一种开孔内隔板多腔体钢管混凝土柱及实施方法[0002]随着我国经济的稳步增长，社会的进步，城市化水平的提高，城市人口密集度进一步加大，进而使得大量复杂体型高层、超高层不断涌现，而这就迫切需要新的理论和新技术来支撑超高层建筑的设计与建设。矩形钢管混凝土柱和圆钢管混凝土柱由于自身尺寸和加工工艺的限制，不能无限满足工程的需要，在这种前提下，多腔体钢管混凝土结构也就随之产生。[0003]多腔体钢管混凝土由钢板焊接的多腔体钢管和填充在钢管里的混凝土两种材料组成，由于腔体内混凝土混凝土作用，钢管壁板的稳定性有很大提高，避免钢管壁板发生整体屈曲，同时延缓钢管壁板发生局部屈曲，提高钢板利用率；混凝土浇筑在钢板腔体内，混凝土处于高度三向受力，从而使得混凝土的抗压强度大幅提高，塑性和韧性性能得到改善，两种材料的组合弥补了各自的缺点，使得材料的性能得到了充分发挥。[0004]在多腔体钢管混凝土巨型柱受压性能试验中发现多腔体钢管混凝土结构有优良性能的同时也有一些不足之处。钢管混凝土结构在强震作用下，腔体壁板容易发生局部鼓曲，腔体壁板承载力下降，钢板想外鼓出部分相应部位的核心混凝土严重酥碎，而此时其他部位可能还没达到屈服，材料的性能没有得到充分发挥，造成材料浪费，大量震害现象也证明了这一点。[0005]根据已有的研究成果，设置内部隔板对提高构件的承载力和延性有明显的贡献。内部隔板将大腔体分为几个小腔体，对腔体内混凝土约束更强，从而提高混凝土的抗压能力和延性；同时内部隔板的斜拉杆效应明显，对腔体外壁板的约束能力很强，从而提高了整个构件的承载力和延性。
[0006]本发明的目的在于提供了一种开孔内隔板多腔体钢管混凝土柱及实施方法，提高多腔体钢管混凝土结构的承载力和抗震能力，延缓或避免由于钢管壁板局部屈曲导致的构件刚度承载力和延性的降低，充分发挥材料的性能；在整体式开孔内隔板、开孔内隔板和肋板上开洞以增加混凝土的流动性及结构整体性和耗能能力；在柱与连接构件处焊接肋板以加强节点，保证“强节点、弱构件”。[0007]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种开孔内隔板多腔体钢管混凝土柱及实施方法，该开孔内隔板多腔体钢管混凝土柱包括多边形钢管、整体式开孔内隔板、开孔内隔板、肋板和混凝土。
[0008]多边形钢管的中心设置有A轴、B轴、C轴，A轴为平行于多边形钢管长边并通过短边中点的直线，B轴为平行于多边形钢管短边并通过长边中点的直线，C轴为通过多边形钢管中心和连接构件中心的直线；沿C轴方向，多边形钢管与连接构件沿中心线方向焊接；整体式开孔内隔板先在中部开取凹槽以利于开孔内隔板的定位和焊接，再沿B轴方向焊接在多边形钢管两边上；肋板沿C轴方向一端焊接在整体式开孔内隔板与开孔内隔板的中点焊接处，另一端焊接在多边形钢管上；开孔内隔板沿A轴方向一侧焊接在多边形钢管短边上，另一侧焊接在整体式开孔内隔板凹槽处；混凝土填充于多边形钢管、整体式开孔内隔板、开孔内隔板、肋板形成的腔体内。
[0009]所述多腔体钢管混凝土柱截面为多边形，即边数大于等于三。
[0010]所述的多边形钢管由钢板轧制或者焊接而成。
[0011]所述整体式开孔内隔板和开孔内隔板采用的钢板型号同多边形钢管或者低一个强度等级，厚度为多边形钢管厚度的1/2?2/3。所述肋板采用的钢板型号同多边形钢管或者低一个强度等级，厚度为多边形钢管厚度的1/2?2/3。
[0012]设置肋板可以加强与钢管与连接构件的连接，防止钢板被拉开；肋板开洞便于该腔体混凝土与其他腔体混凝土的连接，形成一个整体，提高柱承载力和延性。
[0013]根据本发明的技术方案，该开孔内隔板钢管混凝土柱的制作步骤如下，
[0014]SI对整体式开孔内隔板进行定位并与多边形钢管焊接；
