CN106930469A - 一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，包括一矩形承重钢管和至少一约束钢管；该矩形承重钢管具有至少一塑性区域，其内浇筑有混凝土以形成钢管混凝土柱；该至少一约束钢管套设在该钢管混凝土柱的至少一塑性区域之外；至少一约束钢管与矩形承重钢管之间浇筑有自流平砂浆；该自流平砂浆与矩形承重钢管之间通过有一包绕矩形承重钢管的外壁的软质隔离材料相隔。本发明的组合约束矩形钢管混凝土柱结构通过约束钢管对钢管混凝土柱提供额外约束，能够有效抑制矩形承重钢管的局部屈曲并对其中的混凝土提供较强约束，提高钢管混凝土柱的承载力和变形能力，实现高强混凝土在矩形钢管混凝土柱中的应用。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构。
背景技术
钢管混凝土柱是近年来发展起来的一种新型高效的组合构件，它由钢管和钢管内的混凝土组成。通过组合作用的发挥，钢管混凝土能够充分发挥钢材和混凝土两者的材料性能。钢管混凝土柱中的钢管不仅可以直接承担外荷载，还可以为钢管内的混凝土提供侧向约束，使管内混凝土处于三向受压的应力状态，提高混凝土的抗压强度和变形能力。内填混凝土也能为钢管提供侧向支撑，增强钢管的局部稳定性能，避免或延缓钢管发生局部屈曲，使钢管性能得到充分发挥。此外，钢管还可以作为混凝土浇筑的模板，从而大大缩短工期。由于上述优点，钢管混凝土柱在实际工程中得到了越来越广泛的应用。目前常见的钢管混凝土柱的形式有矩形钢管混凝土柱和圆形钢管混凝土柱。相比圆形钢管混凝土柱，矩形钢管混凝土柱更能适应建筑布置，提高空间利用效率，故广泛应用于实际工程中。随着建筑高度的增加，竖向承重构件的截面尺寸也随之增加，从而减小了建筑的使用面积，降低了建筑的经济效益。将高强混凝土用于高层建筑结构的竖向承重构件中是减小竖向承重构件截面尺寸的一个重要技术手段，但高强混凝土延性较差，矩形钢管无法对高强混凝土提供足够的约束作用，这在很大程度上制约了矩形钢管高强混凝土柱在实际工程中的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构。
本发明的技术方案如下：
一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，包括一矩形承重钢管和至少一约束钢管；该矩形承重钢管具有至少一塑性区域，其内浇筑有混凝土已形成钢管混凝土柱；该至少一约束钢管套设在该钢管混凝土柱的至少一塑性区域之外；至少一约束钢管与矩形承重钢管之间浇筑有自流平砂浆；该自流平砂浆与矩形承重钢管之间通过有一包绕矩形承重钢管的外壁的软质隔离材料相隔，以消除矩形承重钢管与约束钢管之间的界面剪力传递，保证上述约束钢管只起横向约束作用，而不直接参与承受荷载，从而确保上述约束钢管的约束效果并防止钢管混凝土柱的塑性区域的转移。
在本发明的一个优选实施方案中，所述约束钢管的内侧壁具有花纹，以提高约束钢管与所述自流平砂浆之间的界面抗剪强度。
在本发明的一个优选实施方案中，所述软质隔离材料为丁基橡胶建筑防水密封胶带。
进一步优选的，所述约束钢管的长度为矩形承重钢管的横截面的最长边的长度的1～2倍。
进一步优选的，所述约束钢管的横截面的边长为对应的矩形承重钢管的边长的1.1～1.3倍。
进一步优选的，所述约束钢管的侧壁的厚度为所述矩形承重钢管的侧壁的厚度的0.5～1倍。
本发明的有益效果：本发明的组合约束矩形钢管混凝土柱结构通过约束钢管对钢管混凝土柱提供额外约束，能够有效抑制矩形承重钢管的局部屈曲并对其中的混凝土提供较强约束，提高钢管混凝土柱的承载力和变形能力，实现高强混凝土在矩形钢管混凝土柱中的应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的纵向结构剖视图。
图3为图1沿A-A的剖视图。
图4为图1沿B-B的剖视图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
