本發(fā)明屬于混凝土墩柱構(gòu)造領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)有帶開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱及其制作方法。

背景技術(shù)：

混凝土的抗壓強(qiáng)度高，但抗彎能力很小，而鋼材特別是型鋼的抗彎能力很強(qiáng)；鋼管混凝土在結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒍叩膬?yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，大大提高結(jié)構(gòu)的承載能力。

目前，鋼管混凝土墩柱普遍應(yīng)用于土木及建筑結(jié)構(gòu)工程中，尤其是大跨結(jié)構(gòu)以及高層建筑。傳統(tǒng)鋼管混凝土柱自重大，且浪費(fèi)混凝土材料，需要現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋籠，施工速度慢；鋼筋籠會(huì)阻礙混凝土的流動(dòng)性，鋼管內(nèi)混凝土不宜密實(shí)；此外，傳統(tǒng)鋼管混凝土墩柱鋼管外露，易于腐蝕，影響組合墩柱整體使用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決傳統(tǒng)鋼管混凝土墩柱的上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種設(shè)有帶開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種設(shè)有帶開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱，包括空心鋼管以及澆筑在空心鋼管外壁的外包混凝土層，空心鋼管的外壁固定連接有若干沿空心鋼管軸向延伸的條狀的外肋，外肋包括波形鋼腹板以及與波形鋼腹板固定連接的翼緣板，外肋沿空心鋼管徑向的橫截面呈t型；波形鋼腹板均布有若干開(kāi)孔，混凝土墩柱還包括若干與空心鋼管徑向平行的環(huán)形鋼筋，環(huán)形鋼筋穿過(guò)波形鋼腹板的開(kāi)孔環(huán)繞在空心鋼管外；

外肋和環(huán)形鋼筋均澆筑在外包混凝土層內(nèi)。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：

1.構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工便捷：由于是外包混凝土，免去了傳統(tǒng)鋼管內(nèi)綁扎鋼筋籠以及澆筑混凝土難于密實(shí)的困難，在鋼管外壁焊接加工好的t型外肋，再在孔洞中沿鋼管徑向穿插環(huán)向鋼筋，操作簡(jiǎn)單，且澆筑混凝土比較方便，省去了傳統(tǒng)的鋼筋網(wǎng)或密密麻麻的栓釘，且混凝土更易于澆筑密實(shí)。

2.結(jié)構(gòu)承載能力增大：開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋相對(duì)于普通外肋，不僅避免了混凝土被割裂的問(wèn)題，且由于波形鋼腹板的波折部位包裹的混凝土形成的混凝土榫效應(yīng)使得混凝土與鋼結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性能更加密實(shí)，外包混凝土通過(guò)混凝土榫、孔洞混凝土以及孔洞中貫穿的環(huán)向鋼筋有效連接為一個(gè)整體，有效增大了截面的慣性矩，從而增大了結(jié)構(gòu)的承載能力。

3.結(jié)構(gòu)的整體性能更好：外包混凝土通過(guò)開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋孔洞連接為整體，與外肋和環(huán)向鋼筋澆筑為整體，可以對(duì)鋼管的外壁起到防銹作用，同時(shí)增大結(jié)構(gòu)的承載能力。

附圖說(shuō)明

圖1a和圖1b為設(shè)有帶開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a和圖2b為空心鋼管及外肋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為外肋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱制作方法的流程圖。

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，包括：

空心鋼管1，外肋2，波形鋼腹板21，翼緣板22，環(huán)形鋼筋3，外包混凝土層4。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供設(shè)有帶開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱的實(shí)例，其徑向截面的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1a和圖1b所示。

一種設(shè)有帶開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱，包括空心鋼管1以及澆筑在空心鋼管1外壁的外包混凝土層4。本發(fā)明對(duì)空心鋼管1的徑向截面形狀不做具體限定，可以是圖1a所示的矩形截面，也可以是圖1b所示的圓形截面，但不限于此，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選擇不同徑向截面形狀的空心鋼管1。

