帶水平縫內(nèi)隔板多腔體鋼管混凝土柱，其包括多邊形鋼管（1）、整體式內(nèi)隔板（2）、帶水平縫內(nèi)隔板（3）、填充在多邊形鋼管內(nèi)的混凝土（4）。整體式內(nèi)隔板的斜拉桿效應較為明顯，可顯著增強構(gòu)件配置該整體式內(nèi)隔板方向的抗側(cè)剛度及承載力，對于控制構(gòu)件的側(cè)向變形效果明顯；帶水平縫內(nèi)隔板，在地震往復作用下，綴板與混凝土相互剪切消耗較多地震能量，同時也可在一定程度上提高構(gòu)件在該方向的抗側(cè)剛度、承載力及延性。采用帶水平縫內(nèi)隔板，在滿足剛度的條件下，節(jié)約了鋼材，保證了混凝土的密實性；同時同整體式內(nèi)隔板將鋼管分為幾個小腔體，提高了混凝土的抗壓能力、塑性及韌性性能，從而提高了多腔體鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)是，主要應用于建筑結(jié)構(gòu) 中的耗能減震控制領域。
技術(shù)介紹
社會在發(fā)展進步，人們生活水平也在不斷提高，各種形式的建筑層出不窮，滿足不 同使用功能的建筑也應運而生。尤其是高層、超高層建筑的大量涌現(xiàn)，這就需要有新的理論 和新的技術(shù)來支撐這類建筑的建設。矩形鋼管混凝土柱及圓鋼管混凝土柱由于其自身尺寸 和加工工藝的限制，不能無限滿足工程的需要，在這種前提下，多腔體鋼管混凝土結(jié)構(gòu)也就 隨之而產(chǎn)生，其多腔體鋼管是由鋼板拼連焊接而成。多腔體鋼管混凝土由多腔體鋼管和混凝土兩種材料組成，由于腔體內(nèi)混凝土的作 用，鋼管壁板的穩(wěn)定性有很大的提高，延緩或者避免了鋼管壁板過早的發(fā)生局部屈曲；同時 鋼管對其核心混凝土的約束作用，使混凝土處于高度三維應力狀態(tài)，從而使混凝土的強度 得以提高，塑性和韌性性能得到改善，兩種材料的組合彌補了各自的缺點，使其材料性能得 到了充分發(fā)揮。在多腔體鋼管混凝土巨型柱受壓性能試驗中發(fā)現(xiàn)多腔體鋼管混凝土結(jié)構(gòu)性能優(yōu) 良的同時也存在著一些不足之處。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在強震作用下，腔體壁板容易發(fā)生局部 鼓曲，腔體壁板承載力下降，鋼板向外鼓出部分相應部位的核心混凝土嚴重酥碎，而此時其 它部位可能還沒有達到屈服，材料的性能沒有得到充分發(fā)揮，造成了材料的嚴重浪費，大量 震害現(xiàn)象也證明了這一點。在多腔體鋼管混凝土巨型柱受壓性能試驗中，通過是否設置內(nèi)部貫穿截面的內(nèi)隔 板對比試驗，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部隔板對提高構(gòu)件的承載力和延性有明顯的貢獻，承載力提高38. 9%， 延性系數(shù)提高13. 2%。內(nèi)部隔板將大腔體分為幾個小腔體，對腔體內(nèi)混凝土形成的約束更 強，從而提高了混凝土的抗壓能力和延性；同時內(nèi)部隔板的斜拉桿效應明顯，對腔體外壁板 的約束能力很強，從而提高了構(gòu)件的承載力及延性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提高多腔體鋼管混凝土結(jié)構(gòu)承載力和抗震性能， 延緩或避免由于鋼管壁板局部屈曲導致的構(gòu)件剛度承載力及延性的降低，充分發(fā)揮材料的 性能。為了解決這一問題，本專利技術(shù)提出了。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是該帶水平縫內(nèi)隔板多腔體鋼管混凝土柱，其包括多邊形鋼管1、整體式內(nèi)隔板2、 帶水平縫內(nèi)隔板3、填充在多邊形鋼管內(nèi)的混凝土 4、形成帶水平縫內(nèi)隔板的綴板5和縱向 板條6 ;整體式內(nèi)隔板2設置在截面強軸方向，帶水平縫內(nèi)隔板3設置在截面弱軸方向。采 用焊接的方式將綴板5和縱向板條6連接起來形成帶水平縫內(nèi)隔板，綴板間距D為綴板高 度d的2 3倍。所述多腔鋼管混凝土柱截面形狀為多邊形。所述的多邊形鋼管I由鋼板焊接而成，焊縫應符合相應的設計要求。所述的整體式內(nèi)隔板2采用的鋼板型號同多邊形鋼管I或低一個強度等級，厚度為多邊形鋼管鋼板厚度的1/2 2/3。整體式內(nèi)隔板2在多邊形鋼管I角部或邊中部與多邊形鋼管I焊接連接。整體鋼板的斜拉桿效應較為明顯，可顯著增強柱配置整體式內(nèi)隔板方向承載力和延性，對于控制構(gòu)件的側(cè)向變形效果明顯。所述的帶水平縫內(nèi)隔板3采用的鋼板型號同多邊形鋼管或低一個強度等級，厚度為多邊形鋼管鋼板厚度的1/2 2/3，帶水平縫內(nèi)隔板3在多邊形鋼管I角部或邊中部與多邊形鋼管I及整體式內(nèi)隔板2焊接連接。采用帶水平縫內(nèi)隔板可以便于混凝土在不同腔體間的貫通，保證了澆筑混凝土的密實性；在地震作用往復作用下綴板與混凝土相互剪切變形消耗地震能；設置的帶水平縫內(nèi)隔板對提高該方向的承載力和延性也有一定的貢獻。根據(jù)本專利技術(shù)的技術(shù)方案，該帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱的制作方法，其制作步驟如下I)對整體式內(nèi)隔板2進行定位并與多邊形鋼管I焊接；2)對帶水平縫內(nèi)隔板3進行定位并與多邊形鋼管I及整體式內(nèi)隔板2焊接；3)灌注混凝土 4，進行養(yǎng)護，成形后即為帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱。