[发明专利]一种冷弯多腔钢管混凝土异形柱的刚性连接柱脚

说明书

本发明提供一种冷弯多腔钢管混凝土异形柱的刚性连接柱脚，它的加工方法采用冷弯、焊接方式将薄壁钢板加工成异形柱的核心柱钢管，再以其为中心，将其侧面作为柱肢连接面，依次焊接冷弯成型的U形构件，然后在这些管体的空腔内壁上焊接钢板，之后将其固定到插有钢筋的混凝土基础上。其中焊接的钢板可有效将多腔钢管所承担的弯矩传递给柱内混凝土，再通过基础插筋传至混凝土基础。同时，柱剪力可由柱内混凝土传给基础。本发明的整个构件力学性能良好，受力简单，传力路径明确合理，解决了冷弯多腔钢管混凝土异形柱与基础的连接问题，同时可主要构件可实现工厂化生产，施工方便，节约时间。

技术领域

本发明属于建筑结构构件领域，特别涉及一种钢-混凝土组合结构刚性连接柱脚。

背景技术

异形柱目前在住宅、公寓、宿舍等建筑中应用较多，异形柱与相邻墙体齐平，使得建筑室内空间规整，有利于家具摆放，提高室内空间利用效率。但目前普遍应用的异形钢筋混凝土柱其抗震设计较为严格，最大使用高度和柱轴压比等设计指标远低于普通矩形钢筋混凝土柱。相对于异形钢筋混凝土柱，冷弯多腔钢管混凝土异形柱的柱脚设计具有一定的特点。多腔钢管可作为施工模板，浇筑柱内混凝土时无需另行支模，施工方便，节省时间。而且多腔钢管和开孔钢板连接件可以实现工厂化生产，因此，这种新型柱脚可为住宅产业化提供一种参考的选择方法。

发明内容

本发明的目的是解决钢管混凝土异形柱柱脚的传力问题，以及为实现住宅产业化提供一种柱脚设计方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种冷弯多腔钢管混凝土异形柱的刚性连接柱脚，它的加工工艺包括如下步骤：

1)截取一块矩形薄壁钢板，采用冷弯的加工方式将其弯折成横截面为矩形的空心钢管；

2)在上述空心钢管侧壁的搭接处采用对接焊缝使空心钢管的侧壁闭合，从而得到核心柱钢管；

3)再截取若干块矩形薄壁钢板，采用冷弯的加工方式分别将其弯折成若干个U型构件；每个所述U型构件具有两块侧板和一块底板；两块所述侧板相互平行，且垂直于底板；两块侧板之间的距离等于核心柱钢管某一侧面的宽度；

4)在核心柱钢管的一个或多个侧面上拼接U型构件，其拼接方式有四种：

4.1)当拼接成一字型冷弯多腔钢管时，将一个U型构件拼接到核心柱钢管的某一侧面上；采用单面坡口焊缝将这个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱焊接，从而U型构件与该侧面结合成柱肢矩形钢管；

4.2)当拼接成L型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管的两个相邻侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中连接在同一侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝进行焊接，其他侧板采用单面坡口焊缝进行焊接；从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管；

4.3)当拼接成T型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管的三个侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中连接在同一侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝进行焊接，其他侧板采用单面坡口焊缝进行焊接；从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管；

4.4)当拼接成十字型冷弯多腔钢管时，核心柱钢管的四个侧面分别拼接一个U型构件；每个U型构件的两块侧板分别与所拼接侧面的两条侧棱连接，其中每条侧棱上的两块侧板采用熔透焊缝进行焊接，从而使得每个U型构件与所拼接侧面结合成柱肢矩形钢管；

5)在柱肢矩形钢管背向核心柱钢管的侧面上拼接一个U型构件；采用单面坡口焊缝将这个U型构件的开口处的棱边与所拼接侧面的两条棱边焊接，从而使得这个U型构件与所拼接侧面结合成端柱钢管；

从而核心柱钢管、柱肢矩形钢管和端柱钢管共同构成冷弯多腔钢管；