CN107514095A - 一种钢‑pvc复合管海砂混凝土组合柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢‑PVC复合管海砂混凝土组合柱及其施工方法，该组合柱包括高强薄壁钢管、PVC管、海砂混凝土和粘结剂，所述高强薄壁钢管套设于所述PVC管外并通过粘结剂与所述PVC管粘接，所述粘结剂填充于所述高强薄壁钢管和PVC管的设置间隙中形成粘结剂层，所述海砂混凝土填充于PVC管之内；其中所述PVC管厚度为所述高强薄壁钢管壁厚的4～5倍，所述粘结剂层的平均厚度为1～2mm。本发明不仅能有效防止组合柱因薄壁高强钢管局部屈曲而发生承载力退化，提高组合柱的变形能力，而且通过使用价格低廉的PVC管材与海砂，减少钢材与河砂的消耗，降低组合柱的造价。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱。
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。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。对于钢管混凝土柱，在其他条件相同的情况下，钢材的屈服强度越高，柱的承载力越高。因此在承载力相同的情况下，采用高强钢管可以减小钢管壁厚，节约钢材。然而在高强钢管混凝土柱减小钢管壁厚的同时，钢管的局部稳定承载力也会相应减小，使组合柱的钢管在达到屈服强度前就发生向外的局部屈曲。此外,薄壁高强钢管无法有效约束钢管内的混凝土，使混凝土呈现脆性破坏，导致组合柱的变形能力不足。
海砂可作为制备混凝土骨料的成分，其具有储量大、含泥量低和细度模数均匀等优点，但其含有氯离子等可腐蚀钢材的有害杂质，严重影响结构的耐久性，因此海砂的使用通常需要经过淡化处理。但由于传统的海砂淡化方法较为复杂，阻碍了海砂在建筑领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱。
本发明的技术方案为：
一种钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，该组合柱包括高强薄壁钢管、PVC管、海砂混凝土和粘结剂，所述高强薄壁钢管套设于所述PVC管外并通过粘结剂与所述PVC管粘接，所述粘结剂填充于所述高强薄壁钢管和PVC管的设置间隙中形成粘结剂层，所述海砂混凝土填充于PVC管之内；其中所述PVC管厚度为所述高强薄壁钢管壁厚的4～5倍，所述粘结剂层的平均厚度为1～2mm。
优选的，所述高强薄壁钢管是冷弯、焊接或无缝结构用钢管。
优选的，所述高强薄壁钢管是矩形截面，宽厚比为40～100。
优选的，所述高强薄壁钢管是圆形截面，径厚比为50～150。
优选的，所述PVC管具有与所述高强薄壁钢管相同的截面形状，且该PVC管与所述高强薄壁钢管中心重合。
优选的，所述粘结剂是环氧树脂。
优选的，所述海砂混凝土采用海砂作为细骨料。
上述钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱的施工方法包括以下步骤：将PVC管布置于高强薄壁钢管1内且PVC管外壁与高强薄壁钢管内壁的间距为1～2mm，将粘结剂灌注于PVC管外壁与高强薄壁钢管内壁之间，将配置好的海砂混凝土浇筑于PVC管内直至海砂混凝土强度达到要求。
本发明相对于现有技术具有以下优点及突出效果：
本发明提出的一种钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱的突出特点是在薄壁高强钢管和海砂混凝土之间布置PVC管。PVC材料具有良好的力学性能，其屈服应变高，约为高强钢材的3～4倍，屈服后具有良好的塑性变形能力，断裂伸长率可达40％以上，因此PVC管能较好地适应外包钢管的变形。通过将薄壁高强钢管和PVC管粘合成一个整体，能有效避免高强薄壁钢管发生向外的局部屈曲，防止组合柱因钢管局部屈曲发生承载力退化。另一方面，管壁较厚的PVC管能对管内的海砂混凝土提供较强的约束作用，避免混凝土发生脆性破坏，提高组合柱的变形能力。此外，PVC管具有极强的抗腐蚀能力，可有效避免管内海砂混凝土中的氯离子对外包钢管的腐蚀，提高组合柱的耐久性。综上所述，本发明不仅能有效防止组合柱因薄壁高强钢管局部屈曲而发生承载力退化，提高组合柱的变形能力，而且通过使用价格低廉的PVC管材与海砂，减少钢材与河砂的消耗，降低组合柱的造价。
附图说明
