CN107060123A - 一种钢管混凝土柱防火机构及其施工连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钢管混凝土柱防火机构，包括钢管混凝土柱、加强筋机构、防火层机构和拉杆机构，钢管混凝土柱由钢管和浇筑在钢管内的第一混凝土层组成，加强筋机构包括横杆和竖杆，横杆和竖杆呈十字形交叉连接在钢管的外壁上，防火机构包括防火板和镀锌钢板网，镀锌钢板网位于钢管的外端，防火板连接在镀锌钢板网的外端，该防火机构通过在钢管混凝土柱外加设加强筋机构和防火层机构，钢管混凝土柱整体的强度和防火性能得到了极大的提高，本发明还公开一种钢管混凝土柱防火机构的施工连接方法，该施工方法时使得钢管混凝土柱防火机构的施工更简便安全，更够实现钢管混凝土柱防火机构更高效快速的施工连接。

Description

一种钢管混凝土柱防火机构及其施工连接方法

技术领域

本发明涉及结构工程领域，具体涉及一种钢管混凝土柱防火机构及其施工连接方法。

背景技术

现代建筑工程对建筑的材料和建筑结构的要求越来越高。为适应现代工程结构的大跨、高耸、重载以及使用环境恶劣的需求，钢管混凝土结构应运而生。钢管混凝土结构充分地利用了钢材优越的抗拉性能以及混凝土优越的抗压性能，从而使得钢管混凝土结构能够发挥出更好的结构特性。但钢材在火灾高温下的材料性能特别是力学性能有显著影响，当温度超过550℃时，普通结构钢将丧失大部分强度和刚度。火灾时，建筑室内的温度半小时内可达到800～1200℃，因此钢结构和钢-混凝土结构在火灾中极易受到损害。

多数情况下，要提高钢结构的抗火能力需要采取防火保护措施，从而将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生变形倒塌。提高钢结构抗火性能的主要方法有：(1)水冷却法。此法对结构设计有专门要求，应用较少。(2)单面屏蔽法。在钢结构迎火面设置阻火屏障，常用于在特殊部位。(3)浇筑混凝土或砌筑耐火砖。采用混凝土或耐火砖完全封闭钢构件，但施工较麻烦。(4)采用耐火轻质板材作为防火外包层。占用空间少，综合造价低。(5)涂抹防火涂料。将防火涂料涂覆于钢材表面，施工简便、重量轻、耐火时间长，而又不受钢构件集合形状现在，具有较好的经济性和实用性。目前使用最为广泛的就是防火涂料，然而其施工性差及其他一些存在的不足，导致防火效果不是最好。

一旦高层建筑发生火灾，短时间内并不能排除火情，这就要求我们在设计建造时加大对建筑物防火的保护程度，达到增强其耐火极限的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管混凝土柱防火机构，该防火机构通过在钢管混凝土柱外加设加强筋机构和防火层机构，钢管混凝土柱整体的强度和防火性能得到了极大的提高。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种钢管混凝土柱防火机构，包括钢管混凝土柱、加强筋机构、防火层机构和拉杆机构，钢管混凝土柱由钢管和浇筑在钢管内的第一混凝土层组成，加强筋机构包括横杆和竖杆，横杆和竖杆呈十字形交叉连接在钢管的外壁上，防火机构包括防火板和镀锌钢板网，镀锌钢板网位于钢管的外围，防火板连接在镀锌钢板网的外端，拉杆机构包括内拉杆、顶帽和外拉杆，内拉杆的一端与钢管的外壁连接，内拉杆另一端连接顶帽，顶帽与防火板的内壁相接，外拉杆穿过防火板与顶帽相连，钢管和防火板之间设置有第二混凝土层。

优选的，所述拉杆机构有多个，所述顶帽的两端面上分别开有第一凹槽和第二凹槽，内拉杆的一端与钢管的外壁连接，内拉杆另一端与第一凹槽插接。

优选的，所述外拉杆包括销柱、挡块、杆体和拉杆把手，销柱上通过挡块连接杆体，杆体上连接拉杆把手，所述防火板上开有板材定位孔，销柱穿过板材定位孔后与第二凹槽插接。

优选的，所述横杆和竖杆均由长条形的钢板制成，横杆焊接在钢管的外壁上，竖杆焊接在横杆的外端。

优选的，所述横杆和竖杆均有多个，多个横杆沿钢管的上下方向依次平行设置，多个竖杆沿钢管的左右方向依次平行设置。

优选的，所述防火板的内端面上连接有多个挂钩，镀锌钢板网通过挂钩与防火板相连。

本发明的另一目的是提供一种利用上述钢管混凝土柱防火机构的施工连接方法，该施工连接方法使得钢管混凝土柱防火机构的施工更简便安全，更够实现钢管混凝土柱防火机构更高效快速的施工连接。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

