專利名稱：一種拼接式波紋鋼板承重柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固定建筑領(lǐng)域，尤其涉及一種拼接式波紋鋼板承重柱。
背景技術(shù)：
目前工程上面所使用的支撐承重結(jié)構(gòu)主要有兩種線型結(jié)構(gòu)與點(diǎn)式結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)雖然能夠起到有效地支撐承重作用，但是在許多環(huán)境場(chǎng)合中并不適合使用，如橋梁支柱、風(fēng)電塔筒等，這些場(chǎng)合必須使用支柱式支撐結(jié)構(gòu)這類點(diǎn)式支撐結(jié)構(gòu)。以橋梁這些支柱式支撐結(jié)構(gòu)為例，其支柱是連接上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要結(jié)構(gòu)部件，它能夠?qū)蛄旱冉ㄖ纳喜拷Y(jié)構(gòu)的反力和變形可靠的傳遞給下部結(jié)構(gòu)，從而起到有效地支撐承重作用。傳統(tǒng)的橋梁等建筑的支柱一般使用的是先鋼筋構(gòu)模在用混凝土澆筑的模式，此類結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)間層結(jié)合強(qiáng)度不一，抗裂能力差等問題，尤其對(duì)于大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)以及抗震不利，并且 其還有施工復(fù)雜、工期較長(zhǎng)、運(yùn)輸不便的問題。以風(fēng)電塔筒為例，隨著現(xiàn)代管塔設(shè)計(jì)容量越來越大，塔架高度越來越高，傳統(tǒng)鋼板塔架的強(qiáng)度，承載力已漸漸不能滿足要求。除此之外，傳統(tǒng)鋼板塔架還有運(yùn)輸與施工不便的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種承載力高、運(yùn)輸和安裝方便的拼接式波紋鋼板承重柱。為解決上述問題，本發(fā)明解決其技術(shù)問題可采用的技術(shù)方案是
一種拼接式波紋鋼板承重柱，它由多個(gè)管狀支撐單元拼接而成，所述多個(gè)管狀支撐單元分別由波紋線與豎直方向垂直的多個(gè)波紋鋼板拼接而成，所述管狀支撐單元的外側(cè)中部及相鄰的管狀支撐單元的連接端固定連接有波紋線與豎直方向平行的加固波紋鋼板，所述波紋線是指與波紋鋼板橫截形成的波紋曲線的波峰或波谷處的切線。優(yōu)選地，在所述的拼接式波紋鋼板承重柱中所述多個(gè)管狀支撐單元的半徑相等，相鄰的管狀支撐單元呈縱向?qū)R且用加固波紋鋼板固定。優(yōu)選地，在所述的拼接式波紋鋼板承重柱中所述多個(gè)管狀支撐單元的半徑不相等，相鄰的管狀支撐單元分別與錐形連接器固定連接。優(yōu)選地，在所述的拼接式波紋鋼板承重柱中管狀支撐單元的波峰、波谷分別與相鄰的管狀支撐單元的波峰、波谷對(duì)齊，所述加固波紋鋼板的波谷與所述管狀支撐單元的波峰的相交處用螺栓固定。優(yōu)選地，在所述的拼接式波紋鋼板承重柱中在管狀支撐單元的內(nèi)外分別設(shè)置加固波紋鋼板，并采用螺栓固定。本發(fā)明的拼接式波紋鋼板承重柱具有的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度及剛度更高，與一般管狀及桁架結(jié)構(gòu)相比，可抵抗更大的彎矩，波紋圓管抗彎矩強(qiáng)度是同等直徑普通管的兩倍多；運(yùn)輸方便，降低運(yùn)輸成本；可在現(xiàn)場(chǎng)拼裝，安裝方便。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明以上各方面中的特征可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)自由組合，而并不受其順序的限制一只要組合后的技術(shù)方案落在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神內(nèi)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明拼接式波紋 鋼板承重柱作進(jìn)一步說明，附圖中
圖I是本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱的橫截面示意 圖4a和4b分別是本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱柱身的豎向波紋鋼板與水平放置的波紋鋼板的連接關(guān)系的橫向、縱向示意 圖5a和圖5b分別是本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱柱身的豎向波紋鋼板的周向拼接的橫向、縱向示意 圖6是本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱柱身的豎向波紋鋼板的豎向拼接示意 圖7是本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱直徑不等的柱身的連接處結(jié)構(gòu)示意 圖8a和圖Sb分別是本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱單片波紋鋼板的縱向、橫向示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀本發(fā)明之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)的權(quán)利要求所限定的范圍。