CN102505803A

CN102505803A - 开洞式钢管混凝土柱

Info

Publication number: CN102505803A
Application number: CN2011103203625A
Authority: CN
Inventors: 徐亚丰; 宋健; 杜微; 孙鹏举; 张丽; 刘强; 陈科; 刘俊成; 王傲; 杨旭; 于璐; 王帅; 王晓龙; 杨文龙
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明涉及钢-混组合结构技术领域，特别是涉及一种应用于土木工程中的开洞式钢管混凝土柱。它可以在洞口处设置如电源开关盒等装置。它包括钢管、混凝土，钢管由外部开有洞口，在开口的钢管内浇注混凝土，并在钢管开口处内置混凝土柱上开洞，形成了开洞式的钢管混凝土柱。开洞式钢管混凝土柱柱的截面形式为方形或圆形。本发明具有节省材料，具有较高的承载力和较好的韧性和抗震性的特点；并且可以在洞口处设置如电源开关盒等装置。

Description

开洞式钢管混凝土柱

技术领域

本专利涉及钢-混组合结构技术领域，特别是涉及一种应用于土木工程中的开洞式钢管混凝土柱。

背景技术

随着社会的发展和居民生活水平的逐步提高，人们对住宅的要求越来越高，特别是对房屋的结构和居室的布局越来越重视。为了能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载方向的发展和承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术的工业化要求，钢管混凝土的应用越来越广泛。

目前的现状：

1.钢管混凝土组合柱结构形式：

钢管混凝土组合柱，包括钢管及内部浇灌的混凝土，具有承载力高、延性好、抗震性能优越、施工方便、工期大大缩短、有利于钢管的抗火和防火、耐腐蚀性能优于钢结构等特点，有明显的环境效益、经济效益和社会效益，能够完美的发挥钢管混凝土承载力高，刚度大、重量轻、塑性和韧性好、抗冲击和抗疲劳强度高、抗震性好等优点，适用于各种管、桩、柱结构。如图示1所示。

2. 方形钢管混凝土柱结构形式：

方形钢管混凝土柱，包括方形钢管柱和内部浇注的混凝土，方形钢管柱为冷弯薄壁方形钢管柱，由于钢管的约束作用使柱子具有更得承载力，较好的的韧性和抗震性能，与钢筋混凝土相比，可节省模板费用，加快施工速度。其截面形式如图2所示。

3. 中空夹层钢管混凝土柱结构形式：

中空夹层钢管混凝土是在两个同心放置的钢管之间浇筑混凝土而形成的组合构件。它是在是新钢管混凝土的基础上发展起来的一种新型的钢管混凝土构件形式。外部钢管可以约束夹层间混凝土，提高其极限应力与塑性性能。如图3所示。

3.应用现状：

目前，钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱相比，有更高的承载能力。但同时需要指出，由于材料的不同，钢管混凝土柱将施工上会更复杂一点。在钢管混凝土结构的施工过程中，由于考虑到使混凝土与钢管能够更好的共同工作，因此施工中应用销钉来增大钢管与混凝土之间的粘结力。这样会增加施工时间，从经济上考虑，也增加了材料用量。

4.部分专利现状：

1）、钢管混凝土组合柱（申请号：201010152109），该专利论述了一种用于土木工程中的钢管混凝土组合柱，该柱包括钢管，其特征在于钢管内或／和外设置有自密实混凝土，自密实混凝土与钢管固结硬化成整体。这样，不仅仅能够结合成传统的钢管内填充混凝凝土的结构，还能够制造钢管内或／和外覆盖一层混凝土的钢管混凝土结构，具有承载力高、延性好、抗震性能优越、施工方便、工期大大缩短、有利于钢管的抗火和防火、耐腐蚀性能优于钢结构等特点，有明显的环境效益、经济效益和社会效益，能够完美的发挥钢管混凝土承载力高，刚度大、重量轻、塑性和韧性好、抗冲击和抗疲劳强度高、抗震性好等优点，适用于各种管、桩、柱结构，特别适合各种异型的管、桩、柱结构和承载力要求高的结构使用。但在施工方面可能较复杂。

2）、一种方形钢管混凝土柱（申请号：201020166194），该专利论述了一种钢管混凝土构件，该柱包括方形钢管柱、顶部端板、底部端板和混凝土，顶部端板和底部端板分别焊接于方形钢管柱的相应端部，顶部端板开设有出浆孔，底部端板开设有灌浆孔，混凝土灌注于方形钢管柱内；方形钢管柱为冷弯薄壁方形钢管柱，方形钢管柱的各个内壁分别纵向焊接有柱加劲肋。该柱相对于普通钢管混凝土柱，其钢管柱为冷弯薄壁钢管柱，壁厚较薄，宽厚比较大，更加节约钢材和减少自重；而钢管柱内壁焊接的纵向柱加劲肋可防止钢管柱壁板的局部屈曲、改善初始缺陷对其承载性能的影响和提高薄壁钢管柱对混凝土的箍紧作用，提高和改善薄壁钢管混凝土柱的承载性能。

