专利名称：多腔钢管混凝土叠合柱及其制作方法
技术领域：
本发明是一种剪力墙叠合柱，特别涉及多腔钢管混凝土叠合柱及其制作方法。
背景技术：
随着人民群众生活水平的提高，居民对住宅及办公建筑的要求也越来越高，高层 及超高层建筑开始逐渐增多。在这数量众多的钢筋混凝土高层建筑中，钢管混凝土柱的使 用已比较广泛，其结构形式不但有效的提高了内部混凝土的承载能力，而且克服了钢管结 构的容易发生局部屈曲的缺点。两种材料结合所发挥的作用远远大于两者单纯叠加。然而， 随着钢管混凝土技术的成熟，其缺点也日趋显现。钢管混凝土叠合柱的出现为钢管混凝土 柱的性能作了补充，不但有效减小了钢管混凝土柱的轴压比，增大了其变形能力而且提高 了防火性能。因此，钢管混凝土叠合柱开始在高层建筑的使用中崭露头角。但是钢管混凝土叠合柱在超高层建筑中的使用尚不广泛，原因之一就是超高层建 筑往往要求尺寸巨大的柱以承担巨大荷载，而传统的钢管混凝土叠合柱若要担此重任，务 必要增加截面尺寸从而减少了建筑物的使用面积，并且使得空间利用不甚方便。此外，巨大 截面尺寸的钢管在承受荷载时减小了传统钢管混凝土柱中的套箍效应，减弱了钢管混凝土 内柱的优势发挥，降低了钢管混凝土叠合柱的承载力。
发明内容
本发明的目的在于克服了现有钢管混凝土叠合柱的上述缺陷，提供了一种多腔钢 管混凝土叠合柱及其制作方法，本发明能够显著提高钢管混凝土叠合柱的承载力，方便建 筑物的空间利用。为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本发明包括多腔钢管混凝土柱 和外包钢筋混凝土，所述多腔钢管混凝土柱为由钢管及钢板组合而成的多腔钢管并在钢管 内填混凝土构成的钢管混凝土柱，多腔钢管内部各钢板上打孔，以便混凝土浇注，多腔钢管 的外壁上焊接有铆钉，钢管与钢管或钢管与钢板通过焊接连接；在多腔钢管外沿管壁绑扎 纵向钢筋及箍筋组成钢筋网，在钢筋网外支模板，在模板内与多腔钢管的各个腔内同时浇 注混凝土构成多腔钢管混凝土叠合柱。所述的多腔钢管内各个腔的截面形状为三角形、四边形或圆形。所述的多腔钢管由三块条形钢板和一个截面为圆形的钢管构成，三块条形钢板焊 接成U型槽，U型槽的开口边与圆形钢管的外壁焊接。所述的多腔钢管由两块条形钢板和两个截面形状为等边直角三角形的尺寸相同 的钢管构成，两块条形钢板焊接在两个钢管的两条直角边之间，与两个钢管一起组成外轮 廓形状为平行四边形的多腔钢管。所述的多腔钢管由两块条形钢板和两个截面形状为矩形的尺寸相同的钢管构成， 其中一块条形钢板的两边分别与两个钢管的纵向直角边焊接，另一块条形钢板的两边分别 与已焊接的两矩形截面钢管纵向直角边的对边焊接，每个矩形截面钢管上的两条已焊接直角边构成的面垂直于两块条形钢板的所在面。多腔钢管混凝土叠合柱的制作方法，该方法是按以下顺序进行的1)配置钢管混凝土叠合柱中的钢管，并在钢管上预留混凝土孔洞；2)配置条形钢板，并在条形钢板上预留箍筋孔洞和混凝土孔洞；3)对于需要钢板与钢板焊接的钢管混凝土叠合柱，首先焊接钢板；4)将钢管与条形钢板或焊接后的钢板焊接，组成多腔钢管；5)在多腔钢管外壁上焊接铆钉；6)在焊接后的多腔钢管外配置纵向钢筋，并在纵向钢筋外绑扎箍筋，组成钢筋网。 箍筋需要穿过多腔钢板的，将箍筋穿过钢板上预先设置的孔洞；7)在钢筋网外侧预留保护层厚度，支模板；8)浇筑多腔钢管混凝土柱内混凝土和钢管外的钢筋混凝土，成型后即为多腔钢管 混凝土叠合柱。本发明多腔钢管混凝土叠合柱将横截面尺寸巨大的钢管沿横向分为多个互相连 通的区域，众多缩小的区域有利于钢管混凝土柱发挥套箍效应，从而增加内填混凝土的承 载能力，使相同体积的混凝土发挥更大的作用。此外，多腔钢管混凝土叠合柱的出现，使得 柱截面能够根据柱的位置及作用做出相应变化，更为有效的承受地震荷载，提高抗震能力， 增加结构的稳定性，而且提高了建筑物的空间利用率，使得建筑功能发挥的更加充分合理。
