CN103924738B - 端部无粘结钢管混凝土柱及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种端部无粘结钢管混凝土柱及其制备方法，属于组合结构工程技术领域。本发明在钢管混凝土柱端部塑性铰区域内的钢管与混凝土之间设置无粘结段，并在无粘结段设置内部加劲肋。不仅提高其塑性铰区钢管对混凝土的约束作用，并在塑性铰区的无粘结段形成应变均匀分布的钢管段，充分发挥钢管的材料性能，延缓其局部屈曲及塑形发展，有效提高钢管混凝土柱端塑性铰区的延性与耗能能力，改善约束混凝土的工作状况。整个结构构造简单，施工方便，经济性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种端部无粘结钢管混凝土柱及其制备方法，属于组合结构工程技术领域。
背景技术
在各国的结构工程的组合结构中，由于钢管混凝土结构在结构性能、经济指标、抗震能力等方面的优越性，使其在建筑工程中得到广泛的应用。且钢管混凝土最宜做为柱，而柱是框架结构的重要承重构件之一，对地震效应极为敏感。地震作用下，柱的性能主要表现为柱端塑性铰区的抗震性能。由于钢管混凝土结构属于新型结构体系，发展迅速但是震害实例较少，但是近年频发的强震及人们对生命财产的保护意识不断提高，钢管混凝土柱的抗震性能要求也在不断提高。鉴于此，本发明提出了一种对钢管混凝土柱塑性铰区采取的构造措施，在提高钢管对柱塑性铰区混凝土的约束作用的同时，提高其在地震过程中的延性及耗能能力，提高钢管混凝土柱塑性铰区的抗震性能。
发明内容
本发明的目的在于针对提高钢管混凝土柱塑性铰区抗震性能的问题，提出在施工中采取一种构造措施，即一种端部无粘结钢管混凝土柱及制备方法，以改善柱塑性铰区混凝土的工作状况及抗震性能。
本发明采用的技术方案如下,一种端部无粘结钢管混凝土柱，包括钢管(2)和内填充混凝土(1)；在柱端钢管内侧设置加劲肋(3)，并在柱端钢管与混凝土之间设置一层油脂(4)以使钢管、加劲肋与混凝土之间无粘结。
所述钢管为普通热轧钢管。
所述钢管加劲肋与钢管材质相同，高度h与钢管外直径相同，厚度为10～20mm，宽度为25～50mm。
所述涂油脂层高度为h，即1倍钢管外直径，厚度0.5～3mm。
上述端部无粘结钢管混凝土柱的制备方法，其步骤如下：
步骤一：将加劲肋(3)按照设计尺寸加工好，然后焊接到钢管(2)内侧；
步骤二：将钢管(2)定位好，并在1倍钢管外直径高度范围的钢管内侧均匀刷一层油脂；
步骤三：在钢管(2)内部浇注混凝土(1)。
本发明具有以下优点：
1、约束效果好、延性耗能能力高。钢管混凝土柱端部钢管与混凝土无粘结，根据Mises准则，钢管分担的纵向力降低横向力增加，同时内部加劲肋的设置在固定钢管与混凝土相对位置的同时提高了钢管对混凝土的约束作用。此外，无粘结段的设置使得钢管的应力能够均匀分布，充分发挥钢管混凝土柱端塑性铰区域钢管的力学性能，大大延缓钢管发生局部屈曲，提高钢管混凝土在地震作用下的延性及耗能能力。
2、施工简单、易于安装。施工过程中加劲肋的焊接及油脂的涂抹均由普通工人即可完成，具有操作简单，施工方便快捷等特点。
3、整体性好。在钢管内焊加劲肋并涂抹油脂后，一次浇筑混凝土成型，使钢管与混凝土形成一体，实现不同粘结区域的内力传递。
4、经济性高。本方案应用在柱的塑性铰区，效果明显而且不会显著地提高工程造价，性价比较强，适合在工程中广泛推广。
下面通过附图和实施例对本发明技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明在钢管混凝土柱端塑性铰区的使用状态结构示意图。
图2为图1中A-A剖面图。
图3为图1中B-B剖面图。
图中1.内浇混凝土，2.钢管，3.内置加劲肋，4.油脂层。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式，对本发明作进一步详细说明。
如图1-3所示。
1、钢管内置加劲肋
钢管内置加劲肋高度取1倍柱外直径，厚度为10～20mm，宽度为25～50mm。钢管内焊接加劲肋必须严格按照相关焊接规范进行，保证焊接质量。
2、无粘结层设置
钢管内置加劲肋后，对钢管柱端部1倍柱外直径范围内均匀涂抹油脂，油脂层覆盖钢管内壁及加劲肋与混凝土接触各面。油脂不得流动性过大，否则影响无粘结段以外的粘结性能。
3、钢管定位
将钢管根据施工要求定位。
4、混凝土的浇筑与振捣
将混凝土浇筑到钢管内并进行振捣，直至密实。
以上所述，仅为本发明的其中一种实施例，也可以用于其他钢管混凝土构件的塑性铰区的混凝土约束，如方矩形钢管混凝土柱及复合钢管混凝土柱等形式构件。凡是根据本发明技术实质对以上实施例做的任何修改、变更或等效结构变化，均应属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.一种端部无粘结钢管混凝土柱的制备方法，其特征在于：一种端部无粘结钢管混凝土柱，该柱包括钢管(2)和内填充混凝土(1)；在柱端钢管内侧设置加劲肋(3)，并在柱端钢管与混凝土之间设置一层油脂(4)以使钢管、加劲肋与混凝土之间无粘结；该端部无粘结钢管混凝土柱的制备方法步骤如下，
步骤一，将加劲肋(3)按照设计尺寸加工好，然后焊接到钢管(2)内侧；
步骤二，将钢管(2)定位好，并在1倍钢管外直径高度范围的钢管内侧均匀刷一层油脂；
步骤三，在钢管(2)内部浇注混凝土(1)；所述钢管为普通热轧钢管。
2.根据权利1要求所述的一种端部无粘结钢管混凝土柱的制备方法，其特征在于：所述钢管加劲肋与钢管材质相同，高度h与钢管外直径相同，厚度为10mm～20mm，宽度为25mm～50mm。
3.根据权利1要求所述的一种端部无粘结钢管混凝土柱的制备方法，其特征在于：所述涂油脂层厚度为0.5mm～3mm。
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