CN105464289A - 装配式钢管混凝土组合柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了装配式钢管混凝土组合柱，包括两柱段。该柱段包括钢管和布在钢管外的钢筋笼，钢管内填充混凝土，在钢管和钢筋笼上浇注混凝土以成外部混凝土。该第一钢管具有伸出第一外部混凝土部第一配合面的插接部，第一纵向钢筋具有伸出第一配合面的预留段。该第二钢管一端固接有钢套管，钢套管内设有第一插槽，第二纵向钢筋一端固接有钢套筒，钢套筒内设有第二插槽。该第一柱段第一配合面和第二外部混凝土第二配合面面对，插接部插入钢套管的第一插槽内，预留段插入钢套筒的第二插槽内，且插接部和钢套管之间隙、预留段和钢套筒之间隙都注充胶料。它具有如下优点：两柱段可在工厂预制，可提高制作精度,减少施工周期，力学性能可靠。

Description

装配式钢管混凝土组合柱

技术领域

本发明涉及一种土木工程中的结构工程领域，尤其涉及一种装配式钢管混凝土组合柱。

背景技术

装配式核心钢管混凝土组合柱是指钢管内填高强混凝土，钢管外部包裹以普通混凝土，柱子端部预留钢筋及钢管方便装配的组合构造。传统的现场施工方式，工业化程度较低，支护模板、养护、拆模工序繁琐且产生大量建筑垃圾；与之相比，装配式结构现场主要完成装配工作，大大减少现浇作业，施工周期短，受气候条件制约小。但现有装配式结构多以后浇带形式完成构件连接，仍无法避免现浇作业。

发明内容

本发明提供了装配式钢管混凝土组合柱，其克服了背景技术中现有装配式结构所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

装配式钢管混凝土组合柱，包括：

第一柱段(10)，包括第一钢管(11)和布在第一钢管(11)外的钢筋笼，该第一钢管(11)内填充混凝土(12)，在第一钢管(11)和钢筋笼上浇注混凝土以成第一外部混凝土(13)，该第一钢管(11)具有伸出第一外部混凝土部(13)第一配合面的插接部(15)，该钢筋笼之第一纵向钢筋(14)具有伸出第一配合面的预留段(16)；及

第二柱段(20)，包括第二钢管(21)和布在第二钢管(21)外的钢筋笼，该第二钢管(21)内填充混凝土(22)且第二钢管(21)一端固接有钢套管(25)，该钢套管(25)内设有第一插槽，该钢筋笼之第二纵向钢筋(24)一端固接有钢套筒(26)，该钢套筒(26)内设有第二插槽，在第二钢管(21)、钢筋笼、钢套管(25)和钢套筒(26)上浇注混凝土以成第二外部混凝土(23)；

该第一柱段(10)第一配合面和第二外部混凝土(23)第二配合面面对，该插接部(15)插入钢套管(25)的第一插槽内，该预留段(16)插入钢套筒(26)的第二插槽内，且插接部(15)和钢套管(25)之间隙、预留段(16)和钢套筒(26)之间隙都注充胶料。

一实施例之中：该第一钢管(11)和第二钢管(21)都纵向布置。

一实施例之中：该钢套管(25)同轴固接在第二钢管(21)一端部，该钢套管(25)内径大于第一钢管(11)外径。

一实施例之中：该钢套筒(26)内形成异孔径通孔，该异径通孔具有小孔径段和大孔径段；该小孔径段内壁设内螺纹，该小孔径段螺接第二纵向钢筋(24)一端，该第一纵向钢筋(14)之预留段(16)插入大孔径段内，该大孔径段内设有上述的第二插槽，且预留段(16)和大孔径段间具有环形腔。

一实施例之中：该大孔径段内壁设内螺纹。

一实施例之中：该插接部(15)和钢套管(25)之间形成第一间隙，该预留段(16)和钢套筒(26)之间形成第二间隙，该第一间隙和第二间隙内都注充胶料。

一实施例之中：该第一间隙和第二间隙相通。

一实施例之中：该钢套筒(26)沿钢套筒(26)轴向间隔布置有贯穿大孔径段内外的一第一料孔(261)和一第三料孔(261)，且一第一料孔(261)和一第三料孔(261)都能通至第二外部混凝土(23)之外。

一实施例之中：该钢套管(25)开设有贯穿内外的第二料孔(251)，该钢套筒(26)还设有另一贯穿大孔径段内外的第一料孔(261)，该另一第一料孔(261)和第二料孔(251)通过导管(27)接通。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

第一柱段第一配合面和第二外部混凝土第二配合面面对，插接部插入钢套管的第一插槽内，预留段插入钢套筒的第二插槽内，且插接部和钢套管之间隙、预留段和钢套筒之间隙都注充胶料，它克服了背景技术所存在的不足，且产生如下技术效果：其一，两柱段可在工厂预制，可提高制作精度,避免现浇作业、现场湿作业、后期养护等繁琐工序，施工简单，减少施工周期，且有效保护施工环境(如减少建筑垃圾、粉尘污染及噪声污染)，符合绿色建筑精神；其二，充分发挥钢、混凝土两者材料特性，力学性能可靠，可确保连接可靠，连接构造如设置于反弯点处不受弯矩，可避免传统柱脚或柱顶处弯矩对带来连接的不利影响。

