CN107288260A - 波形钢腹板t型外肋的空心钢管混凝土墩柱及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱及其制作方法，该混凝土墩柱包括空心钢管以及浇筑在空心钢管外壁的外包混凝土层，空心钢管的外壁固定连接有若干沿空心钢管轴向延伸的条状的外肋，外肋包括波形钢腹板以及与波形钢腹板固定连接的翼缘板，外肋沿空心钢管径向的横截面呈T型；波形钢腹板均布有若干开孔，混凝土墩柱还包括若干与空心钢管径向平行的环形钢筋，环形钢筋穿过波形钢腹板的开孔环绕在空心钢管外；外肋和环形钢筋均浇筑在外包混凝土层内。本发明的有益效果在于：构造简单，施工便捷；结构承载能力增大；结构的整体性能更强。

Description

波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱及其制作方法

技术领域

本发明属于混凝土墩柱构造领域，具体涉及一种设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱及其制作方法。

背景技术

混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很小，而钢材特别是型钢的抗弯能力很强；钢管混凝土在结构能够将二者的优点结合在一起，大大提高结构的承载能力。

目前，钢管混凝土墩柱普遍应用于土木及建筑结构工程中，尤其是大跨结构以及高层建筑。传统钢管混凝土柱自重大，且浪费混凝土材料，需要现场绑扎钢筋笼，施工速度慢；钢筋笼会阻碍混凝土的流动性，钢管内混凝土不宜密实；此外，传统钢管混凝土墩柱钢管外露，易于腐蚀，影响组合墩柱整体使用效果。

发明内容

为了解决传统钢管混凝土墩柱的上述技术缺陷，本发明提供一种设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，包括空心钢管以及浇筑在空心钢管外壁的外包混凝土层，空心钢管的外壁固定连接有若干沿空心钢管轴向延伸的条状的外肋，外肋包括波形钢腹板以及与波形钢腹板固定连接的翼缘板，外肋沿空心钢管径向的横截面呈T型；波形钢腹板均布有若干开孔，混凝土墩柱还包括若干与空心钢管径向平行的环形钢筋，环形钢筋穿过波形钢腹板的开孔环绕在空心钢管外；

外肋和环形钢筋均浇筑在外包混凝土层内。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：

1.构造简单，施工便捷：由于是外包混凝土，免去了传统钢管内绑扎钢筋笼以及浇筑混凝土难于密实的困难，在钢管外壁焊接加工好的T型外肋，再在孔洞中沿钢管径向穿插环向钢筋，操作简单，且浇筑混凝土比较方便，省去了传统的钢筋网或密密麻麻的栓钉，且混凝土更易于浇筑密实。

2.结构承载能力增大：开孔波形钢腹板T型外肋相对于普通外肋，不仅避免了混凝土被割裂的问题，且由于波形钢腹板的波折部位包裹的混凝土形成的混凝土榫效应使得混凝土与钢结构的粘结性能更加密实，外包混凝土通过混凝土榫、孔洞混凝土以及孔洞中贯穿的环向钢筋有效连接为一个整体，有效增大了截面的惯性矩，从而增大了结构的承载能力。

3.结构的整体性能更好：外包混凝土通过开孔波形钢腹板T型外肋孔洞连接为整体，与外肋和环向钢筋浇筑为整体，可以对钢管的外壁起到防锈作用，同时增大结构的承载能力。

附图说明

图1a和图1b为设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱的截面结构示意图。

图2a和图2b为空心钢管及外肋的结构示意图。

图3为外肋的结构示意图。

图4为波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱制作方法的流程图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，包括：

空心钢管1，外肋2，波形钢腹板21，翼缘板22，环形钢筋3，外包混凝土层4。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施例提供设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱的实例，其径向截面的结构示意图如图1a和图1b所示。

一种设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，包括空心钢管1以及浇筑在空心钢管1外壁的外包混凝土层4。本发明对空心钢管1的径向截面形状不做具体限定，可以是图1a所示的矩形截面，也可以是图1b所示的圆形截面，但不限于此，本领域内的技术人员可以根据实际需要选择不同径向截面形状的空心钢管1。