第一步，提供混凝土、混凝土平整用的刮板和支模用的柱箍，混凝土浇筑在钢管内并在钢管内形成第一混凝土层，使用刮板刮平第一混凝土层的上端并且使第一混凝土层的上端与钢管的上端平行；

第二步，将多个横杆焊接在钢管的外壁上，然后将竖杆焊接在横杆的外端，将内拉杆的一端焊接在横杆和竖杆交叉形成的空隙的内侧的钢管外壁上，内拉杆的另一端插接在第一凹槽内；

第三步，将镀锌钢板围在钢管的外端，镀锌钢板的两端焊接，将防火板围在镀锌钢板的外端，防火板的两端铆接，此时顶帽穿过镀锌钢板的网孔与防火板相接，然后旋转防火板，使得防火板的板材定位孔的中心轴和顶帽的第二凹槽的中心轴位于同一水平线上；

第四步，将外拉杆插接在板材定位孔中，此时销柱穿过板材定位孔与第二凹槽插接，然后使用高温粘结剂将镀锌钢板和防火板粘连，然后再在防火板的外围加设柱箍；

第五步，将混凝土浇筑在钢管和防火板之间，此时内拉杆、顶帽和镀锌钢板网外的钢管和防火板外得空间内填充有混凝土并形成第二混凝土层，使用刮板刮平第二混凝土层的上端，使得第二混凝土层的上端面和钢管的上端面相持平；

第六步，待第二混凝土层达到拆模强度后，工作人员将外拉杆拉出，拆除柱箍，然后在板材定位孔内注入水泥砂浆，完成防火机构的构造施工。

本发明的有益效果是：

上述钢管混凝土柱防火机构，首先在普通的钢管混凝土柱的外端设置加强筋机构，增加了钢管混凝土柱的拉伸强度，同时由长条形钢板制成的横杆和竖杆更容易焊接，提高了防火机构整体加工时的方便性。其次在加强筋机构定位外围设置由防火板和镀锌钢板网制成的防火机构，然后在加强筋机构和防火机构之间浇筑第二混凝土层，提高了钢管混凝土柱整体的强度，并且防火机构能够有效防火。

通过拉杆机构的设置，极大的提高了加强筋机构和防火机构的连接定位，在浇筑第二混凝土层时，内拉杆、顶帽和外拉杆的这种分体式的设计，在有效提高防火机构支座的方便性，内拉杆和顶帽的组合能够对防火机构进行定位，在浇筑第二混凝土层时，外拉杆可抽出的设计，不仅使得内拉杆和顶帽定位更准确，而且还提高了拉杆机构整体的回收利用，即外拉杆可重复使用。

本发明的钢管混凝土柱防火机构能够显著提高矩形钢管混凝土柱的耐火极限，网格状的加强筋机构能够防止钢管壁局部屈曲，使得结构稳定；将防火板材采用镀锌钢板网加固后直接作为模板，减少了拆模过程部分工序，施工方便可靠。

附图说明

图1是钢管混凝土柱防火机构整体结构剖视示意图。

图2是钢管混凝土柱防火机构整体结构安装时的剖视结构示意图。

图3是钢管混凝土柱、加强筋机构和拉杆机构连接结构示意图。

图4是拉杆机构整体结构示意图。

图5是拉杆机构整体结构分解示意图。

图6是拉杆机构整体结构等轴测分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

实施例1，结合图1至图6，一种钢管混凝土柱防火机构，包括钢管混凝土柱1、加强筋机构2、防火层机构3和拉杆机构4。

钢管混凝土柱1由钢管11和浇筑在钢管11内的第一混凝土层12组成，第一混凝土层12由水泥混凝土制成。钢管11可由四个钢板呈长方体形焊接而成，或者是钢管1直接采用现有技术中使用的方形钢管或圆柱钢管。

