[发明专利]一种冷弯多腔钢管混凝土异形柱及其加工方法

说明书

本发明提供一种冷弯多腔钢管混凝土异形柱及其加工方法，该加工方法采用冷弯、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形钢管，然后在这些管体的空腔中填充混凝土制得一字型、L型、T型或十字形冷弯多腔钢管混凝土异形柱。利用这种加工方式，实现冷弯多腔钢管混凝土异形柱的快速加工。这种冷弯多腔钢管混凝土异形柱可以有效延后钢管屈曲的发生，同时，多腔式结构使构件在保证构件性能的前提下相对于传统钢管混凝土异形柱具有更低的含钢率，更佳的经济性。

技术领域

本发明属于建筑结构构件领域，特别涉及一种钢-混凝土组合结构框架柱。

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。而多腔钢管混凝土异形柱具有良好的承载能力及延性，内置竖向隔板也可以有效的延后钢管屈曲的发生。同时由于采用多腔式约束形式，薄钢管亦可达到良好约束效果，这就使得多腔式钢管混凝土异形柱相对于传统钢管混凝土异形柱具有更低的含钢率与更佳的经济性。

采用这种新型异形柱能够在保证经济性的前提下显著改善异形柱框架结构体系的抗震性能，使得异形柱具有更加广阔的应用范围。但相对于传统的矩形与圆形钢管混凝土柱，多腔钢管混凝土异形柱形状的特殊性与内置竖向隔板使得其工厂的预制加工环节产生了诸多不便。因此若要发挥出异形钢管混凝土柱加工快捷的优势，需要从加工工艺的角度入手，从根本上解决这个问题。

发明内容

本发明的目的是改善异形柱抗震性能，扩展异形柱框架这种结构形式的应用范围，同时改善传统钢管混凝土异形柱用钢量较大的不足。

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加工方法，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；