本專利技術(shù)可以取得如下有益效果在多邊形鋼管混凝土柱的腔體內(nèi)強軸方向設置整體式內(nèi)隔板，將一個大腔體分為幾個小腔體，提高了對核心混凝土的約束能力；依不同厚度及型號的內(nèi)隔板，構(gòu)件的初始抗側(cè)剛度提高10% 20%，承載力提高30% 50%，延性系數(shù)提高10% 25%。在多邊形鋼管混凝土柱的腔體內(nèi)弱軸方向設置帶水平縫內(nèi)隔板，同整體式內(nèi)隔板將一大腔體分為小腔體，在地震往復作用下，綴板與混凝土相互剪切變形消耗地震能量；依不同厚度及型號的內(nèi)隔板，構(gòu)件在該方向的初始抗側(cè)剛度提高59Γ15%，承載力提高 159Γ30%，延性系數(shù)提高159Γ30%。采用帶水平縫內(nèi)隔板，在滿足構(gòu)件抗側(cè)剛度的條件下，節(jié)約了鋼材，保證了混凝土的密實度，提高了構(gòu)件的抗震性能。附圖說明圖1是帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱截面示意 圖2是帶水平縫內(nèi)隔板3示意圖其中1-多邊形鋼管，2-整體式內(nèi)隔板，3-帶水平縫內(nèi)隔板，4-混凝土，5-綴板， 6-縱向板條，d-綴板高度，D-綴板間距。具體實施方式下面結(jié)合具體實例對本專利技術(shù)做進一步說明實施例如圖1所示，帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱包括多邊形鋼管1、整體式內(nèi)隔板2、帶水平縫內(nèi)隔板3和混凝土 4。帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱及作法是在普通多邊形鋼管混凝土柱的內(nèi)部加設內(nèi)隔板形成；整體式內(nèi)隔板一般在多腔體鋼管混凝土柱的強軸設置，以增強柱的抗側(cè)剛度、承載力和變形能力，通過這樣的方式，可有效減小為增加柱的抗側(cè)剛度而增加的截面面積，節(jié) 約了鋼材和混凝土同時增加了使用面積，這在高層建筑設計中是十分重要的；帶水平縫內(nèi)隔板一般設置在鋼管混凝土柱的弱軸方向或者對剛度要求較小的方 向，利用這種方式的內(nèi)隔板可以便于混凝土的澆筑，使混凝土的密實性得到保證，同時在地 震往復作用下混凝土綴板之間剪切變形能夠耗散較多的的地震能量；帶水平縫內(nèi)隔板中的 綴板可以最后焊接組裝，為整體式內(nèi)隔板的焊接和其他相關鋼板的焊接提供足夠的工作空 間。本實施例中的帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱可以按如下方法制作I)根據(jù)實際情況，制作焊接多邊形鋼管I ;2)在多邊形鋼管的適當部位焊接整體式內(nèi)隔板2，當在多邊形鋼管角部連接時，應 采取有效的焊接工藝保證三塊鋼板間焊縫的質(zhì)量；3)在多邊形鋼管的適當部位焊接帶水平縫內(nèi)隔板3，先將帶水平縫內(nèi)隔板的縱向 鋼板條焊接到相應的多邊形鋼管鋼板和整體式內(nèi)隔板，再將帶水平縫內(nèi)隔板的綴板依次焊 接；4)在形成的多腔鋼管中澆筑混凝土，養(yǎng)護成型后及形成帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管 混凝土柱。以上是本專利技術(shù)的典型實施例，本專利技術(shù)的實施不限于此。權(quán)利要求1.帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱，其特征在于其包括多邊形鋼管(I)、整體式內(nèi)隔板(2)、帶水平縫內(nèi)隔板(3)和填充在多邊形鋼管內(nèi)的混凝土(4);整體式內(nèi)隔板(2)設置在截面的強軸方向，帶水平縫內(nèi)隔板(3)設置在截面的弱軸方向；采用焊接的方式將綴板(5)和縱向板條(6)連接起來形成帶水平縫內(nèi)隔板(3)，綴板間距為綴板高度的2 3倍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱，其特征在于混凝土柱截面形狀為多邊形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱，其特征在于整體式內(nèi)隔板(2)采用的鋼板型號同多邊形鋼管(I)鋼板或低一個強度等級，厚度為多邊形鋼管鋼板厚度的1/2 2/3;整體式內(nèi)隔板(2)在多邊形鋼管(I)的角部或邊中部與多邊形鋼管(I)焊接連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱，其特征在于所述的帶水平縫內(nèi)隔板(3)采用的鋼板型號同多本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
帶水平縫內(nèi)隔板多腔鋼管混凝土柱，其特征在于：其包括多邊形鋼管（1）、整體式內(nèi)隔板（2）、帶水平縫內(nèi)隔板（3）和填充在多邊形鋼管內(nèi)的混凝土（4）；整體式內(nèi)隔板（2）設置在截面的強軸方向，帶水平縫內(nèi)隔板（3）設置在截面的弱軸方向；采用焊接的方式將綴板（5）和縱向板條（6）連接起來形成帶水平縫內(nèi)隔板（3），綴板間距為綴板高度的2~3倍。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹萬林，武海鵬，張建偉，徐萌萌，王立長，
申請(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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