图1是本发明多腔钢管混凝土叠合柱中横截面形状为乒乓球拍的结构配钢及配 筋示意图；图2是图1中A-A剖面放大示意图；图3是图1中B-B剖面放大示意图；图4是本发明多腔钢管混凝土叠合柱中横截面形状为平行四边形的结构配钢及 配筋示意图；图5是图4中A-A剖面放大示意图；图6是图4中B-B剖面放大示意图；图7是本发明多腔钢管混凝土叠合柱中横截面形状为菱形的结构配钢及配筋示 意图；图8是图7中A-A剖面放大示意图；图9是图7中B-B剖面放大示意图；图中1、多腔钢管，2、钢管，3、钢板，4、纵向钢筋，5、圆形箍筋，6、箍筋，7、钢管混凝 土内柱，8、钢筋混凝土外柱，9、铆钉。
具体实施例方式下面结合附图1 图9对本发明作进一步说明实施例1多腔钢管混凝土叠合柱中横截面形状为乒乓球拍的结构配钢及配筋示意图如图 1 图3所示。本实施例由钢管2、钢板3组合而成的多腔钢管1并内浇混泥土和钢筋混凝土外柱8组合而成，本实施例中的两块条形钢板呈垂直角度于纵边焊接，并与第三块钢板 于纵边焊接组成U形槽，将U形槽与圆形截面钢管于纵向焊接，构成钢管混凝土内柱中的多 腔钢管1。钢管2和钢板3上预留有方便混凝土浇注的孔洞，钢板3还留有箍筋绑扎的孔 洞。多腔钢管1外壁上焊接铆钉9，之后在多腔钢管1外绑扎纵向钢筋4，沿纵向钢筋4均 勻的绑扎圆形箍筋5和矩形箍筋6，绑扎圆形箍筋5和矩形箍筋6时，箍筋均应穿过多腔钢 管1中预留的孔洞，在纵向钢筋4和箍筋5、6组成的钢筋网外留下保护层厚度距离支模板， 在模板内及多腔钢管1内浇注混凝土，构成多腔钢管混凝土叠合柱。多腔钢管混凝土叠合柱的制作方法，该方法包括以下步骤1)配置钢管混凝土叠合柱中的钢管，并在钢管上预留混凝土孔洞；2)配置条形钢板，并在条形钢板上预留箍筋孔洞和混凝土孔洞；3)将三块条形钢板沿纵向焊接成U形槽；4)将U形槽的开口边与钢管的外壁焊接，组成多腔钢管；5)在多腔钢管外壁上焊接铆钉；6)在焊接后的多腔钢管外配置纵向钢筋，并在纵向钢筋外绑扎圆形箍筋及矩形箍 筋组成钢筋网；圆形箍筋和矩形箍筋需穿过条形钢板上的预留孔洞；7)在钢筋网外侧预留保护层厚度，支模板； 8)浇筑钢管混凝土柱内混凝土和钢管外的钢筋混凝土，成型后即为多腔钢管混凝 土叠合柱。实施例2本实施例的结构与实施例1基本相同，不同之处仅在于多腔钢管的截面形状不 同，如图4 图6所示，本实施例中的多腔钢管由两块条形钢板和两个截面形状为等边直角 三角形的钢管构成。两块条形钢板的两个长边分别与两等边直角三角形截面钢管的纵向直 角边与纵向锐角边焊接，另一块条形钢板的两长边分别与两等边直角三角形截面钢管的纵 向锐角边与纵向直角边焊接，两块条形钢板互相平行且垂直于与之焊接的两等边直角三角 形截面钢管的钢板，这样就构成了外轮廓形状为平行四边形的多腔钢管。本实施例中不需 要U形槽，钢管外箍筋也不需要穿过钢管，即条形钢板上不需要预留箍筋的孔洞。实施例3本实施例的结构与实施例1基本相同，不同之处仅在于多腔钢管的截面形状不 同，如图7 图9所示，本实施例中的多腔钢管由两块条形钢板和两个截面形状为矩形的尺 寸相同的钢管构成，条形钢板两个长边分别与两个矩形截面钢管的纵向直角边焊接，另一 块条形钢板的两长边分别与已焊接的两矩形截面钢管纵向直角边的对边焊接，每个矩形截 面钢管上的两条已焊接直角边构成的面垂直于两块条形钢板的所在面，这样就构成了外轮 廓形状为菱形的多腔钢管。本实施例中钢管外箍筋不需要穿过钢管，即条形钢板上不需要 预留箍筋的孔洞。