大孔径段内壁设螺纹，其一，结果简单，工艺简单，方便加工，易于切削加工，小孔径段内壁和大孔径段内壁可采用同一生产工艺切削而成，普通机床即可实现机加工，有利于批量生产，使这种套筒能大规模应用，满足实际需求；其二，切削材料较少，用料省，成本低，环保；其三，螺纹和胶料的接触面积大，套筒和胶料形成紧密连接，大大增加了二者的锚固粘结强度，胶料和带肋钢筋之间形成紧密连接，达到可靠的粘结锚固强度；其四，设螺纹，使胶料注入时形成涡旋，加快注入速度，注入均匀性，也能避免出现气泡或空腔，增加连接强度。

第一间隙和第二间隙相通，增加连接强度，确保两间隙内都填充了胶料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为钢管混凝土组合柱的立体分解示意图；

图2为钢管混凝土组合柱的剖面分解示意图；

图3为图2的A-A剖面示意图。

图4为图2的B-B剖面示意图。

图5为第一纵向钢筋、第二纵向钢筋和钢套筒的剖面装配示意图。

具体实施方式

请查阅图1至图5，装配式钢管混凝土组合柱，包括第一柱段10和第二柱段20。

该第一柱段10包括第一钢管11和布在第一钢管11外的钢筋笼，该第一钢管11内填充高强混凝土12，在第一钢管11和钢筋笼上浇注混凝土以成第一外部混凝土13，该第一钢管11具有伸出第一外部混凝土部13第一配合面的插接部15，该钢筋笼之第一纵向钢筋14具有伸出第一配合面的预留段16，最好，插接部15伸出长度略大于预留段16伸出长度。该第一钢管11纵向布置在第一外部混凝土部13之中央且构成核心钢管，该高强混凝土12能支撑第一钢管以防止其屈曲，同时第一钢管能约束混凝土、提高混凝土抗压承载力。

该第二柱段20包括第二钢管21和布在第二钢管21外的钢筋笼，该第二钢管21内填充高强混凝土22且第二钢管21一端固接有钢套管25，该钢套管25同轴固接在第二钢管21一端部，且该钢套管25内径大于第一钢管11外径，该钢套管25内孔全部或部分构成第一插槽，本实施例之中该钢套管25内孔全部构成第一插槽；该钢筋笼之第二纵向钢筋24一端固接有钢套筒26，该钢套筒26内孔部分构成第二插槽，本实施例之中该钢套筒26的大径孔段内孔全部构成第二插槽。在第二钢管21、钢筋笼、钢套管25和钢套筒26上浇注混凝土以成第二外部混凝土23。该第二钢管21纵向布置在第二外部混凝土部23中央且构成核心钢管，该高强混凝土22能支撑第二钢管以防止其屈曲，同时第二钢管能约束混凝土、提高混凝土抗压承载力。该钢套管25端口、钢套筒26端口和第二外部混凝土部23之第二配合面齐平，使钢套管25、钢套筒26都预埋于外部混凝土内。其中：该钢套筒26内形成异孔径通孔，该异径通孔具有小孔径段和大孔径段；该小孔径段内壁设内螺纹，该小孔径段螺接第二纵向钢筋24一端，该大孔径段内径大于第一纵向钢筋14外径，该大孔径段内壁设内螺纹。

该第一柱段10第一配合面和第二外部混凝土23第二配合面面对，该第一钢管11的插接部15插入钢套管25构成的第一插槽内，该第一纵向钢筋14的预留段16插入钢套筒26的大孔径段构成的第二插槽内，且插接部15和钢套管25之间形成第一间隙，该第一第一间隙为第一环形腔，该预留段16和钢套筒26的大孔径段之间形成第二间隙，该第二间隙为第二环形腔，该第一环形腔和第二环形腔内都注充胶料，该胶料例如采用环氧型植筋胶或胶凝材料，而且最好，该第一环形腔和第二环形腔相通。

具体结构中：该钢套筒26之大孔径段处设贯穿大孔径段内外的两第一料孔261和一第三料孔262，该两第一料孔261沿大孔径段之靠近小孔径段之位置周向间隔布置，该第三料孔262设在大孔径段之靠近末端位置。该一第一料孔261和一第三料孔262沿钢套筒26轴向间隔设置，该一第一料孔261为进料孔261，该另一第一料孔261为接通料孔261，且该一第一料孔261(进料孔261)和一第三料孔262都能通至第二外部混凝土23之外。该钢套管25之靠近第二钢管22的位置开设有贯穿内外的第二料孔251，该另一第一料孔261(接通料孔261)和第二料孔251之间连接有用于接通另一第一料孔261和第二料孔251的导管27。