[0015]S2对开孔内隔板进行定位并与多边形钢管I及整体式开孔内隔板焊接；
[0016]S3对肋板进行定位并与多边形钢管及整体式开孔内隔板、开孔内隔板焊接；
[0017]S4在腔体内浇筑混凝土，经养护、成型后即为开孔内隔板钢管混凝土柱。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
[0019]1、在多边形钢管混凝土柱内设置整体式开孔内隔板和开孔内隔板，将一个大腔体分为几个小腔体，提高了对核心混凝土的约束能力，同时提高了构件的初始抗侧刚度、承载力及延性。
[0020]2、在多边形钢管混凝土柱的腔体内混凝土通过内隔板的孔洞连通为一个整体，提高了混凝土的密实性，提高了构件的承载力及抗震性能；在地震往复作用下，内隔板与孔内混凝土相互剪切变形消耗地震能量；同时节约了钢板、节省造价。
[0021]3、采用整体式开孔内隔板和开孔内隔板既利用其斜拉杆效应以增强柱的承载力和延性，又便于混凝土在各腔体的贯通，保证了浇筑混凝土的密实性；设置整体式开孔内隔板和开孔内隔板有利于避免多边形钢管整体屈曲，延缓钢管局部屈曲。



[0022]图1为开孔内隔板多腔体钢管混凝土柱结构示意图。
[0023]图2.1为整体式开孔内隔板立面示意图。
[0024]图2.2为整体式开孔内隔板剖面示意图。
[0025]图3.1为开孔内隔板和肋板立面示意图。
[0026]图3.2为开孔内隔板和肋板剖面示意图。
[0027]图中:1、多边形钢，2、整体式开孔内隔板，3、开孔内隔板，4、肋板，5、混凝土，6、连接构件。

[0029]如图1?3.2所示，一种开孔内隔板多腔体钢管混凝土柱及实施方法，该开孔内隔板多腔体钢管混凝土柱包括多边形钢管1、整体式开孔内隔板2、开孔内隔板3、肋板4和混凝土 5 ο
[0030]多边形钢管I的中心设置有A轴、B轴、C轴，A轴为平行于多边形钢管I长边并通过短边中点的直线，B轴为平行于多边形钢管I短边并通过长边中点的直线，C轴为通过多边形钢管I中心和连接构件6中心的直线；沿C轴方向，多边形钢管I与连接构件6沿中心线方向焊接；整体式开孔内隔板2先在中部开取凹槽以利于开孔内隔板3的定位和焊接，再沿B轴方向焊接在多边形钢管I两边上；肋板4沿C轴方向一端焊接在整体式开孔内隔板2与开孔内隔板3的中点焊接处，另一端焊接在多边形钢管I上；开孔内隔板3沿A轴方向一侧焊接在多边形钢管I短边上，另一侧焊接在整体式开孔内隔板2凹槽处；混凝土 5填充于多边形钢管1、整体式开孔内隔板2、开孔内隔板3、肋板4形成的腔体内。
[0031]所述多腔体钢管混凝土柱截面为多边形。
[0032]所述的多边形钢管I由钢板轧制或者焊接而成。
[0033]所述整体式开孔内隔板2和开孔内隔板3采用的钢板型号同多边形钢管I或者低一个强度等级，厚度为多边形钢管厚度的1/2?2/3。所述肋板4采用的钢板型号同多边形钢管I或者低一个强度等级，厚度为多边形钢管厚度的1/2?2/3。
[0034]设置肋板4可以加强与钢管与连接构件的连接，防止钢板被拉开；肋板开洞便于该腔体混凝土与其他腔体混凝土的连接，形成一个整体，提高柱承载力和延性。
[0035]根据本发明的技术方案，该开孔内隔板钢管混凝土柱的制作步骤如下，
[0036]SI对整体式开孔内隔板2进行定位并与多边形钢管I焊接；
[0037]S2对开孔内隔板3进行定位并与多边形钢管I及整体式开孔内隔板2焊接；
[0038]S3对肋板4进行定位并与多边形钢管I及整体式开孔内隔板2、开孔内隔板3焊接；
[0039]S4在腔体内浇筑混凝土 5，经养护、成型后即为开孔内隔板钢管混凝土柱。
[0040]以上是本发明的典型实施例，本发明的实施不限于此。