專利名稱：一種鋼-木組合立柱及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑領域中的結構構件及其施工方法，具體的說，是涉及一種適用于各種房屋建筑和大跨空間網架的立柱及其施工方法。
背景技術：
目前房屋建筑和大跨空間網架的立柱一般都采用鋼筋混凝土結構柱或鋼立柱。鋼筋混凝土結構柱由于其抗彎性能和整體穩定性較差，所以通常柱截面較大，不僅造成了成本的增加，而且占據了較大的建筑內部空間，影響建筑的使用空間；而鋼立柱由于使用的是鋼材，不僅成本非常高，而且生產鋼材會造成巨大的能源消耗和環境污染，目前只有少數建筑的柱子使用鋼立柱。發明內容
本發明要解決的是現有的鋼筋混凝土柱截面積大、占用建筑空間較大和鋼立柱成本高、浪費能源的技術問題，提供一種鋼_木組合立柱及其施工方法，能夠減小立柱截面， 并且在滿足受力要求的前提下，大大降低工程成本。
為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現
一種鋼_木組合立柱，包括圓形鋼管，所述圓形鋼管的底端焊接有鋼底板，所述鋼底板的底面焊接有連接接頭；所述圓形鋼管的頂端焊接有鋼頂板，所述鋼頂板的頂面焊接有連接接頭；所述圓形鋼管內對稱地設置有兩根方木柱，所述方木柱的底端與所述鋼底板相接觸，所述方木柱的頂端通過設置在所述鋼頂板上的方孔限位；兩根所述方木柱之間間隔設置有多個約束鋼板，所述約束鋼板與所述方木柱的間隙為O 3mm，所述約束鋼板之間通過連接鋼筋相互連接，其中最上面的所述約束鋼板焊接于所述鋼頂板底部。
所述圓形鋼管的外徑為250 300mm,所述圓形鋼管的壁厚為8 15mm。
所述方木柱表面設置有防腐油漆層。
兩根所述方木柱之間的間距為12 15mm。
所述方木柱中部所述約束鋼板的間距小于其上部和下部所述約束鋼板的間距。
一種上述鋼-木組合立柱的施工方法，包括如下步驟
(I)根據建筑上部結構的荷載進行計算，確定所述圓形鋼管、所述方木柱、所述鋼頂板和所述鋼底板的尺寸；
(2)在所述方木柱上涂2 3mm厚的防腐油漆；
(3)在所述圓形鋼管的底端焊接所述鋼底板；
(4)在所述鋼頂板上開設所述方孔，所述方孔的邊長或直徑大于所述方木柱的截面邊長I 3mm ；
(5)在所述鋼頂板底部焊接最上面的所述約束鋼板，其他所述約束鋼板通過所述連接鋼筋依次連接；
(6)將所述鋼頂板焊接在所述圓形鋼管的頂端；
(7)將所述方木柱通過所述方孔放入到所述圓形鋼管內部，使所述方木柱底端與所述鋼底板接觸，所述方木柱側面與所述約束鋼板接觸；
(8)在所述鋼底板的底面和所述鋼頂板的頂面分別焊接多個連接接頭；
(9)將所述鋼底板上的連接接頭與建筑基礎底部伸出的連接構件焊接牢固；
(10)將所述鋼頂板上的連接接頭與建筑物上部結構伸出的連接構件焊接牢固。
本發明的有益效果是
本發明的鋼-木組合立柱采用圓形鋼管和方木柱結合的形式，圓形鋼管為空心結構，方木柱截面尺寸較小，不僅材料用量少，而且可以大大降低鋼材的使用量，從而降低成本，減小污染；同時兩種原料容易得到，來源廣泛，甚至可以利用邊角料加工而成，因此本發明的鋼_木組合立柱工程成本大幅度降低。
由于外面圓形鋼管的保護，以及鋼頂板、鋼底板的縱向約束和約束鋼板的側向約束，方木柱不會發生平面內和平面外的彎曲破壞，因此增強了整個組合立柱的承載力，提高了其穩定性和安全性。
相應地，本發明的施工方法過程簡便、快速，只需簡單的焊接連接就可以完成安裝，圓形鋼管、方木柱及鋼頂板、鋼底板都可以預制，不需占用土建部分的施工時間，能夠降低安裝成本和現場施工費用；與混凝土結構柱相比，不需要養護，安裝后便可以立即使用， 并且承載性能也可以完全發揮，因此能夠顯著加快施工速度，縮短施工周期。
