本發明涉及土木工程相關技術領域，具體的說，是涉及一種鋼板網骨架混凝土梁柱及其構造設計方法。

背景技術：

鋼板網骨架混凝土梁柱是在混凝土中埋入鋼板網而形成的一種組合結構構件。

傳統鋼筋混凝土柱，由縱筋和箍筋構成鋼筋網，鋼筋網綁扎復雜；箍筋在構件中主要起約束作用，不直接承擔縱向荷載，存在一定程度的材料浪費。

鋼板網骨架混凝土梁柱結合了傳統鋼筋混凝土梁柱和鋼骨混凝土梁柱構件的優點，同時又避免了其各自的缺點。鋼板網混凝土梁柱的優點包括：

相比傳統鋼筋混凝土梁柱，鋼板網骨架混凝土梁柱的鋼板網骨架可實現工廠化制造，簡化了約束構件的制作程序，無需鋼筋彎折、縱筋和箍筋綁扎等工序，縮短構件制作時間；同時由鋼管加工而成的鋼板網對內部混凝土提供了有效的約束作用，類似于螺旋箍筋混凝土柱或焊接鋼筋網混凝土柱。

相比鋼骨混凝土梁柱構件，鋼板網骨架混凝土梁柱對混凝土的利用存在不同的作用機理，前者主要利用混凝土的約束防止鋼骨屈曲；后者利用鋼板網的約束充分發揮混凝土的承壓能力，使鋼板網骨架混凝土梁柱有更高的混凝土強度利用率；鋼板網上開孔，確保鋼板網內部和外部的混凝土通過孔洞形成整體，鋼板網外不需設置鋼筋網，簡化了施工過程，并減小了鋼骨外保護層的厚度。

對于傳統的鋼骨混凝土梁柱，鋼骨為還需設置縱向鋼筋和箍筋，施工復雜，同時要求鋼骨外混凝土的保護層厚度不小于150mm。

公開號103225368A的發明專利描述了一種鋼板網約束柱塑性鉸區混凝土結構及制備方法，這種方法能夠對混凝土提供良好的約束作用，能夠防止混凝土過早的脫落，提高柱延性；但是是基于鋼筋混凝土柱的一種改進，保留了鋼筋混凝土的完整結構，不能解決其綁扎復雜、制作時間長等問題。

公開號201507721U的實用新型專利提供了一種內置鋼板網骨架的塑料復合立柱，立柱為槽型結構，其中嵌置鋼板網作為骨架，在鋼板網骨架的上面和下面鋪設有模壓塑料形成復合體；其主要用于安裝電纜橋架托臂，從其結構和材料選用看承載力較低，不能用于建筑結構。

技術實現要素：

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種鋼板網骨架混凝土梁柱。本發明所提供的混凝土梁柱，簡化了傳統混凝土梁柱的施工工藝，提高了構件制作中的標準化程度、整體強度與設計標準，有利于構件的規模化生產并節約用料。

為了達成上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鋼板網骨架混凝土梁柱，包括：

鋼板網骨架，鋼板網骨架側面上開有等間距的多個孔洞，鋼板網骨架內側及外側均具有混凝土，混凝土將鋼板網骨架側面完全包裹。即在澆筑過程中，在鋼板網骨架的內外側均具有現澆混凝土，現澆混凝土凝固后與鋼板網骨架成為一體。

