端部無粘結鋼管混凝土柱及其製備方法
2023-04-25 21:33:26
端部無粘結鋼管混凝土柱及其製備方法
【專利摘要】一種端部無粘結鋼管混凝土柱及其製備方法，屬於組合結構工程【技術領域】。本發明在鋼管混凝土柱端部塑性鉸區域內的鋼管與混凝土之間設置無粘結段，並在無粘結段設置內部加勁肋。不僅提高其塑性鉸區鋼管對混凝土的約束作用，並在塑性鉸區的無粘結段形成應變均勻分布的鋼管段，充分發揮鋼管的材料性能，延緩其局部屈曲及塑形發展，有效提高鋼管混凝土柱端塑性鉸區的延性與耗能能力，改善約束混凝土的工作狀況。整個結構構造簡單，施工方便，經濟性高。
【專利說明】 端部無粘結鋼管混凝土柱及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種端部無粘結鋼管混凝土柱及其製備方法，屬於組合結構工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在各國的結構工程的組合結構中，由於鋼管混凝土結構在結構性能、經濟指標、抗震能力等方面的優越性，使其在建築工程中得到廣泛的應用。且鋼管混凝土最宜做為柱，而柱是框架結構的重要承重構件之一，對地震效應極為敏感。地震作用下，柱的性能主要表現為柱端塑性鉸區的抗震性能。由於鋼管混凝土結構屬於新型結構體系，發展迅速但是震害實例較少，但是近年頻發的強震及人們對生命財產的保護意識不斷提高，鋼管混凝土柱的抗震性能要求也在不斷提高。鑑於此，本發明提出了一種對鋼管混凝土柱塑性鉸區採取的構造措施，在提高鋼管對柱塑性鉸區混凝土的約束作用的同時，提高其在地震過程中的延性及耗能能力，提高鋼管混凝土柱塑性鉸區的抗震性能。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於針對提高鋼管混凝土柱塑性鉸區抗震性能的問題，提出在施工中採取一種構造措施，即一種端部無粘結鋼管混凝土柱及製備方法，以改善柱塑性鉸區混凝土的工作狀況及抗震性能。
[0004]本發明採用的技術方案如下，一種端部無粘結鋼管混凝土柱，包括鋼管(2)和內填充混凝土(I);在柱端鋼管內側設置加勁肋(3)，並在柱端鋼管與混凝土之間設置一層油月旨(4)以使鋼管、加勁肋與混凝土之間無粘結。
[0005]所述鋼管為普通熱軋鋼管。
[0006]所述鋼管加勁肋與鋼管材質相同，高度h與鋼管外直徑相同，厚度為10?20mm，寬度為25?50mm。
[0007]所述塗油脂層高度為h，即I倍鋼管外直徑，厚度0.5?3mm。
[0008]上述端部無粘結鋼管混凝土柱的製備方法，其步驟如下:
[0009]步驟一:將(3)加勁肋按照設計尺寸加工好，然後焊接到(2)鋼管內側；
[0010]步驟二:將(2)鋼管定位好，並在I倍鋼管外直徑高度範圍的鋼管內側均勻刷一層油脂；
[0011]步驟三:在(2 )鋼管內部澆注(I)混凝土。
[0012]本發明具有以下優點:
[0013]1、約束效果好、延性耗能能力高。鋼管混凝土柱端部鋼管與混凝土無粘結，根據Mises準則，鋼管分擔的縱向力降低橫向力增加，同時內部加勁肋的設置在固定鋼管與混凝土相對位置的同時提高了鋼管對混凝土的約束作用。此外，無粘結段的設置使得鋼管的應力能夠均勻分布，充分發揮鋼管混凝土柱端塑性鉸區域鋼管的力學性能，大大延緩鋼管發生局部屈曲，提高鋼管混凝土在地震作用下的延性及耗能能力。[0014]2、施工簡單、易於安裝。施工過程中加勁肋的焊接及油脂的塗抹均由普通工人即可完成，具有操作簡單，施工方便快捷等特點。
[0015]3、整體性好。在鋼管內焊加勁肋並塗抹油脂後，一次澆築混凝土成型，使鋼管與混凝土形成一體，實現不同粘結區域的內力傳遞。
[0016]4、經濟性高。本方案應用在柱的塑性鉸區，效果明顯而且不會顯著地提高工程造價，性價比較強，適合在工程中廣泛推廣。
[0017]下面通過附圖和實施例對本發明技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明在鋼管混凝土柱端塑性鉸區的使用狀態結構示意圖。
[0019]圖2為圖1中A-A剖面圖。
[0020]圖3為圖1中B-B剖面圖。
[0021]圖中1.內澆混凝土，2.鋼管，3.內置加勁肋，4.油脂層。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖和實施方式，對本發明作進一步詳細說明。
[0023]如圖1-3所示。
[0024]1、鋼管內置加勁肋
[0025]鋼管內置加勁肋高度取I倍柱外直徑，厚度為10?20臟，寬度為25?50mm。鋼管內焊接加勁肋必須嚴格按照相關焊接規範進行，保證焊接質量。
[0026]2、無粘結層設置
[0027]鋼管內置加勁肋後，對鋼管柱端部I倍柱外直徑範圍內均勻塗抹油脂，油脂層覆蓋鋼管內壁及加勁肋與混凝土接觸各面。油脂不得流動性過大，否則影響無粘結段以外的粘結性能。
[0028]3、鋼管定位
[0029]將鋼管根據施工要求定位。
[0030]4、混凝土的澆築與振搗
[0031]將混凝土澆築到鋼管內並進行振搗，直至密實。
[0032]以上所述，僅為本發明的其中一種實施例，也可以用於其他鋼管混凝土構件的塑性鉸區的混凝土約束，如方矩形鋼管混凝土柱及複合鋼管混凝土柱等形式構件。凡是根據本發明技術實質對以上實施例做的任何修改、變更或等效結構變化，均應屬於本發明技術方案的保護範圍。
【權利要求】
1.一種端部無粘結鋼管混凝土柱，其特徵在於:該柱包括鋼管(2)和內填充混凝土(I);在柱端鋼管內側設置加勁肋(3)，並在柱端鋼管與混凝土之間設置一層油脂(4)以使鋼管、加勁肋與混凝土之間無粘結。
2.依權利I要求所述的一種端部無粘結鋼管混凝土柱，無粘結鋼管混凝土柱的製備方法，其特徵在於:其步驟如下， 步驟一，將(3)加勁肋按照設計尺寸加工好，然後焊接到(2)鋼管內側； 步驟二，將(2)鋼管定位好，並在I倍鋼管外直徑高度範圍的鋼管內側均勻刷一層油脂； 步驟三，在(2 )鋼管內部澆注(I)混凝土。
3.根據權利I要求所述的一種端部無粘結鋼管混凝土柱，其特徵在於:所述鋼管為普通熱軋鋼管。
4.根據權利I要求所述的一種端部無粘結鋼管混凝土柱，其特徵在於:所述鋼管加勁肋與鋼管材質相同，高度h與鋼管外直徑相同，厚度為10?20mm，寬度為25?50mm。
5.根據權利I要求所述的一種端部無粘結鋼管混凝土柱，其特徵在於:所述塗油脂層高度為h，即I倍鋼管外直徑，厚度0.5?3mm。
【文檔編號】E04B1/98GK103924738SQ201410151347
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】李振寶, 王文靜, 解詠平, 宋坤, 馬華 申請人:北京工業大學