一種內部帶斜向加勁鋼管混凝土柱的製作方法

2023-06-12 08:08:21

本實用新型涉及建築工程技術領域，特別涉及一種內部帶斜向加勁鋼管混凝土柱。

背景技術：

鋼管混凝土柱是指在鋼管中填充混凝土而形成、且鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結構構件。外圍鋼管對核心混凝土提供套箍作用，使其處於三向受壓狀態，從而提高其抗壓承載力。

由於矩形截面鋼管混凝土在核心混凝土膨脹作用下變形大，對內部混凝土的約束作用減弱，因此工程中一般採用圓形截面鋼管混凝土柱，但圓形截面鋼管混凝土柱由於鋼管外壁為曲面，使得梁柱節點設計變得尤為複雜。中國專利號CN201520552465.8公開的一種名稱為「圓鋼管混凝土柱套筒連接節點」實用新型專利；中國專利號CN201410225322.6公開的一種名稱為「一種鋼管混凝土柱與梁連接節點」發明專利等，都屬於解決此類圓形鋼管混凝土梁柱連接的發明專利。

採用矩形或異形截面鋼管混凝土柱時，鋼管內壁需設置拉結鋼筋加勁以限制鋼管面外變形，但目前拉結鋼筋加勁一般垂直焊接於鋼管內壁，使鋼管混凝土柱在承受水平荷載時剪力無法有效傳遞，兩側鋼管無法協同工作。

綜上所述，現有的鋼管混凝土柱存在以下缺點：

1、截面類型受限：由於矩形鋼管在混凝土受壓膨脹作用下，鋼管變形大，對內部混凝土的約束作用減弱，因此鋼管混凝土截面一般採用圓形截面，矩形或其他形狀的鋼管混凝土柱的承載力低於相同材料用量的圓鋼管混凝土柱；

2、梁柱連接複雜：由於圓形截面鋼管混凝土柱外壁為曲面，使得梁柱節點設計複雜；

3、鋼管與混凝土粘結作用差：鋼管與混凝土之間易發生相對滑移，整體作用差；如增強鋼管與混凝土的整體作用，需設置抗剪連接鍵，施工複雜。

4、抗剪承載力低：鋼管內填充混凝土一般採用素混凝土，抗剪承載力差。

5、鋼管內設有拉結鋼筋可提高鋼管對混凝土的約束作用，但拉結鋼筋不能提高抗剪承載力。鋼管內設置鋼板可提高抗剪承載力，但顯著增加材料用量和製作難度。

技術實現要素：

為克服現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種內部帶斜向加勁鋼管混凝土柱，能確保鋼管柱的兩對邊共同受力，提高鋼管混凝土柱的抗剪和抗彎承載力，使外圍鋼管與混凝土能夠充分協同工作的一種內部斜向加勁鋼管混凝土柱；能夠增強對鋼管柱內混凝土的約束作用、降低鋼管與混凝土之間相對滑移，增強鋼管混凝土柱承載力。

本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是：該種內部帶斜向加勁鋼管混凝土柱，包括外圍鋼管，外圍鋼管內壁設有斜向布置的用於對鋼管的兩對邊起拉結作用的加勁，在外圍鋼管內填充有混凝土。

進一步地，所述加勁為鋼板加勁，所述鋼板加勁沿鋼管高度方向布置。

進一步地，所述加勁設有多個，多個加勁首尾相接連續交錯設置，每個加勁的兩端均與外圍鋼管內壁固定。

進一步地，所述加勁有兩排，每排加勁首尾連接連續交錯設置，兩排加勁對應交錯布置，所述加勁與外圍鋼管內壁焊接固定。

進一步地，所述外圍鋼管橫向截面為矩形。

進一步地，所述外圍鋼管包括有多個，多個外圍鋼管組合且組合的橫向截面為異形。

進一步地，所述異形為T型或十字型或L型。

進一步地，所述外圍鋼管包括有多個，且多個外圍鋼管成一排彼此相鄰設置。

綜上，本實用新型的上述技術方案的有益效果如下：

1、鋼管混凝土柱截面可設計為矩形或多個矩形組成的異形截面，滿足建築要求，豐富截面形狀，採用異形鋼管混凝土柱時，室內沒有外露的柱子稜角，提高了建築空間利用率，同時使得梁柱節點設計簡單。

2、有效限制鋼管發生局部屈曲。焊接於外圍鋼管內壁斜向布置的鋼板加勁起拉結作用，可有效防止外圍鋼管壁發生外屈曲。

3、使外圍鋼管與混凝土充分協同工作。斜向布置的加勁增強了鋼管與混凝土之間的相互作用，加強了對核心混凝土的約束作用，使鋼管與混凝土成為一個整體工作。

4、提高鋼管混凝土柱的抗剪承載力。焊接於外圍鋼管內壁的斜向布置的鋼板加勁在鋼管混凝土柱承受橫向荷載作用時可提供一定的抗剪承載力，同時也可傳遞水平剪力，使兩側鋼管壁能夠協同工作，共同抵抗水平荷載。