優選的，所述鋼板網骨架的截面為矩形，其內部具有通孔。

優選的，所述鋼板網骨架的截面為圓形，其內部具有通孔。

優選的，所述孔洞為圓形。

優選的，所述孔洞為四邊形或多邊形。

優選的，所述孔洞為三角形。

優選的，所述孔洞均布于鋼板網骨架的4個面上。

優選的，所述鋼板網骨架中，相鄰兩個面的孔洞的中心線不重合。

在提供上述結構方案的同時，本發明還提供了一種上述鋼板網混凝土骨架梁柱的構造要求設計方法，

當設計對象為梁構件時，該梁構件滿足：

其中：b₀為鋼板網較長邊的最小凈長，t為鋼板網厚度，f_t為混凝土軸心抗拉強度，f_yv為鋼材抗拉強度。

作為另一種設計方法，當設計對象為柱構件時：

鋼板網的最小凈截面積與混凝土柱截面積比值大于3％，鋼板網厚度不小于8mm，孔中心距不大于20t，且不應大于800mm，其中，t為鋼板網厚度。

本發明的有益效果是：

1.鋼板網除本身具有抗壓和抗彎能力之外，相比鋼筋增強了對內部混凝土的約束作用，提高了構件的極限承載力。

2.鋼板網外的混凝土為鋼板網提供了有效的保護，相比鋼管混凝土，提高了鋼材的抗火和抗腐蝕性能。

3.鋼板網的孔洞，確保了鋼管內外混凝土形成整體，提高了混凝土的抗裂性能。

4.鋼板網加工方便，無需綁扎，簡化了構件制作工藝，有利于構件的工廠化生產。

5.相比于純鋼構件，可降低構件的制作成本。

6.提供了設計方法，使構件的強度滿足需求。

附圖說明

圖1為本發明中鋼板網骨架混凝土柱的側面示意圖；

圖2為本發明中鋼板網骨架混凝土柱的平面示意圖；

圖3為第一種鋼板網骨架的側面示意圖；

圖4為第一種鋼板網骨架的平面示意圖；

圖5為第一種鋼板網骨架的結構示意圖；

圖6為第二種鋼板網骨架的側面示意圖；

圖7為第二種鋼板網骨架的平面示意圖；

圖8為第二種鋼板網骨架的結構示意圖；

圖9為第三種鋼板網骨架的側面示意圖；

圖10為第三種鋼板網骨架的平面示意圖；

圖11為第三種鋼板網骨架的結構示意圖；

圖中：1、鋼板網骨架，2、孔洞，3、混凝土，4、鋼板網骨架混凝土梁柱。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明進行詳細說明。

實施例1：一種鋼板網骨架混凝土梁柱4，其結構如圖1-2所示，包括：鋼板網骨架1，鋼板網骨架1上具有多個孔洞2，鋼板網骨架1內側及外側均具有混凝土3；混凝土3將鋼板網骨架1側面完全包裹。

鋼板網骨架1的結構，如圖3-5所示。該鋼板網骨架4為方形結構，內部具有方形通孔，鋼板骨架4的4個側壁，均具有圓形孔洞4，相鄰側壁上的圓形孔洞形心位于同一平面內。

部分孔洞2位于鋼板網骨架4的拐角，使得鋼板網骨架1在保證結構強度的同時進一步降低整體質量。

當本實施例所提供的結構為梁構件時，該梁構件在設計過程中滿足：

其中：b₀為鋼板網較長邊的最小凈長，t為鋼板網厚度，f_t為混凝土軸心抗拉強度，f_yv為鋼材抗拉強度。

當本實施例所提供的結構為柱構件時，該柱構件在設計過程中滿足：

鋼板網的最小凈截面積與混凝土柱截面積比值大于3％，鋼板網厚度不小于8mm，孔中心距不大于20t，且不應大于800mm，其中，t為鋼板網厚度。

實施例2：一種鋼板網骨架混凝土梁柱4，其結構如圖1-2所示，包括：鋼板網骨架1，鋼板網骨架1上具有多個孔洞2，鋼板網骨架1內側及外側均具有混凝土3；混凝土3將鋼板網骨架1側面完全包裹。

鋼板網骨架1的結構，如圖6-8所示。該鋼板網骨架4為方形結構，內部具有方形通孔，鋼板骨架4的4個側壁，均具有圓形孔洞4，相鄰側壁上的圓形孔洞形心位于不同平面，減少開孔造成的界面削弱。

本實施例中，在鋼板網骨架1的拐角，不設有孔洞4。

當本實施例所提供的結構為梁構件時，該梁構件在設計過程中滿足：

其中：b₀為鋼板網較長邊的最小凈長，t為鋼板網厚度，f_t為混凝土軸心抗拉強度，f_yv為鋼材抗拉強度。

當本實施例所提供的結構為柱構件時，該柱構件在設計過程中滿足：

鋼板網的最小凈截面積與混凝土柱截面積比值大于3％，鋼板網厚度不小于8mm，孔中心距不大于20t，且不應大于800mm，其中，t為鋼板網厚度。

實施例3：一種鋼板網骨架混凝土梁柱4，其結構如圖1-2所示，包括：鋼板網骨架1，鋼板網骨架1上具有多個孔洞2，鋼板網骨架1內側及外側均具有混凝土3；混凝土3將鋼板網骨架1側面完全包裹。

鋼板網骨架1的結構，如圖9-11所示。該鋼板網骨架4為方形結構，內部具有方形通孔，鋼板骨架4的4個側壁，均具有方形孔洞4，相鄰側壁上的方形孔洞形心位于同一平面內。

本實施例中，在鋼板網骨架1的拐角，不設有孔洞4。

當本實施例所提供的結構為梁構件時，該梁構件在設計過程中滿足：

其中：b₀為鋼板網較長邊的最小凈長，t為鋼板網厚度，f_t為混凝土軸心抗拉強度，f_yv為鋼材抗拉強度。

當本實施例所提供的結構為柱構件時，該柱構件在設計過程中滿足：

鋼板網的最小凈截面積與混凝土柱截面積比值大于3％，鋼板網厚度不小于8mm，孔中心距不大于20t，且不應大于800mm，其中，t為鋼板網厚度。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現，未予以詳細說明和局部放大呈現的部分，為現有技術，在此不進行贅述。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和特點相一致的最寬的范圍。