如图1a、图1b、图2a、图2b所示，空心钢管1的外壁固定连接有若干沿空心钢管1轴向延伸的条状的外肋2，外肋2沿空心钢管1径向的横截面呈T型。如图2a、图2b和图3所示，外肋2包括波形钢腹板21以及与波形钢腹板21固定连接的翼缘板22。在具体加工制造时，为了节约成本和便于施工，可以将波形钢腹板21宽度方向的一端与翼缘板22焊接，从而预制为外肋2，再将波形钢腹板21宽度方向的另一端焊接在空心钢管1的外壁，从而完成外肋2与空心钢管1的固定连接。以上方案为本发明的具体实现方案，仅用于对本发明进行说明和解释，不限定本发明的保护范围，本领域内的技术人员可以根据实际需要调整上述施工方式以及工序。

为了保证混凝土墩柱受力均匀以及便于施工，一般情况下，外肋2沿空心钢管1的外壁均匀布置，相邻外肋2之间的间距相等，即使得外肋2沿空心钢管1的径向截面呈放射状分布。但不限于此，根据现场施工的特殊情况，可以对外肋2的布置方式进行调整。本发明对空心钢管1外壁设置的外肋2数量亦不做具体限定，可以根据具体情况对外肋2的数量进行增减。

本发明提供的混凝土墩柱中的外肋2采用开孔波形钢腹板T型结构，该结构使得混凝土墩柱的承载能力显著增大。本发明使用的开孔波形钢腹板T型外肋2相对于普通外肋，不仅避免了混凝土被割裂的问题，且由于波形钢腹板21的波折部位包裹的混凝土形成的混凝土榫效应使得混凝土与钢结构的粘结性能更加密实。

波形钢腹板21表面均布有若干开孔(图中未示出)。混凝土墩柱还包括若干与空心钢管1径向平行的若干环形钢筋3，环形钢筋3穿过波形钢腹板21的开孔环绕在空心钢管1外。为了保证混凝土墩柱受力均匀以及便于施工，一般情况下，各环形钢筋3沿空心钢管1的轴向均匀布置，每个环形钢筋3与空心钢管1的径向平行。本发明对环形钢筋3的数量不做具体限定，本领域内的技术人员可以根据实际需要进行调整。外肋2和环形钢筋3均浇筑在外包混凝土层4内。

本发明提供的上述混凝土墩柱结构，外包混凝土层4通过波形钢腹板21的波折部位包裹的混凝土形成的混凝土榫、波形钢腹板21开孔中的混凝土以及开孔中贯穿的环向钢筋3有效连接为一个整体，有效增大了混凝土墩柱径向截面的惯性矩，从而增大了结构的承载能力。

本发明对环形钢筋3围成的形状不做具体限定，为了保证混凝土墩柱受力均匀以及便于施工，作为较佳的实施方式，可以将环形钢筋3围成的形状设计为与空心钢管1的径向横截面的形状一致。如图1a所示，若空心钢管1的径向截面为矩形，则环形钢筋3围成的形状也为矩形；如图1b所示，若空心钢管1的径向截面为圆形，则环形钢筋3围成的形状也为圆形。

本发明对空心钢管1的轴向剖面的形状不做具体限定，空心钢管1的轴向剖面的形状可以是矩形，即空心钢管1沿轴向呈等截面，如图2b所示；空心钢管1的轴向剖面的形状可以是梯形，即空心钢管1沿轴向呈变截面，如图2a所示。具体形状可由本领域内的技术人员根据实际需要进行选择。

与现有的空心钢管混凝土墩柱相比，本发明提供的带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱的有益效果具体包括：

1.构造简单，施工便捷：由于是外包混凝土，免去了传统钢管内绑扎钢筋笼以及浇筑混凝土难于密实的困难，在钢管外壁焊接加工好的T型外肋，再在孔洞中沿钢管径向穿插环向钢筋，操作简单，且浇筑混凝土比较方便，省去了传统的钢筋网或密密麻麻的栓钉，且混凝土更易于浇筑密实。

2.结构承载能力增大：开孔波形钢腹板T型外肋相对于普通外肋，不仅避免了混凝土被割裂的问题，且由于波形钢腹板的波折部位包裹的混凝土形成的混凝土榫效应使得混凝土与钢结构的粘结性能更加密实，外包混凝土通过混凝土榫、孔洞混凝土以及孔洞中贯穿的环向钢筋有效连接为一个整体，有效增大了截面的惯性矩，从而增大了结构的承载能力。

3.结构的整体性能更好：外包混凝土通过开孔波形钢腹板T型外肋孔洞连接为整体，与外肋和环向钢筋浇筑为整体，可以对钢管的外壁起到防锈作用，同时增大结构的承载能力。

实施例2：

本实施例提供如实施例1记载的设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱的制作方法，如图4所示，该制作方法具体包括如下步骤：