加强筋机构2包括横杆21和竖杆22，横杆21和竖杆22呈十字形交叉连接在钢管11的外壁上。横杆21和竖杆22均由长条形钢板制成，横杆21焊接在钢管11的外壁上，竖杆22焊接在横杆21的外端。

横杆21和竖杆22均有多个，当横杆21和竖杆22焊接时，多个横杆21沿钢管11的外壁的上下方向依次平行设置，多个竖杆22沿钢管11的外壁的左右方向依次平行设置。

防火机构3包括防火板31和镀锌钢板网32，镀锌钢板网32位于钢管11的外端，防火板31连接在镀锌钢板网32的外端。防火板31的内端面上连接有多个挂钩，防火板31与镀锌钢板网32连接时，镀锌钢板网32通过挂钩定位在防火板内。

拉杆机构4有多个，拉杆机构4包括内拉杆41、顶帽42和外拉杆43，内拉杆41的一端与钢管11的外壁连接，内拉杆41另一端连接顶帽42，顶帽42与防火板31的内壁相接，外拉杆43穿过防火板31与顶帽42相连，钢管11和防火板31之间设置有第二混凝土层5。

顶帽42呈圆台状，顶帽42的两端开有第一凹槽421和第二凹槽422，内拉杆41和顶帽42由金属材料制成，内拉杆41的一端在连接时，可与钢管11的外壁焊接，内拉杆41另一端与第一凹槽421插接，为保证内拉杆41连接的牢固性，内拉杆41和第一凹槽421插接后，内拉杆41与顶帽42焊接。

外拉杆43包括销柱431、挡块432、杆体433和拉杆把手434，销柱431通过挡块432连接杆体433，杆体433上连接拉杆把手434。防火板31上开有板材定位孔，销柱431穿过板材定位孔后，销柱431与第二凹槽422插接。挡块432呈圆台状，挡块432的端面的半径值大于板材定位孔的孔径，当销柱431与第二凹槽422插接后，挡块432卡接在防火板31的外端。当内拉杆41与第一凹槽421插接时，为了方便内拉杆41的插接，内拉杆41通过设置在其顶端的第一插柱435与第一凹槽421插接。当销柱431与第二凹槽422插接时，为了方便销柱431的插接，销柱431通过设置在其顶端的第二插柱436与第二凹槽422插接。

实施例2，结合图1至图6，一种钢管混凝土柱防火机构的施工连接方法，具体包括以下步骤：

第一步，提供混凝土、混凝土平整用的刮板和支模用的柱箍6，混凝土由水泥、水和沙土搅拌而成。混凝土浇筑在钢管11内并在钢管内形成第一混凝土层12，使用刮板刮平第一混凝土层12的上端并且使得第一混凝土层12的上端面与钢管11的上端面平行。第一混凝土层12的上端面与钢管11的上端面的平行设置，保证了钢管混凝土柱1内的第一混凝土层12凝固后，钢管混凝土柱1柱状使用的方便性。

第二步，在钢管混凝土柱1内的第一混凝土层12凝固后，柱状的钢管混凝土柱1竖直放置的地上，然后将多个长条形钢板的横杆21通过坡口焊接在钢管的外壁上。在焊接完横杆21后，然后将多个长条形钢板状的竖杆22焊接在横杆21外端，此时横杆21和竖杆22交错相接使得加强筋机构2呈网格状。然后将内拉杆41的一端焊接在横杆21和竖杆22交叉形成的空隙的内侧的钢管11的外壁上，内拉杆41的另一端插接在顶帽42中的第一凹槽421内，即顶帽42套在内拉杆41上。

第三步，安装防火层机构3时,先将镀锌钢板32围在钢管11的外端，镀锌钢板32的两端焊接。然后将防火板31围在镀锌钢板的外端，防火板31的两端铆接，防火板31内端的挂钩与镀锌钢板32的网孔处挂接。此时顶帽42穿过镀锌钢板32的网孔与防火板31相接，然后旋转防火板31，使得防火板31的板材定位孔的中心轴和顶帽42的第二凹槽422的中心轴位于同一水平线上。

第四步，将外拉杆43的销柱431插接在板材定位孔中，此时销柱431穿过板材定位孔与顶帽42的第二凹槽422插接，然后使用高温粘结剂将镀锌钢板32和防火板31粘连，然后在防火板31的外围加设柱箍6，在支模整体的过程中，柱箍6起到支撑定位的作用。