參看圖I圖2，本發(fā)明公開了兩種拼接式波紋鋼板承重柱的實(shí)施案例。它們主要由底座I、組成柱身的豎向放置的波紋鋼板2和水平放置的波紋鋼板3，以及連接固定件組成。當(dāng)該承重柱柱身上下直徑不相等時(shí)，還包括連接異直徑柱身的錐形結(jié)構(gòu)物4。底座I用底座法蘭固定，并用鋼筋混凝土加以澆筑加固；整體塔身采用分片式的豎向波紋鋼板2來作為主要架構(gòu)，但為了防止柱身的柱狀失衡，需在柱身的不同位置處放置一些水平的波紋鋼板3與柱身主體結(jié)構(gòu)加以聯(lián)接固定。對(duì)直徑不等的不同柱身而言，在不同柱身之間采用錐形結(jié)構(gòu)4連接，其大口徑的一端向下部延伸有一段豎向平鋼板處于柱身的內(nèi)側(cè)，在柱身波紋鋼板的波谷處打孔與此平鋼板連接固定，小口徑的一段則向上部延伸有一段豎向的平鋼板也是處于柱身的內(nèi)側(cè)，其連接方式與下部相同。
而同等直徑的柱身的連接，需在連接處的外側(cè)用水平放置的波紋鋼板并同時(shí)在內(nèi)側(cè)用平鋼板做周向環(huán)繞加以聯(lián)接固定，等直徑的不同柱身之間連接處需將上下波紋鋼板的邊緣對(duì)齊，再在柱身的外側(cè)以水平向放置的波紋鋼板加以固定分別在豎向主體結(jié)構(gòu)上的波紋鋼板的波峰與水平向放置的波紋鋼板的波谷的對(duì)應(yīng)位置打孔用螺栓聯(lián)接)，而在柱身內(nèi)側(cè)為了進(jìn)一步保證連接的牢固，也可以用平鋼板在柱身波紋鋼板的波谷處打孔與之聯(lián)接。轉(zhuǎn)到圖3，該圖為本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱柱身的橫截面示意圖，從該圖中可以看出豎向波紋鋼板2的橫截面呈波紋狀環(huán)繞一周。接著描述圖4a和圖4b，在柱身波紋鋼板的波峰處與水平放置的波紋鋼板的波谷的對(duì)應(yīng)位置布置一定數(shù)量的穿聯(lián)孔5，在穿聯(lián)孔5內(nèi)穿置高強(qiáng)度螺栓6，并用螺母7收緊，從而將二者聯(lián)接固定。轉(zhuǎn)到圖5a、圖5b和圖6，在每片波紋鋼板的邊緣的對(duì)應(yīng)位置處布置相同數(shù)量的穿聯(lián)孔5，其連接方式亦采用高強(qiáng)度螺栓和螺母固定。圖4a和圖5a分別是圖I中A、B點(diǎn)的放大示意圖。參看圖7，在錐形結(jié)構(gòu)的小口徑處向上部延伸一段平鋼板，在上部柱身的波谷與平鋼板的對(duì)應(yīng)位置處打上一定數(shù)量的穿聯(lián)孔，其聯(lián)接方式同上所述；在錐形結(jié)構(gòu)的大口徑處向下延伸一段平鋼板，在下部柱身的波谷與平鋼板的對(duì)應(yīng)位置處打上一定數(shù)量的穿聯(lián)孔，其2方式亦同上所述。最后描述圖8a和圖Sb，波紋鋼板的波距、波高、邊孔位置及數(shù)量等各種參數(shù)都不是固定不變的，需要根據(jù)工程的實(shí)際性能要求作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)，相鄰的波峰之間的橫向距離或相鄰的波谷之間的橫向距離為波距，相鄰的波峰和波谷之間的縱向距離為波高?！そY(jié)合圖3、圖6和圖8b說明波紋線的所指的含義，在圖3和圖8b中波紋鋼管的橫截為一個(gè)環(huán)形的曲線，波紋線是其波峰或波谷處的切線，簡(jiǎn)單地說，該波紋鋼板是豎直設(shè)置的。在圖6中，波紋鋼板的橫截面為豎直方向延伸的波紋線，例如正弦曲線或余弦曲線，波紋線為豎直方向的線，簡(jiǎn)單地說，該波紋鋼板是橫向設(shè)置的。本發(fā)明為克服背景技術(shù)的缺點(diǎn)，采用豎直狀的波紋鋼板構(gòu)成的圓筒來代替原有的單純的鋼板結(jié)構(gòu)的圓筒；以拼裝的方式來進(jìn)行安裝，從下至上，片與片以及節(jié)與節(jié)之間用高強(qiáng)度螺栓連接；每節(jié)上有水平設(shè)置的波紋鋼管圍繞柱身做圓周纏繞(數(shù)量可根據(jù)需求選擇)，在豎向主體結(jié)構(gòu)與水平向放置的波紋鋼板的每個(gè)交接處用高強(qiáng)度螺栓緊固(分別在豎向主體結(jié)構(gòu)上的波紋鋼板的波峰與水平向放置的波紋鋼板的波谷的對(duì)應(yīng)位置打孔用螺栓聯(lián)接)，以增強(qiáng)筒狀結(jié)構(gòu)的周向強(qiáng)度。本發(fā)明提出的拼裝式波紋鋼板塔形結(jié)構(gòu)利用波紋鋼板提高了抗剪和抗拉強(qiáng)度，從而有效提高支撐承重結(jié)構(gòu)的承載力。