼管混凝土結構，包含：一箱體，具有：一底板；一第一側壁及一第二側壁，沿一第一方向連接該底板且沿橫切該第一方向並排設置於該底板兩側；以及一頂板，連接該第一側壁及該第二側壁相對該底板之一面；以及一斜向鋼板組，設置於該箱體內並沿該第一方向間隔分布，該斜向鋼板組具有：至少一第一斜向鋼板，兩端分別連接該底板及該第一側壁；至少一第二斜向鋼板，與該第一斜向鋼板相對設置，且兩端分別連接該底板及該第二側壁；至少一第三斜向鋼板，兩端分別連接該頂板及該第一側壁；以及至少一第四斜向鋼板，與該第三斜向鋼板相對設置，且兩端分別連接該頂板及該第二側壁。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鋼管混凝土結構，更包含至少一隔板，設置於該箱體內，該隔板之兩側分別連接該第一側壁及該第二側壁，並沿該第一方向間隔設置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鋼管混凝土結構，其中該隔板具有一穿孔及複數插置孔，該些插置孔係形成於該穿孔四周，以供主筋貫穿該些隔板。
4. 如申請專利範圍第2項所述之鋼管混凝土結構，其中該隔板至少其一係 沿該第一方向連接於該斜向鋼板組。
5. 如申請專利範圍第3項所述之鋼管混凝土結構，更包含複數第一剪力釘，設置於該隔板上，且位於該穿孔及該些插置孔之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鋼管混凝土結構，其中該第一斜向鋼板與該底板之垂直距離等於該第一斜向鋼板與該第一側壁之垂直距離。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鋼管混凝土結構，其中該第一斜向鋼板連接該底板及該第一側壁間的距離小於該底板寬度的1/2。
8. 如申請專利範圍第1項所述之鋼管混凝土結構，更包含至少一輔助鋼板，兩端分別連接該頂板及該底板，且沿該第一方向間隔設置。
9. 如申請專利範圍第1項所述之鋼管混凝土結構，更包含複數第二剪力釘，依一固定間距平均佈設於該箱體之內表面，該斜向鋼板組自該間距伸入該些第二剪力釘之間並連接該箱體之內表面。