[实用新型]一种型钢与波纹钢板组合的混凝土异型构件

说明书

本实用新型公开了一种型钢与波纹钢板组合的混凝土异型构件，包括肢端型钢和转角型钢，所述肢端型钢通过两块以上平行相对的波纹钢板与转角型钢翼缘相连形成多腔钢管，所述波纹钢板的波纹方向与异形构件的长度方向相同，所述多腔钢管内填充有混凝土，型钢与波纹钢板组合而成的空腔钢管的抗扭刚度大，能显著降低地震作用下附加扭矩引起的截面翘曲正应力和剪应力，避免构件的脆性破坏，能延缓填充混凝土的开裂，提高构件的承载力和延性，波纹钢管的凹凸面与填充混凝土具有良好的粘结界面，能提高钢与混凝土在复杂应力下的协同受力性能，大大提高构件的承载力。

技术领域

本实用新型涉及建筑领域，具体涉及一种型钢与波纹钢板组合的混凝土异型构件。

背景技术

混凝土异形构件是异形截面柱构件和墙体构件的简称，是指在满足结构刚度和承载力等要求的前提下，根据建筑使用功能，建筑设计布置的要求而采取不同几何形状截面的结构构件。所谓异形构件，是指其截面几何形状区别于普通的矩形或圆形截面，通常采用诸如T、L、Z和十字形等形状截面。结构异形构件因肢厚基本与填充墙体和梁宽等同，建筑物内转角处无凸处物占用使用面积，而具有增加房间的使用面积和房屋布置灵活性的优点。结构异形构件也因其具有很强的美观性和综合经济效应而深受建筑师和消费者的喜爱。结构异形构件为保持其肢厚与填充墙体和梁宽等同，肢厚通常不大且明显小于普通矩形和圆形截面柱宽，这使得异形构件的构件性能包括受力、变形、构造做法等显著区别于普通矩形和圆形截面柱。目前异形柱在地震区的应用存在如下问题：

1、区别于矩形和圆形截面，异形截面的剪力中心与截面形心也往往不重合，这将导致异形构件在地震状态下受扭作用严重。对于传统钢筋混凝土异形构件，其各肢在扭矩引起的翘曲正应力和剪应力共同作用下极易出现腹剪斜裂缝，抗震承载力和延性较差。因此，我国规范规定钢筋混凝土异形构件不能用于高烈度区建筑结构，而我国70％的国土位于7度以上高烈度区，严重制约了异形构件在我国的推广使用。

2、目前国内外提出的多腔钢管组合异形构件虽然相较于钢筋混凝土异形构件的抗震性能有较大改善，但传统多腔钢管异形构件仍存在问题：

1)我国《组合结构设计规范》为保证钢管对混凝土的有效约束，要求钢管截面的高宽比不宜大于2，而异形构件的肢高厚比通常大于2；为满足规范要求，国内外通常做法说将肢件分割成多个腔体或增设加劲肋来保证有效约束，这样将显著增大焊接量和钢材用量。

2)多腔钢管的钢板为平钢板，其平面外刚度较小。在地震作用下，异形构件承受轴力、弯矩、剪力和扭矩等复杂荷载作用，平钢板容易发生鼓曲，而随着平钢板的鼓曲，异形构件的抗震承载力和刚度退化显著，构件的延性提升有限。

3)从经济性角度出发，多腔钢管等组合构件的壁厚通常不大，这个导致异形构件与梁连接困难，钢梁直接焊接到钢管上将导致钢管过早撕裂，节点刚度小，为保证组合异形构件与梁的有效传力，节点构造通常较为复杂。

实用新型内容

针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种型钢与波纹钢板组合的混凝土异型构件，其型钢与波纹钢板组合而成的空腔钢管的抗扭刚度大，能显著降低地震作用下附加扭矩引起的截面翘曲正应力和剪应力，避免构件的脆性破坏，能延缓填充混凝土的开裂，提高构件的承载力和延性，波纹钢管的凹凸面与填充混凝土具有良好的粘结界面，能提高钢与混凝土在复杂应力下的协同受力性能，大大提高构件的承载力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种型钢与波纹钢板组合的混凝土异型构件，包括肢端型钢和转角型钢，所述肢端型钢通过两块以上平行相对的波纹钢板与转角型钢翼缘相连形成多腔钢管，所述波纹钢板的波纹方向与异形构件的长度方向相同，所述多腔钢管内填充有混凝土，所述肢端型钢为外翼缘厚度大于12毫米且外翼缘宽度与相连填充墙体厚度相同的任意截面的型钢，所述转角型钢为翼缘数不少于与其连接的肢端型钢数的任意截面的型钢，转角型钢各翼缘宽度不小于与其相连的肢端型钢外翼缘宽度。