5、梁柱節點設計簡單。外圍鋼管外壁為平面，可方便焊接端板與梁連接。

附圖說明

圖1為矩形截面內部斜向加勁鋼管混凝土柱(實施例1)橫截面示意圖；

圖2為矩形截面內部交叉布置斜向加勁鋼管混凝土柱(實施例1)縱向截面示意圖；

圖3為矩形截面內部單向布置斜向加勁鋼管混凝土柱(實施例1)縱向截面示意圖；

圖4為長邊尺寸遠大於短邊尺寸的矩形內部斜向加勁截面鋼管混凝土柱(實施例2)橫截面示意圖；

圖5為異形截面內部斜向加勁鋼管混凝土柱(實施例3)橫截面示意圖；

圖6為異形截面內部斜向加勁鋼管混凝土柱(實施例4)橫截面示意圖；

圖7為異形截面內部斜向加勁鋼管混凝土柱(實施例5)橫截面示意圖；

圖中：1外圍鋼管，2混凝土，3鋼板加勁。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的特徵和原理進行詳細說明，所舉實施例僅用於解釋本實用新型，並非以此限定本實用新型的保護範圍。

實施例1:

如圖1-2所示，一種矩形截面鋼管混凝土柱，包括矩形的外圍鋼管1、混凝土2及焊接於鋼管內壁斜向布置的鋼板加勁3。矩形鋼管內壁縱橫兩方向設有沿柱高間隔布置的數個斜向鋼板加勁3。鋼板加勁分為兩排，兩排可斜向交叉布置，如圖2所示。鋼板加勁也可首尾相連單向布置，如圖3所示。斜向鋼板加勁3一方面起拉結作用，限制鋼管平面外屈曲，增強對核心混凝土的約束作用；另一方面，增強兩側鋼板的協同工作，提高鋼管混凝柱的抗剪承載力，鋼板加勁3與矩形外圍鋼管1內壁通過焊接連接。鋼管內壁不需設置抗剪鍵，內部混凝土可不配置鋼筋。

實施例2:

如圖4所示，一種長邊尺寸遠大於短邊尺寸的矩形截面鋼管混凝土柱，包括外圍鋼管1、混凝土2及焊接於鋼管內壁斜向布置的鋼板加勁3。該矩形截面鋼管混凝土柱截面的長邊尺寸遠大於短邊尺寸，對應於建築工程的種剪力牆。矩形鋼管內壁橫向設有沿柱高高度方向布置的數個斜向鋼板加勁3，一方面起拉結作用，限制鋼管平面外屈曲，增強對核心混凝土的約束作用；另一方面，增加兩側鋼板的協同工作，提高鋼管混凝柱的抗剪承載力，鋼板加勁3與外圍矩形鋼管1內壁通過焊接連接。鋼管內壁不需設置抗剪鍵，內部混凝土可不配置鋼筋。

實施例3:

如圖5示，一種異形截面鋼管混凝土柱，包括外圍鋼管1、混凝土2及焊接於鋼管內壁斜向布置的鋼板加勁3。該異形截面鋼管混凝土柱截面呈L形，對應角柱。異形鋼管內壁縱橫兩方向設有沿柱高間隔布置的數個斜向鋼板加勁4，除在寬厚比較大的鋼管壁上布置斜向鋼板加勁3外，還需在縱橫鋼管相交的陰角處布置縱橫方向的斜向鋼板加勁。鋼板加勁一方面起拉結作用，限制鋼管平面外屈曲，增強對核心混凝土的約束作用；另一方面，增加兩側鋼板的協同工作，提高鋼管混凝柱的抗剪承載力，鋼板加勁3與外圍鋼管1內壁通過焊接連接。

實施例4:

如圖6示，一種異形截面鋼管混凝土柱，包括外圍鋼管1、混凝土2及焊接於鋼管內壁斜向布置的鋼板加勁3。該異形截面鋼管混凝土柱截面呈T形，對應邊柱。異形鋼管內壁縱橫兩方向設有沿柱高間隔布置的數個斜向鋼板加勁3，除在寬厚比較大的鋼管壁上布置斜向鋼板加勁外，還需在縱橫鋼管相交的陰角處布置縱橫方向的斜向鋼板加勁。鋼板加勁一方面起拉結作用，限制鋼管平面外屈曲，增強對核心混凝土的約束作用；另一方面，增加兩側鋼板的協同工作，提高鋼管混凝柱的抗剪承載力，鋼板加勁3與外圍異形鋼管1內壁通過焊接連接。

實施例5:

如圖7示，一種異形截面鋼管混凝土柱，包括外圍鋼管1、混凝土2及焊接於鋼管內壁斜向布置的鋼板加勁3。該異形截面鋼管混凝土柱截面呈十字形，對應中柱。異形鋼管內壁縱橫兩方向設有沿柱高間隔布置的數個斜向鋼板加勁3，除在寬厚比較大的鋼管壁上布置斜向鋼板加勁外，還需在縱橫鋼管相交的陰角處布置縱橫方向的斜向鋼板加勁。鋼板加勁一方面起拉結作用，限制鋼管平面外屈曲，增強對核心混凝土的約束作用；另一方面，增加兩側鋼板的協同工作，提高鋼管混凝柱的抗剪承載力，鋼板加勁3與外圍異形鋼管1內壁通過焊接連接。

上述實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行的描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域相關技術人員對本實用新型的各種變形和改進，均應擴入本實用新型權利要求書所確定的保護範圍內。