第五步，将水泥搅拌而成的混凝土浇筑在钢管11和防火板31之间，此时内拉杆41、顶帽42和镀锌钢板网32外的钢管11和防火板31外得空间内填充有混凝土并形成第二混凝土层5，使用刮板刮平第二混凝土层5的上端，使得第二混凝土层5的上端面和钢管11的上端面相持平。

第六步，待第二混凝土层达到拆模强度后，握住外拉杆43的拉杆把手434，将外拉杆43拉出，然后拆除柱箍6，然后通过现有的注浆机在板材定位孔内注入水泥砂浆，完成防火机构的构造施工。将外拉杆43拉出，此时板材定位孔中空，板材定位孔内注入混凝土。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钢管混凝土柱防火机构，其特征在于，包括钢管混凝土柱、加强筋机构、防火层机构和拉杆机构，钢管混凝土柱由钢管和浇筑在钢管内的第一混凝土层组成，加强筋机构包括横杆和竖杆，横杆和竖杆呈十字形交叉连接在钢管的外壁上，防火机构包括防火板和镀锌钢板网，镀锌钢板网位于钢管的外围，防火板连接在镀锌钢板网的外端，拉杆机构包括内拉杆、顶帽和外拉杆，内拉杆的一端与钢管的外壁连接，内拉杆另一端连接顶帽，顶帽与防火板的内壁相接，外拉杆穿过防火板与顶帽相连，钢管和防火板之间设置有第二混凝土层。

2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱防火机构，其特征在于，所述拉杆机构有多个，所述顶帽的两端面上分别开有第一凹槽和第二凹槽，内拉杆的一端与钢管的外壁连接，内拉杆另一端与第一凹槽插接。

3.根据权利要求2所述的一种钢管混凝土柱防火机构，其特征在于，所述外拉杆包括销柱、挡块、杆体和拉杆把手，销柱上通过挡块连接杆体，杆体上连接拉杆把手，所述防火板上开有板材定位孔，销柱穿过板材定位孔后与第二凹槽插接。

4.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱防火机构，其特征在于，所述横杆和竖杆均由长条形的钢板制成，横杆焊接在钢管的外壁上，竖杆焊接在横杆的外端。

5.根据权利要求4所述的一种钢管混凝土柱防火机构，其特征在于，所述横杆和竖杆均有多个，多个横杆沿钢管的上下方向依次平行设置，多个竖杆沿钢管的左右方向依次平行设置。

6.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱防火机构，其特征在于，所述防火板的内端面上连接有多个挂钩，镀锌钢板网通过挂钩与防火板相连。

7.施工连接方法，其特征在于，采用权利要求1至6所述的一种钢管混凝土柱防火机构，具体包括以下步骤：

第一步，提供混凝土、混凝土平整用的刮板和支模用的柱箍，混凝土浇筑在钢管内并在钢管内形成第一混凝土层，使用刮板刮平第一混凝土层的上端并且使第一混凝土层的上端与钢管的上端平行；

第二步，将多个横杆焊接在钢管的外壁上，然后将竖杆焊接在横杆的外端，将内拉杆的一端焊接在横杆和竖杆交叉形成的空隙的内侧的钢管外壁上，内拉杆的另一端插接在第一凹槽内；

第三步，将镀锌钢板围在钢管的外端，镀锌钢板的两端焊接，将防火板围在镀锌钢板的外端，防火板的两端铆接，此时顶帽穿过镀锌钢板的网孔与防火板相接，然后旋转防火板，使得防火板的板材定位孔的中心轴和顶帽的第二凹槽的中心轴位于同一水平线上；

第四步，将外拉杆插接在板材定位孔中，此时销柱穿过板材定位孔与第二凹槽插接，然后使用高温粘结剂将镀锌钢板和防火板粘连，然后再在防火板的外围加设柱箍；

第五步，将混凝土浇筑在钢管和防火板之间，此时内拉杆、顶帽和镀锌钢板网外的钢管和防火板外得空间内填充有混凝土并形成第二混凝土层，使用刮板刮平第二混凝土层的上端，使得第二混凝土层的上端面和钢管的上端面相持平；

第六步，待第二混凝土层达到拆模强度后，工作人员将外拉杆拉出，拆除柱箍，然后在板材定位孔内注入水泥砂浆，完成防火机构的构造施工。