拼裝式波紋鋼板塔筒節(jié)段由兩片以上波紋鋼板拼接而成，可以在安裝現(xiàn)場(chǎng)拼裝，減少了運(yùn)輸時(shí)占用的空間，節(jié)省了運(yùn)輸成本。同時(shí)塔筒的安裝完全使用高強(qiáng)度螺栓連接，省去了焊接的環(huán)節(jié)，施工更方便快捷。該承重柱是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝、安裝方便，能有效提高支撐承載力的一種工程用支撐承重結(jié)構(gòu)。它的強(qiáng)度及剛度更高，與一般管狀及桁架結(jié)構(gòu)相比，可抵抗更大的彎矩，波紋圓管抗彎矩強(qiáng)度是同等直徑普通管的兩倍多；完全采用高強(qiáng)度螺栓連接，不需要焊接環(huán)節(jié)，有效提高了生產(chǎn)安裝周期；運(yùn)輸方便，降低運(yùn)輸成本；可在現(xiàn)場(chǎng)拼裝，安裝方便。其中，將鋼板做成波紋圓弧板的形式，例如它的節(jié)數(shù)、厚度、波紋參數(shù)以及圓形直徑均可按照工程需要而設(shè)計(jì)。為驗(yàn)證本發(fā)明拼接式波紋鋼板承重柱的載荷能力，發(fā)明人進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，演算過程如下
為避免采用鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算公式無法完整考慮到波紋鋼板的力學(xué)效果，本結(jié)構(gòu)采用soIidworks建模再進(jìn)行simulation模擬分析的方法得到載荷結(jié)果。具體過程如下
建立一個(gè)四節(jié)拼裝模型，每節(jié)與錐形結(jié)構(gòu)的拼接長(zhǎng)度在60cm，用5排高強(qiáng)度螺栓固定。下面兩節(jié)采用14mm厚鋼板,上兩節(jié)采用12mm厚鋼板,每節(jié)沿徑向用10個(gè)波紋鋼板圈做加強(qiáng)。整個(gè)模型的重量在80噸左右。施加的載荷只考慮徑向的載荷壓力和側(cè)面風(fēng)力。通過對(duì)不同直徑的波紋鋼板底座的測(cè)試在底部3米直徑，端部直徑2. 2米，高度60米時(shí)，載荷能力在40噸左右；在底部直徑4米，端部直徑3米，高度80時(shí)，載荷能力在80噸左右。從上述數(shù)據(jù)可以看出本發(fā)明的波紋鋼板承重柱的載荷能力遠(yuǎn)大于背景技術(shù)中相關(guān)方案的載荷能力，能夠滿足當(dāng)前 的工業(yè)需求。
權(quán)利要求
1.一種拼接式波紋鋼板承重柱，其特征在于它由多個(gè)管狀支撐單元(12)拼接而成，所述多個(gè)管狀支撐單元(12)分別由波紋線與豎直方向垂直的多個(gè)波紋鋼板(2)拼接而成，所述管狀支撐單元(12)的外側(cè)中部及相鄰的管狀支撐單元的連接端固定連接有波紋線與豎直方向平行的加固波紋鋼板(3 )，所述波紋線是指與波紋鋼板橫截形成的波紋曲線的波峰或波谷處的切線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的拼接式波紋鋼板承重柱，其特征在于所述多個(gè)管狀支撐單元(12)的半徑相等，相鄰的管狀支撐單元呈縱向?qū)R且用加固波紋鋼板(3)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的拼接式波紋鋼板承重柱，其特征在于所述多個(gè)管狀支撐單元(12)的半徑不相等，相鄰的管狀支撐單元分別與錐形連接器固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拼接式波紋鋼板承重柱，其特征在于管狀支撐單元的波峰、波谷分別與相鄰的管狀支撐單元的波峰、波谷對(duì)齊，所述加固波紋鋼板的波谷與所述管狀支撐單元的波峰的相交處用螺栓固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拼接式波紋鋼板承重柱，其特征在于在管狀支撐單元的內(nèi)外分別設(shè)置加固波紋鋼板，并采用螺栓固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種拼接式波紋鋼板承重柱，由多個(gè)管狀支撐單元(12)拼接而成，所述多個(gè)管狀支撐單元(12)由波紋線與豎直方向垂直的多個(gè)波紋鋼板(2)拼接而成，所述管狀支撐單元(12)的外側(cè)中部及相鄰的管狀支撐單元的連接端固定連接有波紋線與豎直方向平行的加固波紋鋼板(3)，所述波紋線是指與波紋鋼板橫截形成的波紋曲線的波峰或波谷處的切線。本發(fā)明的拼接式波紋鋼板承重柱具有承載力高、運(yùn)輸和安裝方便的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)E01D19/02GK102953323SQ201210511650
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者戰(zhàn)福軍 申請(qǐng)人:南京聯(lián)眾建設(shè)工程技術(shù)有限公司