[实用新型]带梯形开口加劲肋的矩形钢管混凝土结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑结构工民建和桥梁建造领域，尤其是涉及一种带梯形开口加劲肋的矩形钢管混凝土结构。 

背景技术

矩形钢管混凝土，由于混凝土的受压性能和钢管的套箍作用大幅提高了结构的受压性能，因此有着很好的应用和研究前景。但是，钢管对混凝土的套箍作用是有限的；粘结滑移作用的存在也使得混凝土和钢管的共同作用往往效果不是很理想。较大尺寸的矩形钢管截面，通常由焊接而成，为了增加结构强度和防止结构局部失稳，往往设置纵向加劲肋，这也为钢管和混凝土的共同作用提供了帮助。在矩形钢管混凝土结构中，为了进一步加强钢管和混凝土受力的协调性，往往采用在纵向加劲肋上打孔或者设置剪力钉(通常做法是在加劲肋上焊接钢筋头)的方法，这样虽然改善了受力性能，但具有以下缺点和不足：1、制孔操作所产生的废料较多，造成了材料浪费；2、制孔操作如在加劲肋同钢管壁焊接前进行，则降低了加劲肋的整体刚度，易产生焊接变形，如在加劲肋同钢管壁焊接完成后进行，则给施工带来了不便；3、孔的直径较小，混凝土中大直径的石子无法进入，影响混凝土的密实和共同作用，而孔的直径受加劲肋自身宽度的限制，直径不易过大；4、焊接钢筋头带来了额外材料的增加和额外的工作量，加劲肋宽度通常不大，钢筋头又具有一定的密度，因此不易采用机械完成，大量单调的手工焊接作业，为质量 留下了隐患；5、焊接钢筋头，易使加劲肋产生焊接变形。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种带梯形开口加劲肋的矩形钢管混凝土结构，其形式简单，可以有效地改善矩形钢管混凝土的两种材料共同受力的性能，便于工厂化制作，焊接矩形钢管的施工质量受人为因素影响较小。 

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是： 

矩形钢管由四块儿壁板连接而成，其中，全部壁板或一对对称壁板上连接有纵向加劲肋，纵向加劲肋上设有梯形开口，梯形呈波形分布，波峰部分和钢管壁板连接，梯形开口与壁板形成封闭梯形孔。 

矩形钢管内填充混凝土而成，矩形钢管部分纵向加劲肋的梯形开口形式可以根据需要选取，采用碎石混凝土时，采用常规的梯形形式，采用卵石混凝土或陶粒混凝土时，梯形的翼缘选择弧形。 

纵向加劲肋的制作由一条形钢板经过梯形波纹线形切割一分为二。 

加劲肋的制作采用工厂化方式，可选择火焰切割和冷切割技术，使用火焰切割技术的同时，应注意水冷，以减小对钢结构的影响，并进行磨光处理，以减小对焊接和灌注混凝土密实度的影响。 

加工好的加劲肋分别与矩形钢管中的一对对称壁板焊接，梯形开口的形式可以根据需要选取。 

梯形开口的宽度d、深度h和翼缘倾角β的大小可根据加劲肋宽度、混凝土的最大粒径等因素确定。梯形的翼缘采用弧形开口可以增强对卵石混凝土的适用性。 

纵向加劲肋的数目可根据壁板的宽厚比、矩形截面的尺寸等选择决定。 

矩形钢管截面可以由两块儿连接了加劲肋的壁板作为对称壁板和另外两块儿不连接加劲肋的壁板焊接而成，这时，连接加劲肋的壁板通常宽度较不连接加劲肋的壁板大；矩形钢管部分也可以由四块连接了加劲肋的壁板焊接而成，如果壁板宽度较大，该壁板的加劲肋数目还可以增加。 

所采用的混凝土在满足流动性的同时还应满足粘附性的要求。 

填充用的混凝土最好采用自密实混凝土，浇筑混凝土时，利用振捣棒对混凝土进行振捣的同时，从外部对钢管壁进行振捣，利于混凝土的密实，同时有助于消除焊缝的残余应力。 

综上，采用本实用新型一种带梯形开口加劲肋的矩形钢管混凝土结构，具有以下优点：1、梯形开口与壁板构成的“封闭梯形孔”对混凝土的套箍作用和增强钢管与混凝土间粘结的作用，改善了矩形钢管混凝土两种材料共同受力的性能；2、制造工艺简单，钢管部分便于工厂制作，焊接矩形钢管的施工质量受人为因素影响较小；3、梯形开口的设计可以有效地减小焊接变形、降低焊接应力；4、可以根据混凝土使用的骨料种类以及最大粒径选择梯形开口的形式和大小，进一步增强了对不同混凝土的适应性；5、不需额外增加材料，提高了材料的利用率。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图， 

图2是普通梯形开口加劲肋。 

图3是弧形翼缘梯形开口加劲肋。 

1-壁板；2-纵向加劲肋；3-矩形钢管；4-封闭梯形孔；5-加劲肋 与壁板连接位置；6-普通梯形开口；7-弧形翼缘梯形开口； 

下面结合附图对本实用新型的内容作进一步详细说明。 

具体实施方式