專利名稱：底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型型鋼混凝土疊合柱，特別涉及一種底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱。
背景技術：
隨著生產技術的發展和人們生活水平的提高，人們對各類建筑的要求也日益提高，對結構的安全性、舒適性都有一定的要求。鋼筋混凝土柱和型鋼混凝土疊合柱在各類高層和超高層建筑中的應用越來越多，而且各有其優越性。鋼筋混凝土柱充分發揮了鋼筋和混凝土各自的優點，具有良好的抗震性能和防火防腐性能；型鋼混凝土疊合柱，克服了型鋼易發生局部屈曲和防火性能差的缺點，同時對混凝土起著約束作用，充分發揮了型鋼和混凝土的優點。鋼筋混凝土柱和型鋼混凝土疊合柱在大范圍應用的同時，其缺點也日益顯現。鋼筋混凝土柱的截面尺寸較大，占用了使用空間，而且變形能力有限；型鋼混凝土疊合柱的出現在一定程度上為我們解決了這一問題，但在超高層結構中，普通的型鋼混凝土疊合柱的截面尺寸依舊很大，而且結構的破壞多集中在型鋼混凝土疊合柱的底部。這就要求我們對疊合柱的底部進行強化設計，充分發揮材料的抗震性能，保證結構的安全性。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是增加型鋼混凝土疊合柱的抗震防線，提高其抗震性能。本實用新型為了解決這一問題，提出了一種底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱及作法。本實用新型采用的技術方案是底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述疊合柱包括內部型鋼、混凝土、縱筋、箍筋、軟鋼耗能鋼板以及螺栓，所述內部型鋼包裹于所述混凝土中，所述內部型鋼外部的混凝土中預埋有縱筋和箍筋，所述內部型鋼的底部外側疊合設置有軟鋼耗能鋼板，底部的軟鋼耗能鋼板伸進地面或者基礎頂面以下并與其錨固，其中，錨固長度應符合設計的要求。內部型鋼的外側設置螺栓，使其和混凝土能夠共同工作。所述型鋼混凝土疊合柱為矩形截面或圓形截面。所述軟鋼耗能鋼板高出地面或者基礎頂面的高度為I. 0h，其中，h為疊合柱圓形截面的直徑或矩形截面的長邊尺寸。也就是加強了型鋼混凝土疊合柱底部的塑性鉸域，延緩或避免型鋼混凝土疊合柱底部的破壞，充分發揮其抗震承載能力和耗能能力，使其在地震作用下表現出更優異的性能。所述內部型鋼為工字形、H形、T形鋼骨或角鋼。軟鋼耗能鋼板的厚度不小于內部型鋼的厚度。軟鋼耗能鋼板和內部型鋼采用或不采用螺栓連接。上述底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱的作法，其制作順序如下[0013]I)按照要求制作內部型鋼和其底部的軟鋼耗能鋼板；2)在內部型鋼和底部的軟鋼耗能鋼板相對應的位置根據實際需要雙向預留或不預留螺栓孔洞；3)在內部型鋼的外側設置一定數量的螺栓；4)將軟鋼耗能鋼板疊合設置在內部型鋼的底部外側，對內部型鋼和軟鋼耗能鋼板進行正確的定位和安裝，若之前預留有螺栓孔洞，則通過螺栓將內部型鋼和軟鋼耗能鋼板連接固定；5)綁扎內部型鋼外側的縱筋和箍筋，形成鋼筋網；6)在鋼筋網外側預留一定的保護層厚度，支模板；7)在模板中灌注混凝土，成型后即為底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱。本實用新型的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱及作法，其底部軟鋼耗能鋼板宜設置在內部型鋼受力較大軸向的端部，軟鋼耗能鋼板的厚度不宜小于內部型鋼的厚度，軟鋼耗能鋼板和內部型鋼可以根據實際需要與否確定是否需要螺栓連接；完成軟鋼耗能鋼板和內部型鋼的連接后，綁扎豎向鋼筋和箍筋，形成鋼筋網，之后澆筑混凝土，由于內部型鋼和軟鋼耗能鋼板被外部混凝土包裹，可以起到擠壓作用，成型后即為底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱。在多遇地震作用下，型鋼混凝土疊合柱受力較小，此時軟鋼耗能鋼板和內部型鋼在混凝土的擠壓作用下摩擦耗能；混凝土的擠壓作用不僅提高了其摩擦耗能能力，而且使軟鋼耗能鋼板和內部型鋼連為一體，其整體工作性能好，剛度大，強度也大；當在罕遇地震作用下，由于型鋼混凝土疊合柱的變形增大，軟鋼耗能鋼板和內部型鋼聯系減弱，其共同工作性能退化，它們開始各自充分發揮其延性性能和耗能作用，總體剛度減小，結構周期變長，地震作用減小，相當于增加了一道抗震防線，提高了結構的安全性。與相同斷面、相同荷載作用下的普通型鋼混凝土柱比較，底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱提高了構件的抗剪能力，容易實現強剪弱彎；具有良好的延性性能，在動荷載尤其是地震荷載作用下能通過自身變形耗散能量，阻滯或延緩結構的破壞。有益效果與普通型鋼混凝土疊合柱相比，本實用新型具有以下優點本實用新型是型鋼和混凝土的組合、底部軟鋼耗能鋼板和內部型鋼的組合和型鋼混凝土和鋼筋混凝土的組合，是一種多重組合的型鋼混凝土疊合柱；本實用新型的底部軟鋼耗能鋼板有利于提高疊合柱的水平和豎向承載能力、延性和耗能能力；由于疊合柱的破壞一般發生在柱的根部，所以對根部的加強可有效減小其截面面積，增大使用面積，混凝土用量則隨之減少，結構自重減輕，建設能耗降低，在相同用鋼量的條件下，可以帶來更大的經濟效益。