图1是一实施例的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱的立体图；
图2是图1组合柱的横截面图；
图3是另一实施例的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱的立体图；
图4是图3组合柱的横截面图；
图中：1、1’－高强薄壁钢管；2、2’－PVC管；3－海砂混凝土；4－粘结剂。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方法作进一步描述。
参考图1至图2，一实施例的一种钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱由高强薄壁钢管1、PVC管2、海砂混凝土3和粘结剂4组成。所述高强薄壁钢管1套设于所述PVC管2外并通过粘结剂4与所述PVC管2粘接，所述粘结剂4填充于所述高强薄壁钢管1和PVC管2的设置间隙中形成粘结剂层，所述海砂混凝土3填充于PVC管2之内；其中所述PVC管2厚度为所述高强薄壁钢管1壁厚的4～5倍，所述粘结剂层的平均厚度为1～2mm。
所述高强薄壁钢管1采用矩形截面(例如正方形)，可以采用冷弯、焊接或无缝结构用钢管，宽厚比可采用40～100。所述PVC管2具有与所述高强薄壁钢管1相同的截面形状，且该PVC管2与所述高强薄壁钢管1中心重合。所述高强薄壁钢管1通过粘结剂4粘接包覆于所述PVC管2外，粘结剂4可采用环氧树脂或其它高效粘结剂。所述海砂混凝土3采用海砂作为细骨料。
上述组合柱的施工方法为：
首先，将PVC管2布置于高强薄壁钢管1内，PVC管2截面的中心为高强薄壁钢管1截面的中心，PVC管2外壁与高强薄壁钢管1内壁的间距为1～2mm。接着，将粘结剂4灌注于PVC管2外壁与高强薄壁钢管1内壁之间，灌注操作应均匀、缓慢，避免灌注空间内出现封闭气泡。最后，将配置好的海砂混凝土3浇筑于PVC管2内，待海砂混凝土3强度达到要求时，即完成本发明的施工。
参考图3至图4，在另一实施例中，所述高强薄壁钢管1’和PVC管2’的截面为圆形，且所述高强薄壁钢管的径厚比为50～150，其余参考上一实施例。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，其特征在于：该组合柱包括高强薄壁钢管、PVC管、海砂混凝土和粘结剂，所述高强薄壁钢管套设于所述PVC管外并通过粘结剂与所述PVC管粘接，所述粘结剂填充于所述高强薄壁钢管和PVC管的设置间隙中形成粘结剂层，所述海砂混凝土填充于PVC管之内；其中所述PVC管厚度为所述高强薄壁钢管壁厚的4～5倍，所述粘结剂层的平均厚度为1～2mm。
2.根据权利要求1所述的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，其特征在于：所述高强薄壁钢管是冷弯、焊接或无缝结构用钢管。
3.根据权利要求1所述的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，其特征在于：所述高强薄壁钢管是矩形截面，宽厚比为40～100。
4.根据权利要求1所述的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，其特征在于：所述高强薄壁钢管是圆形截面，径厚比为50～150。
5.根据权利要求1所述的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，其特征在于：所述PVC管具有与所述高强薄壁钢管相同的截面形状，且该PVC管与所述高强薄壁钢管中心重合。
6.根据权利要求1所述的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，其特征在于：所述粘结剂是环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱，其特征在于：所述海砂混凝土采用海砂作为细骨料。
8.根据权利要求1～7任一项所述的钢-PVC复合管海砂混凝土组合柱的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
将PVC管布置于高强薄壁钢管1内且PVC管外壁与高强薄壁钢管内壁的间距为1～2mm，将粘结剂灌注于PVC管外壁与高强薄壁钢管内壁之间，将配置好的海砂混凝土浇筑于PVC管内直至海砂混凝土强度达到要求。
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