如圖1a、圖1b、圖2a、圖2b所示，空心鋼管1的外壁固定連接有若干沿空心鋼管1軸向延伸的條狀的外肋2，外肋2沿空心鋼管1徑向的橫截面呈t型。如圖2a、圖2b和圖3所示，外肋2包括波形鋼腹板21以及與波形鋼腹板21固定連接的翼緣板22。在具體加工制造時(shí)，為了節(jié)約成本和便于施工，可以將波形鋼腹板21寬度方向的一端與翼緣板22焊接，從而預(yù)制為外肋2，再將波形鋼腹板21寬度方向的另一端焊接在空心鋼管1的外壁，從而完成外肋2與空心鋼管1的固定連接。以上方案為本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方案，僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明和解釋?zhuān)幌薅ū景l(fā)明的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整上述施工方式以及工序。

為了保證混凝土墩柱受力均勻以及便于施工，一般情況下，外肋2沿空心鋼管1的外壁均勻布置，相鄰?fù)饫?之間的間距相等，即使得外肋2沿空心鋼管1的徑向截面呈放射狀分布。但不限于此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的特殊情況，可以對(duì)外肋2的布置方式進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明對(duì)空心鋼管1外壁設(shè)置的外肋2數(shù)量亦不做具體限定，可以根據(jù)具體情況對(duì)外肋2的數(shù)量進(jìn)行增減。

本發(fā)明提供的混凝土墩柱中的外肋2采用開(kāi)孔波形鋼腹板t型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得混凝土墩柱的承載能力顯著增大。本發(fā)明使用的開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋2相對(duì)于普通外肋，不僅避免了混凝土被割裂的問(wèn)題，且由于波形鋼腹板21的波折部位包裹的混凝土形成的混凝土榫效應(yīng)使得混凝土與鋼結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性能更加密實(shí)。

波形鋼腹板21表面均布有若干開(kāi)孔(圖中未示出)?；炷炼罩€包括若干與空心鋼管1徑向平行的若干環(huán)形鋼筋3，環(huán)形鋼筋3穿過(guò)波形鋼腹板21的開(kāi)孔環(huán)繞在空心鋼管1外。為了保證混凝土墩柱受力均勻以及便于施工，一般情況下，各環(huán)形鋼筋3沿空心鋼管1的軸向均勻布置，每個(gè)環(huán)形鋼筋3與空心鋼管1的徑向平行。本發(fā)明對(duì)環(huán)形鋼筋3的數(shù)量不做具體限定，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。外肋2和環(huán)形鋼筋3均澆筑在外包混凝土層4內(nèi)。

本發(fā)明提供的上述混凝土墩柱結(jié)構(gòu)，外包混凝土層4通過(guò)波形鋼腹板21的波折部位包裹的混凝土形成的混凝土榫、波形鋼腹板21開(kāi)孔中的混凝土以及開(kāi)孔中貫穿的環(huán)向鋼筋3有效連接為一個(gè)整體，有效增大了混凝土墩柱徑向截面的慣性矩，從而增大了結(jié)構(gòu)的承載能力。

本發(fā)明對(duì)環(huán)形鋼筋3圍成的形狀不做具體限定，為了保證混凝土墩柱受力均勻以及便于施工，作為較佳的實(shí)施方式，可以將環(huán)形鋼筋3圍成的形狀設(shè)計(jì)為與空心鋼管1的徑向橫截面的形狀一致。如圖1a所示，若空心鋼管1的徑向截面為矩形，則環(huán)形鋼筋3圍成的形狀也為矩形；如圖1b所示，若空心鋼管1的徑向截面為圓形，則環(huán)形鋼筋3圍成的形狀也為圓形。