圖I是底部帶軟鋼耗能鋼板外包混凝土的圓形截面型鋼混凝土疊合柱的平面示意圖；圖2是底部帶軟鋼耗能鋼板外包混凝土矩形截面型鋼混凝土疊合柱的平面示意圖；圖3是圖I和圖2的A-A剖面圖；[0029]其中1-內部型鋼，2-混凝土，3-軟鋼耗能鋼板，4-縱筋，5-箍筋，6-螺栓，7-地面或者基礎頂面。
具體實施方式
實施例I如圖I所示，底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱包括內部型鋼I、混凝土 2、縱筋4、箍筋5、軟鋼耗能鋼板3以及螺栓6，其剖面圖如圖3所示。內部型鋼I包裹于所述混凝土 2中，內部型鋼I外部的混凝土 2中預埋有縱筋4和箍筋5，內部型鋼I的底部外側疊合設置有軟鋼耗能鋼板3，底部的軟鋼耗能鋼板3伸進地面或者基礎頂面7以下并與其錨固，內部型鋼I的外側設置螺栓6。型鋼混凝土疊合柱為圓形截面，軟鋼耗能鋼板3高出地面或者基礎頂面7的高度為I. 0h，其中，h為疊合柱圓形截面的直徑，內部型鋼I為工字形鋼骨，軟鋼耗能鋼板3的厚度不小于內部型鋼I的厚度，軟鋼耗能鋼板3和內部型鋼I根據實際情況決定采用螺栓連接(圖中未示出)。其制作順序如下I)按照要求制作內部型鋼I和其底部的軟鋼耗能鋼板3 ；2)在內部型鋼I和底部的軟鋼耗能鋼板3相對應的位置根據實際需要雙向預留螺栓孔洞；3)在內部型鋼I的外側設置一定數量的螺栓6 ；4)將軟鋼耗能鋼板3疊合設置在內部型鋼I的底部外側，對內部型鋼I和軟鋼耗能鋼板3進行正確的定位和安裝，通過螺栓6將內部型鋼I和軟鋼耗能鋼板3連接固定；5)綁扎內部型鋼I外側的縱筋4和箍筋5，形成鋼筋網；6)在鋼筋網外側預留一定的保護層厚度，支模板；7)在模板中灌注混凝土 2，成型后即為底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱。實施例2底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱及作法的另一種結構形式如圖2所示，其剖面圖如圖3所示。疊合柱外部形狀為矩形，其它結構形式和實施例I相同。
權利要求1.底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述疊合柱包括內部型鋼(I)、混凝土(2)、縱筋(4)、箍筋(5)、軟鋼耗能鋼板(3)以及螺栓(6)，所述內部型鋼(I)包裹于所述混凝土( 2 )中，所述內部型鋼(I)外部的混凝土( 2 )中預埋有縱筋(4)和箍筋(5)，所述內部型鋼(I)的底部外側疊合設置有軟鋼耗能鋼板(3)，底部的軟鋼耗能鋼板(3)伸進地面或者基礎頂面(7)以下并與其錨固，內部型鋼(I)的外側設置有螺栓(6)。
2.如權利要求I所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述型鋼混凝土疊合柱為矩形截面或圓形截面。
3.如權利要求2所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述軟鋼耗能鋼板(3)高出地面或基礎頂面(7)的高度為I. Oh，其中，h為疊合柱圓形截面的直徑或矩形截面的長邊尺寸。
4.如權利要求I所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于所述內部型鋼(I)為工字形、H形、T形鋼骨或角鋼。
5.如權利要求I所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于軟鋼耗能鋼板(3)的厚度不小于內部型鋼(I)的厚度。
6.如權利要求I所述的底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，其特征在于軟鋼耗能鋼板(3)和內部型鋼(I)采用或不采用螺栓(6)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種底部帶軟鋼板外包混凝土的型鋼混凝土疊合柱，包括內部型鋼(1)、混凝土(2)、縱筋(4)、箍筋(5)、軟鋼耗能鋼板(3)以及螺栓(6)。本實用新型是型鋼和混凝土的組合、底部軟鋼耗能鋼板和內部型鋼的組合和型鋼混凝土和鋼筋混凝土的組合，是一種多重組合的型鋼混凝土疊合柱；本實用新型的底部軟鋼耗能鋼板有利于提高疊合柱的水平和豎向承載能力、延性和耗能能力；由于疊合柱的破壞一般發生在柱的根部，所以對根部的加強可有效減小其截面面積，增大使用面積，混凝土用量則隨之減少，結構自重減輕，建設能耗降低，在相同用鋼量的條件下，可以帶來更大的經濟效益。
文檔編號E04C3/34GK202380637SQ20112048115
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者惠存, 曹萬林, 王智慧 申請人:北京工業大學