CN108590037A - 一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，包括钢管和放置在其内部的圆形的预应力高强混凝土管柱及填充在二者之间的混凝土构成，管柱由纵筋、螺旋箍筋和混凝土经工厂离心法制成，且若干纵筋均匀分布围成一圈，螺旋箍筋螺旋缠绕于纵筋的表面。本发明相对于普通的空心钢管混凝土，内部增加了配筋，增强了结构整体性，提高了承载能力；相较于管桩，改善了其抗剪承载力和耗能能力；构件预制，工厂化程度高，质量易监测，施工效率高；耐火能力强；解决了钢筋混凝土的纵向裂缝的问题，延长使用寿命。该新型结构可用于桥墩，建筑物中大直径柱、桩，以及其它有关需求的构筑物或其构件。

Description

一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱

技术领域

本发明涉及一种混凝土柱，特别涉及一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，属于建筑技术领域。

背景技术

随着社会和经济的发展，高层、大跨建筑在我国城市建设中的使用日益增长。随着建筑高度的增加和对建筑大空间、大跨度的要求，竖向承重构件的所承受的荷载增加，为了满足承载力和抗震性能的要求，竖向构件的尺寸也随之增大。钢-混凝土组合结构通过合理组合，充分发挥了钢材和混凝土的优点，表现出良好的受力性能和社会经济效益，在超高层建筑、大型场馆、桥梁结构和地下工程中的应用非常广泛。国家大力提倡绿色建筑及建筑工业化，进一步加大力度推进新型组合结构在建筑业中的应用，因此，推动钢-混凝土组合结构的持续发展，对促进土木工程行业的进步和推广绿色建筑具有重要的意义。

钢管混凝土结构的截面形式多样，由圆形、方形、矩形，向多边形、中空夹层、空心、复式、叠合、椭圆和异形等不断演变和丰富，其中，空心钢管混凝土是常见钢管混凝土结构的重要形式之一，已被广泛的应用于电力工程中。由于其与实心钢管混凝土比，承载力相对较低、抗震性能稍差，因此，在建筑工程中应用较少。空心钢管混凝土可以充分发挥钢材和混凝土的物理力学性能，且自重轻等优点，为了推广空心钢管混凝土在建筑工程中的使用以及拓宽其应用范围，本研究提出一种新型的配筋空心钢管高强混凝土结构。该新型组合柱，由预制离心成型高强混凝土空心管柱、填充混凝土以及钢管三部分组成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服空心混凝土柱承载力相对较低、抗震性能稍差的缺陷，提供一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，包括钢管和放置在其内部的圆形的预应力高强混凝土管柱及填充在二者之间的混凝土构成，所述管柱由纵筋、螺旋箍筋和混凝土经工厂离心法制成，且若干所述纵筋均匀分布围成一圈，所述螺旋箍筋螺旋缠绕于纵筋的表面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钢管和管柱端面相平，且外层钢管和内层管柱的几何形心重合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钢管为圆形或方形或六边形或八边形，所述管柱为圆形或方形。

作为本发明的一种优选技术方案，所述纵筋为普通钢筋或高强钢筋或预应力筋。

作为本发明的一种优选技术方案，所述混凝土为普通混凝土或高强混凝土或自密实混凝土。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钢管为高强钢材或普通钢材。

本发明所达到的有益效果是：本发明相对于普通的空心钢管混凝土，内部增加了配筋，增强了结构整体性，提高了承载能力；相较于管桩，改善了其抗剪承载力和耗能能力；构件预制，工厂化程度高，质量易监测，施工效率高；耐火能力强；解决了钢筋混凝土的纵向裂缝的问题，延长使用寿命。该新型结构可用于桥墩，建筑物中大直径柱、桩，以及其它有关需求的构筑物或其构件。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明外钢管为六边形，内管柱为圆形截面的结构平面图；