步骤S1，预制外肋步骤：取工厂内轧制好的设有若干开孔的波形钢腹板21和翼缘板22，将波形钢腹板21和翼缘板22固定连接，具体为：将翼缘板22固定在波形钢腹板21宽度方向的一端，波形钢腹板21和翼缘板22的长度方向一致，由此获得宽度方向的横截面呈T型的外肋2。

在实际操作中，波形钢腹板21和翼缘板22可通过焊接方式固定，但不限于此，也可以使用其他方式进行固定。

步骤S2，固定外肋步骤：取一空心钢管1，将预制的若干外肋2沿空心钢管1的轴向固定在空心钢管1的外壁。

在实际操作中，将波形钢腹板21宽度方向与翼缘板22相对应的另一端通过焊接方式固定空心钢管1的外壁，但不限于此，也可以使用其他方式进行固定。

步骤S3，装设环形钢筋步骤：取若干条形钢筋，将每条条形钢筋依次穿过每条外肋2中波形钢腹板21上的开孔，再将条形钢筋的首尾固定，制成若干环形钢筋3。

在实际操作中，条形钢筋的首尾可通过焊接方式固定，还可以通过绑扎的方式固定，但不限于此，也可以使用其他方式进行固定。

步骤S4，浇筑外包混凝土层步骤：在已装设好环形钢筋3的空心钢管1的外部进行混凝土浇筑，形成外包混凝土层4，使得外肋2和环形钢筋3均浇筑在外包混凝土层4内；外包混凝土层4干燥后制成最终的混凝土墩柱。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，包括空心钢管以及浇筑在所述空心钢管外壁的外包混凝土层，其特征在于：

所述空心钢管的外壁固定连接有若干沿所述空心钢管轴向延伸的条状的外肋，所述外肋包括波形钢腹板以及与所述波形钢腹板固定连接的翼缘板，所述外肋沿所述空心钢管径向的横截面呈T型；

所述波形钢腹板均布有若干开孔，所述混凝土墩柱还包括若干与所述空心钢管径向平行的若干环形钢筋，所述环形钢筋穿过所述波形钢腹板的开孔环绕在所述空心钢管外；所述外肋和所述环形钢筋均浇筑在所述外包混凝土层内。

2.根据权利要求1所述的设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述波形钢腹板宽度方向的一端与所述空心钢管的外壁焊接，所述波形钢腹板宽度方向的另一端与所述翼缘板焊接。

3.根据权利要求1或2所述的设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述外肋沿所述空心钢管的外壁均匀布置，相邻所述外肋之间的间距相等。

4.根据权利要求1或2所述的设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述环形钢筋围成的形状与所述空心钢管的径向横截面的形状一致。

5.根据权利要求1或2所述的设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，其特征在于：各所述环形钢筋沿所述空心钢管的轴向均匀布置，每个所述环形钢筋与所述空心钢管的径向平行。

6.根据权利要求1或2所述的设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述空心钢管沿轴向呈等截面或变截面。

7.根据权利要求1或2所述的设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱，其特征在于：所述波形钢腹板上的所述开孔沿所述空心钢管的轴向均匀布置。

8.如权利要求1所述的设有带开孔波形钢腹板T型外肋的空心钢管混凝土墩柱的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

预制外肋步骤：取轧制的设有若干开孔的波形钢腹板和翼缘板，将所述翼缘板与所述波形钢腹板固定连接，获得宽度方向的横截面呈T型的外肋；

固定外肋步骤：取一空心钢管，将预制的若干所述外肋沿轴向固定在所述空心钢管的外壁；

装设环形钢筋步骤：取若干条形钢筋，将每条所述条形钢筋依次穿过每条所述外肋中所述波形钢腹板上的开孔，再将所述条形钢筋的首尾固定，制成若干环形钢筋；

浇筑外包混凝土层步骤：在已装设好所述环形钢筋的所述空心钢管的外部进行混凝土浇筑，形成所述外包混凝土层，使得所述外肋和所述环形钢筋均浇筑在所述外包混凝土层内；所述外包混凝土层干燥后制成最终的混凝土墩柱。

9.根据权利要求8所述混凝土墩柱的制作方法，其特征在于：

所述波形钢腹板和所述翼缘板通过焊接方式固定；

将所述波形钢腹板宽度方向与所述翼缘板相对应的另一端通过焊接方式固定在所述空心钢管的外壁；

所述条形钢筋的首尾通过焊接或绑扎方式固定。