3）、中空夹层钢管混凝土结构（申请号：03281066.0），该专利是一种在两层钢管的夹层中填充混凝土而成的新型钢管混凝土结构，尤其是能减小结构自重和提高结构的抗弯刚度。制造时保证外管和内管的截面几何形心重合，外钢管和内钢管相平或者外钢管比内钢管低1cm-10cm。按截面形式可分为圆套圆中空夹层钢管混凝土、方套圆中空夹层钢管混凝土、圆套方中空夹层钢管混凝土、方套方中空夹层钢管混凝土，矩形套矩形中空夹层钢管混凝土、方形套矩形中空夹层钢管混凝土和圆形套矩形中空夹层钢管混凝土，其钢材可以采用普通强度钢材或屈服强度在550Mpa以上的高强钢材，混凝土可以是普通混凝土或抗压强度在80-120MPa的高强混凝土和自密实混凝土，而且可以采用钢管外直径或外边长与钢管壁厚的比值为40-150的薄壁钢管混凝土。

综合以上的分析可见，在异型钢管混凝土柱中还存在着许多弊端。

另外，以上提供的现有技术的附图仅为解释时参考用，个别文字不清楚等，并不影响对本发明专利的理解。

发明内容

本发明的目的是提供一种开洞式钢管混凝土柱，继续突出钢管混凝土柱的优点，并增大钢管使用尺寸，节约材料用量；而且在柱身开口有利于在柱上布置电源开关，消防等以往布置于墙上的装置。

本发明技术方案如下：

开洞式钢管混凝土柱，它包括钢管、混凝土，其特征在于：钢管由外部开有洞口，在开口的钢管内浇注混凝土，并在钢管开口处内置混凝土柱上开洞，形成了开洞式的钢管混凝土柱。柱的截面形式为方形或圆形。柱外部钢管仍然具有约束作用，试件的纵向荷载可以由纵向布置角钢、夹层混凝土和内置方钢管共同承担。

本发明的优点是：开洞式钢管混凝土柱相比普通的混凝土柱有更高的承载力高、刚度、塑性和韧性、更好的抗冲击和抗疲劳性以及抗震性，更适合大型建筑，与原有的钢管混凝土柱相比，开口式钢管混凝土柱更加节省材料，并且可以在洞口处设置电源开关等装置，适合于大型商场等大厅柱构件为主的结构。

附图说明

图1为现有的钢管混凝土组合柱示意图。

图2为现有的方钢管混凝土柱示意图。

图3为现有的中空夹层钢管混凝土柱示意图。

图4为开洞式钢管混凝土柱侧向示意图。

图5为开洞式钢管混凝土柱身截面示意图。

图6为开洞式钢管混凝土柱顶截面示意图。

图中1是钢管；2是混凝土；3是洞口；4是内钢管。

具体实施方式

下面参照附图对本发明专利进行详细说明。

开洞式钢管混凝土柱体系的基本构成是：外部钢管是开有洞口的，如附图5所示；钢管内浇注混凝土并在外部钢管洞口对应位置预留洞口，截面如附图6所示；在每层层高处与梁整浇为一体。如图附7所示。其他同现有技术基本一致。

注意的问题：

（1）、钢管要先开好口洞，钢管可采用直缝焊接管、螺旋形缝焊接管、无缝钢管，焊接必须采用对接焊缝，并应达到与母材等强的要求；

（2）、钢管外层涂防火涂料；

（3）、预留空隙不宜过大；

（4）、所采用的混凝土配合比、坍落度应符合要求，为满足坍落度要求，应掺加适量减水剂；为减少混凝土收缩，钢管内混凝土可掺入适量的混凝土微膨胀剂。

（5）、浇注混凝土前，钢管内杂物冲水清理干净，钢管内混凝土的浇筑宜连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间，需要留水平施工缝时，应将柱端管口封盖，以防止杂物、雨水等落入钢管内；

（6）、浇注混凝土时要注意在钢管开口对应位置预留洞口；

本专利的开洞式混凝土柱的制作步骤如下：

第一步：在钢管适当位置开口，钢管就位；

第二步：浇注混凝土前预留洞口位置；

第三步：浇注柱身钢管内混凝土；

按照上述步骤进行，即可形成开洞式混凝土柱。

Claims

1.开洞式钢管混凝土柱，它包括钢管、混凝土，其特征在于：钢管（1）由外部开有洞口（4），在开口的钢管内浇注混凝土（2），并在钢管开口处内置混凝土柱上开洞，形成了开洞式的钢管混凝土柱。

2.根据权利要求1所述的开洞式钢管混凝土柱，其特征在于：开洞式钢管混凝土柱柱的截面形式为方形或圆形。