綜合上述結構和施工特點，本發明不僅可以減小立柱截面，減小立柱所占的建筑空間，而且在滿足受力要求的條件下，能夠大大降低工程成本。
圖I是本發明所提供的鋼_木組合立柱的結構示意圖2是圖I的俯視圖3是圖I中鋼底板的結構示意圖。
圖中1，鋼頂板；2，圓形鋼管；3，方木柱；4，鋼底板；5，連接鋼筋；6，約束鋼板；7， 方孔；8，連接接頭。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的內容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下
如圖I所示，本發明公開了一種鋼-木組合立柱，主要由圓形鋼管2、方木柱3、鋼頂板I、鋼底板4、約束鋼板6和連接接頭8構成。圓形鋼管2的外徑取值范圍在250 300mm,壁厚為8 15mm。
結合圖2所示，圓形鋼管2的頂端焊接有鋼頂板1，鋼頂板I為能夠覆蓋在圓形鋼管2頂部的圓形。鋼頂板I上開設有兩個對應于方木柱3的方孔7，方孔7的邊長大于方木柱3的截面邊長I 3_。鋼頂板I的頂面焊接有若干連接接頭8，鋼頂板I上的連接接頭 8用于與建筑物上部結構伸出的連接構件，如鋼筋等焊接牢固。
結合圖3所示，圓形鋼管2的底端焊接有鋼底板4，鋼底板4的形狀可以是矩形的， 其長邊超出圓形鋼管2直徑的長度為100 15_ ;也可以是圓形的，其直徑比圓形鋼管2直徑大300 400mm。鋼底板4的底面焊接有連接接頭8，鋼底板4上的連接接頭8用于與建筑基礎底部伸出的連接構件，如鋼筋等焊接牢固。
連接接頭8為圓筒形，其外徑為15 30mm ;連接接頭8的尺寸與數量根據建筑物基礎頂部和上部結構的伸出的鋼筋個數和直徑的大小而確定。
圓形鋼管2內對稱地設置有兩根方木柱3，兩根方木柱3之間的間距一般為12 15_。每根方木柱3的頂端置于鋼頂板I上的方孔7中，通過方孔7對其頂部限位；底端放置于鋼底板4上。可見，鋼頂板I和鋼底板4的作用一方面是約束方木柱3，另一方面是固定連接接頭8。本實施例中采用的方木柱3，其截面邊長均為90 110mm。方木柱3的表面最好涂上防腐油漆，防腐油漆的厚度控制在2 3_范圍內，其作用是防止木材在潮濕環境下腐爛而使方木柱3強度降低，最終影響整個鋼_木立柱結構的安全穩定性。
兩根方木柱3之間間隔設置有多個約束鋼板6，約束鋼板6的作用是為方木柱3提供側向約束，防止方木柱3發生平面內、外的彎曲破壞。為了確保方木柱3與側向約束6之間緊密接觸，方木柱3與約束鋼板6的間隙需小于3mm。約束鋼板6之間通過焊接的連接鋼筋5相互連接，其中最上面的一塊約束鋼板6與鋼頂板4底部焊接牢固。
約束鋼板6的厚度為150 200mm ;方木柱3中部的約束鋼板6的間距小于其上部和下部約束鋼板6的間距。例如，在本實施例中，方木柱3上部三分之一和下部三分之一相鄰約束鋼板6之間的間距為200 300mm，中部三分之一相鄰約束鋼板6的間距為100 200mmo
上述鋼-木組合立柱的施工方法，其具體步驟如下
根據建筑上部結構的荷載來計算所需要的鋼-木組合立柱中圓形鋼管2、方木柱 3、鋼頂板I和的鋼底板4尺寸，其中圓形鋼管2的壁厚為8 15mm，外徑為250 300mm， 方木柱3的截面邊長長度均為90 110mm。
檢查方木柱3，確保方木柱3的垂直度，確保方木柱3中沒有蟲孔、木節及其它影響承載力的缺陷。然后將方木柱3表面涂上防腐油漆，防腐油漆的厚度控制在2 3mm范圍內。檢查圓形鋼管2，確保圓形鋼管2沒有發生銹蝕，確保圓形鋼管2的垂直度滿足設計要求。
將鋼底板4與圓形鋼管2焊接牢固。
在鋼頂板I上鉆方孔7，方孔7比方木柱3的每邊邊長大I 3mm。然后將最上面一塊的約束鋼板6與鋼頂板I焊接牢固，其他約束鋼板6之間用鋼筋焊接的方式依次連接， 其中連接鋼筋5的直徑為16-20mm。最后將鋼頂板I與圓形鋼管2焊接牢固。