本实施例之中，该第一柱段10和第二柱段20都在工厂预制，因此可提高制作精度并减少施工周期。该预制工序例如：预制第一、第二钢管11、21、钢套管25、钢套筒26；根据柱子尺寸制作模板；绑扎第一、第二柱段的钢筋笼，其中第二纵向钢筋24顶端预先制作螺纹并旋上钢套筒26，第二钢管21顶端焊有内径略大于钢管11外径的钢套管25；后将模板、钢筋笼、第一、第二钢管吊装就位，并用导管27将钢套筒26的第一料孔261和钢套管25上的第二料孔251相连接；最后进行混凝土浇筑以形成外部混凝土，其中：该第一钢管11具有伸出第一配合面的插接部15，该第一纵向钢筋14具有伸出第一配合面的预留段16；该钢套管25之内孔构成第一插槽，该钢套筒26之大孔径段构成第二插槽。最好，插接部15长度略小于第一插槽深度，预留段16长度略小于第二插槽深度。

装配式钢管混凝土组合柱各部件在工厂预制完成后，仅需灌注胶料后拼装第二柱段10、20即可。其具体装配工序例如：先将第一、第二柱段10、20吊装就位；后在第二柱段20的第二钢管21的钢套管25内填充胶料，填充量以漫过第二料孔251为宜；最后将第一柱段10的插接部15、预留段16插入第二柱段10的钢套管25和钢套筒26，第一配合面和第二配合面面对靠接，通过挤压胶料使其充满间隙(环形腔体)，多余胶料通过第三料孔262溢出，以此溢出胶料为信号，表明胶料充满间隙，待胶料凝固，即完成装配工作。若第三料孔262未溢出胶料则说明胶料填充量不足，可通过另一第一料孔261(进料孔)进行二次填充胶料，最终仍以第三料孔溢出胶料为信号停止填充，待胶料到达预定强度，装配式核心钢管混凝土组合柱拼装完成。

本实施例的钢管混凝土组合柱连接构造宜设在计算反弯点处；如此可避免传统装配式于柱底或柱顶时受到极大弯矩带来的不利影响。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1.装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：包括：

第一柱段(10)，包括第一钢管(11)和布在第一钢管(11)外的钢筋笼，该第一钢管(11)内填充混凝土(12)，在第一钢管(11)和钢筋笼上浇注混凝土以成第一外部混凝土(13)，该第一钢管(11)具有伸出第一外部混凝土部(13)第一配合面的插接部(15)，该钢筋笼之第一纵向钢筋(14)具有伸出第一配合面的预留段(16)；及

第二柱段(20)，包括第二钢管(21)和布在第二钢管(21)外的钢筋笼，该第二钢管(21)内填充混凝土(22)且第二钢管(21)一端固接有钢套管(25)，该钢套管(25)内设有第一插槽，该钢筋笼之第二纵向钢筋(24)一端固接有钢套筒(26)，该钢套筒(26)内设有第二插槽，在第二钢管(21)、钢筋笼、钢套管(25)和钢套筒(26)上浇注混凝土以成第二外部混凝土(23)；

该第一柱段(10)第一配合面和第二外部混凝土(23)第二配合面面对，该插接部(15)插入钢套管(25)的第一插槽内，该预留段(16)插入钢套筒(26)的第二插槽内，且插接部(15)和钢套管(25)之间隙、预留段(16)和钢套筒(26)之间隙都注充胶料。

2.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：该第一钢管(11)和第二钢管(21)都纵向布置。

3.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：该钢套管(25)同轴固接在第二钢管(21)一端部，该钢套管(25)内径大于第一钢管(11)外径。

4.根据权利要求1或2或3所述的装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：该钢套筒(26)内形成异孔径通孔，该异径通孔具有小孔径段和大孔径段；该小孔径段内壁设内螺纹，该小孔径段螺接第二纵向钢筋(24)一端，该第一纵向钢筋(14)之预留段(16)插入大孔径段内，该大孔径段内设有上述的第二插槽，且预留段(16)和大孔径段间具有环形腔。

5.根据权利要求4所述的装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：该大孔径段内壁设内螺纹。

6.根据权利要求1或2或3所述的装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：该插接部(15)和钢套管(25)之间形成第一间隙，该预留段(16)和钢套筒(26)之间形成第二间隙，该第一间隙和第二间隙内都注充胶料。

7.根据权利要求6所述的装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：该第一间隙和第二间隙相通。

8.根据权利要求4所述的装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：该钢套筒(26)沿钢套筒(26)轴向间隔布置有贯穿大孔径段内外的一第一料孔(261)和一第三料孔(261)，且一第一料孔(261)和一第三料孔(261)都能通至第二外部混凝土(23)之外。

9.根据权利要求8所述的装配式钢管混凝土组合柱，其特征在于：该钢套管(25)开设有贯穿内外的第二料孔(251)，该钢套筒(26)还设有另一贯穿大孔径段内外的第一料孔(261)，该另一第一料孔(261)和第二料孔(251)通过导管(27)接通。