图2为本发明外钢管为八边形，内管柱为圆形截面的结构平面图；

图3为本发明外钢管为圆形截面，内管柱为圆形截面的结构平面图；

图4为本发明外钢管为方形截面，内管柱为圆形截面的结构平面图；

图5为本发明外钢管为矩形，内管柱为圆形截面的结构平面图；

图6为本发明外钢管为方形，内管柱为方形截面的结构平面图；

图7为本发明外钢管为八边形，内管柱为方形截面的结构平面图；

图8为本发明外钢管为圆形，内管柱为方形截面的结构平面图；

图中标号：1、钢管；2、混凝土；3、纵筋；4、螺旋箍筋；5、管柱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-8所示，本发明提供了一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，包括钢管1和放置在其内部的圆形的预应力高强混凝土管柱5及填充在二者之间的混凝土2构成，管柱5由纵筋3、螺旋箍筋4和混凝土2经工厂离心法制成，且若干纵筋3均匀分布围成一圈，螺旋箍筋4螺旋缠绕于纵筋3的表面。

钢管1和管柱5端面相平，且外层钢管1和内层管柱5的几何形心重合。空心钢管混凝土柱组合构件的截面包括：外钢管为圆形截面，内管柱为圆形截面；外钢管为方形截面，内管柱为圆形截面；外钢管为六边形，内管柱为圆形；外钢管为八边形，内管柱为圆形；外钢管为矩形，内管柱为圆形；外钢管为圆形，内管柱为方形；外钢管为方形，内管柱为方形；外钢管为矩形，内管柱为方形。纵筋3为普通钢筋或高强钢筋或预应力筋。混凝土2为普通混凝土或高强混凝土或自密实混凝土。钢管1为高强钢材或普通钢材。

具体工作原理：本发明为一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，由钢管1和放置在其内部的圆形的预应力高强混凝土管柱5及填充在二者之间的混凝土2构成，在施工时，可先在工厂将预应力高强混凝土空心管柱5制作好，然后在钢管1和预应力高强混凝土空心管柱5之间浇筑高强混凝土2，形成空心钢管混凝土。该新型组合柱中的钢管、钢筋以及混凝土三者能够有机结合、协同工作，充分发挥各自的力学性能，其中混凝土可以防止钢管发生屈曲，钢管和管柱中的箍筋可以约束混凝土、纵向钢筋可提供竖向承载力，从而使组合柱具有较高的承载力，大于三者单独承载力之和。与实心钢管混凝土构件比，新型组合柱自重轻，施工速度快，可实现部分装配，减少现场湿作业工作量；预制部分混凝土在工厂通过工业化生产制作，混凝土强度高、质量有保证、周期短；预制部分混凝土配置了螺旋箍筋、纵向预应力钢筋和普通钢筋，可增加空心钢管混凝土的承载力，其中，施加的预应力可增加构件抗裂承载力，从而增加其耐久性；与普通空心钢管混凝土比，承载力更高、延性和抗震性能更好、耐久性和耐火性能更好。

本发明所达到的有益效果是：本发明相对于普通的空心钢管混凝土，内部增加了配筋，增强了结构整体性，提高了承载能力；相较于管桩，改善了其抗剪承载力和耗能能力；构件预制，工厂化程度高，质量易监测，施工效率高；耐火能力强；解决了钢筋混凝土的纵向裂缝的问题，延长使用寿命。该新型结构可用于桥墩，建筑物中大直径柱、桩，以及其它有关需求的构筑物或其构件。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，包括钢管（1）和放置在其内部的圆形的预应力高强混凝土管柱（5）及填充在二者之间的混凝土（2）构成，其特征在于，所述管柱（5）由纵筋（3）、螺旋箍筋（4）和混凝土（2）经工厂离心法制成，且若干所述纵筋（3）均匀分布围成一圈，所述螺旋箍筋（4）螺旋缠绕于若干纵筋（3）的表面。

2.根据权利要求1所述的一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，其特征在于，所述钢管（1）和管柱（5）端面相平，且外层的钢管（1）和内层的管柱（5）的几何形心重合。

3.根据权利要求1所述的一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，其特征在于，所述钢管（1）为圆形或方形或六边形或八边形，所述管柱（5）为圆形或方形。

4.根据权利要求1所述的一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，其特征在于，所述纵筋（3）为普通钢筋或高强钢筋或预应力筋。

5.根据权利要求1所述的一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，其特征在于，所述混凝土（2）为普通混凝土或高强混凝土或自密实混凝土。

6.根据权利要求1所述的一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱，其特征在于，所述钢管（1）为高强钢材或普通钢材。