如图1和图4所示，一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，包括一矩形承重钢管1和至少一约束钢管2；该矩形承重钢管1具有至少一塑性区域，其内浇筑有混凝土3以形成钢管混凝土柱；该至少一约束钢管2套设在该钢管混凝土柱的至少一塑性区域之外；至少一约束钢管2与矩形承重钢管1之间浇筑有自流平砂浆4；该自流平砂浆4与矩形承重钢管1之间通过有一包绕矩形承重钢管1的外壁的丁基橡胶建筑防水密封胶带5相隔，以消除矩形承重钢管1与约束钢管2之间的界面剪力传递，保证上述约束钢管2只起横向约束作用，而不直接参与承受荷载，从而确保上述约束钢管2的约束效果并防止所述钢管混凝土柱的塑性区域的转移。
如图3所示，所述约束钢管2的内侧壁具有花纹20，以提高约束钢管2与所述自流平砂浆4之间的界面抗剪强度。
具体的，所述约束钢管2的长度为矩形承重钢管1的横截面的最长边的长度的1～2倍。所述约束钢管2的横截面的边长为对应的矩形承重钢管1的边长的1.1～1.3倍。所述约束钢管2的侧壁的厚度为所述矩形承重钢管1的侧壁的厚度的0.5～1倍。
本发明的具体制作方法如下：
如图1和图2所示，先完成矩形承重钢管1的制作并在现场就位；
其次，将带有栓钉60的工字形钢梁6焊接于矩形承重钢管1左右两侧。工字形钢梁6焊接的位置根据层高来定，且栓钉60距工字形钢梁6端部的距离为约束钢管2内侧到丁基橡胶建筑防水密封胶带5之间的距离的1/2。
接着，用丁基橡胶建筑防水密封胶带5分别在矩形承重钢管1两端开始往中间缠绕出两个隔离层，然后，将两块一侧光滑，一侧带有花纹20的槽钢在柱端固定好后焊接成约束钢管2，槽钢花纹20侧为约束钢管2的内侧。位于工字形钢梁6下端的约束钢管2，其下端还需焊接钢板密封，且左右两侧需预留孔洞用以灌注自流平砂浆4。同样地，依次完成其它的约束钢管2的施工。
最后，往矩形承重钢管11内浇筑混凝土3，往约束钢管2与隔离层之间灌入自流平砂浆4。待混凝土3强度达到要求后即可。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，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 (6)
1.一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，其特征在于：包括一矩形承重钢管和至少一约束钢管；该矩形承重钢管具有至少一塑性区域，其内浇筑有混凝土以形成钢管混凝土柱；该至少一约束钢管套设在该钢管混凝土柱的至少一塑性区域之外；至少一约束钢管与矩形承重钢管之间浇筑有自流平砂浆；该自流平砂浆与矩形承重钢管之间通过有一包绕矩形承重钢管的外壁的软质隔离材料相隔，以消除矩形承重钢管与约束钢管之间的界面剪力传递，保证上述约束钢管只起横向约束作用，而不直接参与承受荷载，从而确保上述约束钢管的约束效果并防止所述钢管混凝土柱的塑性区域的转移。
2.如权利要求1所述的一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，其特征在于：所述约束钢管的内侧壁具有花纹，以提高约束钢管与所述自流平砂浆之间的界面抗剪强度。
3.如权利要求1所述的一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，其特征在于：所述软质隔离材料为丁基橡胶建筑防水密封胶带。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，其特征在于：所述约束钢管的长度为矩形承重钢管的横截面的最长边的长度的1～2倍。
5.如权利要求1至3中任一权利要求所述的一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，其特征在于：所述约束钢管的横截面的边长为对应的矩形承重钢管的边长的1.1～1.3倍。
6.如权利要求1至3中任一权利要求所述的一种组合约束矩形钢管混凝土柱结构，其特征在于：所述约束钢管的侧壁的厚度为所述矩形承重钢管的侧壁的厚度的0.5～1倍。
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