本發(fā)明對(duì)空心鋼管1的軸向剖面的形狀不做具體限定，空心鋼管1的軸向剖面的形狀可以是矩形，即空心鋼管1沿軸向呈等截面，如圖2b所示；空心鋼管1的軸向剖面的形狀可以是梯形，即空心鋼管1沿軸向呈變截面，如圖2a所示。具體形狀可由本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

與現(xiàn)有的空心鋼管混凝土墩柱相比，本發(fā)明提供的帶開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱的有益效果具體包括：

1.構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工便捷：由于是外包混凝土，免去了傳統(tǒng)鋼管內(nèi)綁扎鋼筋籠以及澆筑混凝土難于密實(shí)的困難，在鋼管外壁焊接加工好的t型外肋，再在孔洞中沿鋼管徑向穿插環(huán)向鋼筋，操作簡(jiǎn)單，且澆筑混凝土比較方便，省去了傳統(tǒng)的鋼筋網(wǎng)或密密麻麻的栓釘，且混凝土更易于澆筑密實(shí)。

2.結(jié)構(gòu)承載能力增大：開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋相對(duì)于普通外肋，不僅避免了混凝土被割裂的問(wèn)題，且由于波形鋼腹板的波折部位包裹的混凝土形成的混凝土榫效應(yīng)使得混凝土與鋼結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性能更加密實(shí)，外包混凝土通過(guò)混凝土榫、孔洞混凝土以及孔洞中貫穿的環(huán)向鋼筋有效連接為一個(gè)整體，有效增大了截面的慣性矩，從而增大了結(jié)構(gòu)的承載能力。

3.結(jié)構(gòu)的整體性能更好：外包混凝土通過(guò)開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋孔洞連接為整體，與外肋和環(huán)向鋼筋澆筑為整體，可以對(duì)鋼管的外壁起到防銹作用，同時(shí)增大結(jié)構(gòu)的承載能力。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例提供如實(shí)施例1記載的設(shè)有帶開(kāi)孔波形鋼腹板t型外肋的空心鋼管混凝土墩柱的制作方法，如圖4所示，該制作方法具體包括如下步驟：

步驟s1，預(yù)制外肋步驟：取工廠內(nèi)軋制好的設(shè)有若干開(kāi)孔的波形鋼腹板21和翼緣板22，將波形鋼腹板21和翼緣板22固定連接，具體為：將翼緣板22固定在波形鋼腹板21寬度方向的一端，波形鋼腹板21和翼緣板22的長(zhǎng)度方向一致，由此獲得寬度方向的橫截面呈t型的外肋2。

在實(shí)際操作中，波形鋼腹板21和翼緣板22可通過(guò)焊接方式固定，但不限于此，也可以使用其他方式進(jìn)行固定。

步驟s2，固定外肋步驟：取一空心鋼管1，將預(yù)制的若干外肋2沿空心鋼管1的軸向固定在空心鋼管1的外壁。

在實(shí)際操作中，將波形鋼腹板21寬度方向與翼緣板22相對(duì)應(yīng)的另一端通過(guò)焊接方式固定空心鋼管1的外壁，但不限于此，也可以使用其他方式進(jìn)行固定。

步驟s3，裝設(shè)環(huán)形鋼筋步驟：取若干條形鋼筋，將每條條形鋼筋依次穿過(guò)每條外肋2中波形鋼腹板21上的開(kāi)孔，再將條形鋼筋的首尾固定，制成若干環(huán)形鋼筋3。

在實(shí)際操作中，條形鋼筋的首尾可通過(guò)焊接方式固定，還可以通過(guò)綁扎的方式固定，但不限于此，也可以使用其他方式進(jìn)行固定。

步驟s4，澆筑外包混凝土層步驟：在已裝設(shè)好環(huán)形鋼筋3的空心鋼管1的外部進(jìn)行混凝土澆筑，形成外包混凝土層4，使得外肋2和環(huán)形鋼筋3均澆筑在外包混凝土層4內(nèi)；外包混凝土層4干燥后制成最終的混凝土墩柱。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。