权利要求
多腔钢管混凝土叠合柱，其特征在于包括多腔钢管混凝土柱和外包钢筋混凝土，所述多腔钢管混凝土柱为由钢管及钢板组合而成的多腔钢管并在钢管内填混凝土构成的钢管混凝土柱，多腔钢管内部各钢板上打孔，以便混凝土浇注，多腔钢管的外壁上焊接有铆钉，钢管与钢管或钢管与钢板通过焊接连接；在多腔钢管外沿管壁绑扎纵向钢筋及箍筋组成钢筋网，在钢筋网外支模板，在模板内与多腔钢管的各个腔内同时浇注混凝土构成多腔钢管混凝土叠合柱。
2.根据权利要求1所述的多腔钢管混凝土叠合柱，其特征在于所述的多腔钢管内各 个腔的截面形状为三角形、四边形或圆形。
3.根据权利要求1所述的多腔钢管混凝土叠合柱，其特征在于所述的多腔钢管由三 块条形钢板和一个截面为圆形的钢管构成，三块条形钢板焊接成U型槽，U型槽的开口边与 圆形钢管的外壁焊接。
4.根据权利要求1所述的多腔钢管混凝土叠合柱，其特征在于所述的多腔钢管由两 块条形钢板和两个截面形状为等边直角三角形的尺寸相同的钢管构成，两块条形钢板焊接 在两个钢管的两条直角边之间，与两个钢管一起组成外轮廓形状为平行四边形的多腔钢 管。
5.根据权利要求1所述的多腔钢管混凝土叠合柱，其特征在于所述的多腔钢管由两 块条形钢板和两个截面形状为矩形的尺寸相同的钢管构成，其中一块条形钢板的两边分别 与两个钢管的纵向直角边焊接，另一块条形钢板的两边分别与已焊接的两矩形截面钢管纵 向直角边的对边焊接，每个矩形截面钢管上的两条已焊接直角边构成的面垂直于两块条形 钢板的所在面。
6.如权利要求1所述的多腔钢管混凝土叠合柱的制作方法，其特征在于，该方法是按 以下顺序进行的1)配置钢管混凝土叠合柱中的钢管，并在钢管上预留混凝土孔洞；2)配置条形钢板，并在条形钢板上预留箍筋孔洞和混凝土孔洞；3)对于需要钢板与钢板焊接的钢管混凝土叠合柱，首先焊接钢板；4)将钢管与条形钢板或焊接后的钢板焊接，组成多腔钢管；5)在多腔钢管外壁上焊接铆钉；6)在焊接后的多腔钢管外配置纵向钢筋，并在纵向钢筋外绑扎箍筋，组成钢筋网；箍 筋需要穿过多腔钢板的，将箍筋穿过钢板上预先设置的孔洞；7)在钢筋网外侧预留保护层厚度，支模板；8)浇筑多腔钢管混凝土柱内混凝土和钢管外的钢筋混凝土，成型后即为多腔钢管混凝 土叠合柱。
全文摘要
本发明是一种叠合柱，特别涉及多腔钢管混凝土叠合柱及其制作方法。本发明将预开孔洞的钢板及钢管沿纵向焊接成多腔钢管，并在多腔钢管外壁上焊接铆钉，之后在多腔钢管外绑扎纵向钢筋及箍筋组成钢筋网，最后支模板并浇注混凝土，组合成内部为多腔钢管混凝土柱外部为钢筋混凝土的多腔钢管混凝土叠合柱。本发明的叠合柱不但解决了大尺寸钢管混凝土叠合柱中由于钢管尺寸过大造成的套箍效应降低这一缺点，而且比现有的叠合柱截面形式更加灵活多样，从而在不降低其承载能力的前提下，充分的发挥了建筑物的功能利用并增加了其使用面积。
文档编号E04G21/00GK101824878SQ201010152439
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者张建伟, 彭斌, 曹万林 申请人:北京工业大学