CN105735563A - 圆形铝合金管混凝土组合柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆形铝合金管混凝土组合柱，包括中空的圆柱形管体，管体采用铝合金材料，管体内壁设置有连接件，管体内填充有混凝土。本发明结构形式，由于铝合金管对混凝土的被动套箍作用，能够充分发挥和利用混凝土在三向受压情况下强度大幅提高、延续增加的性能，因而大幅提高结构的强度和延性。铝合金不需要防腐处理及后期维护具有良好的耐久性，也大大减少施工工序和焊接工作量，结构美观，不需要额外装修，节省装修成本，这是与圆形钢管相比的突出优势。具有很好的综合技术优势。

Description

圆形铝合金管混凝土组合柱

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体地说，涉及一种圆形铝合金管混凝土组合柱。

背景技术

在土木工程领域中柱是一种最基本的结构形式，常用的结构形式有现钢筋混凝土柱，钢结构柱、型钢混凝土柱、钢管混凝土柱等。这几种柱结构形式在土木工程领域广泛应用，对土木工程发展发挥的巨大作用。然而这几种结构形式也存在一些不足，主要体现在：现浇混凝土柱施工需要模板，承载力及延性性能较钢结构或钢管混凝土差；型钢柱用钢量大，需进行防锈处理，并定期维护；型钢混凝土柱用钢量也比较大，为了保证钢与混凝土的良好结合，型钢需焊接较多的栓钉。钢管混凝土是一种性能优良的组合柱结构形式，充分利用了混凝土在三向应力作用下强度大幅提高，延性好的特点，主要不足是钢管自重较大，形成受力合理的复杂截面，施工比较困难，需要较多的焊接工艺，钢管需要进行防锈处理，并定期维护。因此，研究和开发具有优良性能的新材料和新结构体系，是土木工程领域的重要研究和发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种种结构承载力高、耐久性好、施工简单、外观美观的圆形铝合金管混凝土组合柱。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种圆形铝合金管混凝土组合柱，包括中空的圆柱形管体，管体采用铝合金材料，管体内壁设置有连接件，管体内填充有混凝土。

进一步地，连接件为T字型连接件。

进一步地，管体采用6系或7系铝合金。

进一步地，混凝土强度取值范围为C25至C60。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1)本装置的管体重量轻，合金铝密度为2.7g/cm³，约为钢材密度的1/3。这一优点可减少结构自重，降低施工安装劳动强度。

2)铝合金管体可以挤压成型，方便形成管内壁连接件。这是铝合金在加工方面相对于钢材的最主要的优点。挤压成型可以生产出热轧和焊接所不能得到的复杂截面的型材，可以使得构件截面的形式更加合理，这也是钢管难以实现的。

3)强度高，6000系和7000系列的铝合金的强度分别为200MPa--260MPa、和400MPa--500MPa，6000系强度与Q235相当，7000系是Q235钢材的两倍，Q345钢材的1.5倍左右。

4)耐腐蚀性能好。铝合金在大气的影响下其表面能自然地形成一层氧化层。这层氧化层在很大程度上防止了铝合金的腐蚀，因而铝合金可免维护。

5)铝合金具有特殊的光泽与质感，从而获得良好的装饰效，不需要另外装修即可获得良好装饰效果，可免结构粉刷和装修，节省相关费用。

6)6系或7系铝合金材料的价格约为钢材价格的6倍左右，考虑到铝的密度只有钢材的1/3，综合考虑结构自重减轻、施工的便捷，免维护费用和装饰材料等，新型铝合金管混凝土组合柱有应用前景，特别是在承载力和耐久性环境要求高的使用条件下更具优势。

当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明圆形铝合金管截面示意图；

图2是本发明圆形铝合金管混凝土组合柱的结构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明提供一种圆形铝合金管混凝土组合柱，如图1所示，包括中空的圆柱形管体1，管体1采用铝合金材料，管体1内壁设置有连接件2，如图2所示，管体1内填充有混凝土3。连接件2为T字型连接件。管体1采用6系或7系铝合金。混凝土强度取值范围为C25至C60。

实施例：

采用本发明的组合柱建造人行天桥桥墩。桥墩高6米，采用双柱桥墩，圆形合金铝管采用6系高强铝合金，材料条件屈服强度240MPa，弹性模量70GPa，混凝土采用C35强度等级。具体实施步骤如下：

1)根据桥墩高度和桥梁跨度，初定管体1的直径D；按相关荷载设计规范取值，计算结构设计荷载，最不利内力组合值；根据设计荷载确定铝合金管体1的壁厚t，按构造要求确定连接件2的厚t及宽度b，接件2的厚t等于管体1的壁厚t，宽度b等于3t，在工厂加工，通过模具一次挤压成型，形成设计所需铝合金管截面及管材；

2)现场安装管体1，管体1与基础预埋件，采用螺栓连接；

3)向管体1内灌注混凝土并预埋桥墩横梁连接钢筋；

4)按设计浇筑桥墩混凝土横梁，制成人行天桥桥墩。

从实施案例可以看出采用本发明生产的铝合金管混凝土组合柱，具有钢管混凝土独特受力性能的特性，混凝土在结构受力时混凝土三向受力，混凝土强度大幅提高，延性提高，结构承载力高，性能好。铝合金管体及连接件在工厂加工，铝合金重量仅为钢材的1/3，方便现场架设，节省劳动强度，施工速度快。特别是圆形铝合金管通过挤压成型，一次形成铝管和连接件，形成受力合理的复杂截面，不需要焊接，既保证质量，也大大减少施工工序和焊接工作量，结构耐久性好，这是与圆形钢管相比的突出优势。铝合金不需要防腐处理及后期维护，结构美观，不需要额外装修，节省装修成本，具有很好的综合技术优势。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种圆形铝合金管混凝土组合柱，其特征在于，包括中空的圆柱形管体(1)，所述管体(1)采用铝合金材料，所述管体(1)内壁设置有连接件(2)，所述管体(1)内填充有混凝土(3)。

2.根据权利要求1所述的圆形铝合金管混凝土组合柱，其特征在于，所述连接件(2)为T字型连接件。

3.根据权利要求1所述的圆形铝合金管混凝土组合柱，其特征在于，所述管体(1)采用6系或7系铝合金。

4.根据权利要求1所述的圆形铝合金管混凝土组合柱，其特征在于，所述混凝土强度取值范围为C25至C60。