將方木柱3通過事先預留的方孔7放入到圓形鋼管2中，使方木柱3底端與鋼底板4接觸，確保方木柱3與約束鋼板6之間緊密接觸，方木柱3與約束鋼板6之間的間隙小于 3mm η
根據建筑物基礎頂部和上部結構的伸出的鋼筋個數和直徑，將連接接頭8分別焊接在鋼底板4的底面和鋼頂板I的頂面，其焊縫強度應滿足設計要求。
將鋼底板4上的連接接頭8與建筑基礎底部伸出的鋼筋或其它連接構件焊接牢固，然后將鋼頂板I上部的連接接頭8與建筑物上部結構伸出的鋼筋或其它連接構件焊接牢固。
盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種鋼-木組合立柱，其特征在于，包括圓形鋼管，所述圓形鋼管的底端焊接有鋼底板，所述鋼底板的底面焊接有連接接頭；所述圓形鋼管的頂端焊接有鋼頂板，所述鋼頂板的頂面焊接有連接接頭；所述圓形鋼管內對稱地設置有兩根方木柱，所述方木柱的底端與所述鋼底板相接觸，所述方木柱的頂端通過設置在所述鋼頂板上的方孔限位；兩根所述方木柱之間間隔設置有多個約束鋼板，所述約束鋼板與所述方木柱的間隙為O 3mm，所述約束鋼板之間通過連接鋼筋相互連接，其中最上面的所述約束鋼板焊接于所述鋼頂板底部。
2.根據權利要求I所述的一種鋼-木組合立柱，其特征在于，所述圓形鋼管的外徑為250 300mm,所述圓形鋼管的壁厚為8 15mm。
3.根據權利要求I所述的一種鋼-木組合立柱，其特征在于，所述方木柱表面設置有防腐油漆層。
4.根據權利要求I所述的一種鋼-木組合立柱，其特征在于，兩根所述方木柱之間的間距為12 15mm。
5.根據權利要求I所述的一種鋼-木組合立柱，其特征在于，所述方木柱中部所述約束鋼板的間距小于其上部和下部所述約束鋼板的間距。
6.一種如權利要求I所述鋼-木組合立柱的施工方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)根據建筑上部結構的荷載進行計算，確定所述圓形鋼管、所述方木柱、所述鋼頂板和所述鋼底板的尺寸； (2)在所述方木柱上涂2 3mm厚的防腐油漆； (3)在所述圓形鋼管的底端焊接所述鋼底板； (4)在所述鋼頂板上開設所述方孔，所述方孔的邊長或直徑大于所述方木柱的截面邊長I 3mm ； (5)在所述鋼頂板底部焊接最上面的所述約束鋼板，其他所述約束鋼板通過所述連接鋼筋依次連接； (6)將所述鋼頂板焊接在所述圓形鋼管的頂端； (7)將所述方木柱通過所述方孔放入到所述圓形鋼管內部，使所述方木柱底端與所述鋼底板接觸，所述方木柱側面與所述約束鋼板接觸； (8)在所述鋼底板的底面和所述鋼頂板的頂面分別焊接多個連接接頭； (9)將所述鋼底板上的連接接頭與建筑基礎底部伸出的連接構件焊接牢固； (10)將所述鋼頂板上的連接接頭與建筑物上部結構伸出的連接構件焊接牢固。
全文摘要
本發明公開了一種鋼-木組合立柱及其施工方法，在圓形鋼管的底端焊接鋼底板，頂端焊接鋼頂板，鋼底板、鋼頂板外側分別焊接有連接接頭，圓形鋼管內對稱地設置有兩根方木柱，方木柱通過鋼頂板上的方孔放入到圓形鋼管中，使其底端與鋼底板接觸，側面與約束鋼板接觸；兩根方木柱之間間隔設置有多個約束鋼板，約束鋼板之間預先通過連接鋼筋相互連接，其中最上面的約束鋼板焊接于鋼頂板底部。本發明不僅可以減小立柱截面，減小立柱所占的建筑空間，而且在滿足受力要求的條件下，能夠大大降低工程成本。
文檔編號E04C3/30GK102926506SQ20121039027
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者柴艷飛, 王存貴, 張云富, 陸海英, 黃克起, 方杰, 高璞, 朱芳, 其他發明人請求不公開姓名 申請人:中國建筑第六工程局有限公司