CN109653440A - 一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构 - Google Patents

一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109653440A
CN109653440A CN201910077270.5A CN201910077270A CN109653440A CN 109653440 A CN109653440 A CN 109653440A CN 201910077270 A CN201910077270 A CN 201910077270A CN 109653440 A CN109653440 A CN 109653440A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
high strength
ultra high
strength concrete
steel pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910077270.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109653440B (zh
Inventor
胡红松
郭子雄
黄经纬
王晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaqiao University
Original Assignee
Huaqiao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaqiao University filed Critical Huaqiao University
Priority to CN201910077270.5A priority Critical patent/CN109653440B/zh
Publication of CN109653440A publication Critical patent/CN109653440A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109653440B publication Critical patent/CN109653440B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
    • E04C3/34—Columns; Pillars; Struts of concrete other stone-like material, with or without permanent form elements, with or without internal or external reinforcement, e.g. metal coverings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
    • E04C3/32—Columns; Pillars; Struts of metal

Abstract

本发明公开了一种钢板‑超高强度混凝土组合柱结构，包括一钢管和一钢支座。钢支座经完全包覆密封材料后置于钢管的内腔的下端，钢管内浇筑有超高强度混凝土，使得在载荷作用下，钢管内的变形主要集中于钢支座。本发明的钢板‑超高强度混凝土组合柱结构中变形主要由钢支座来承担，在组合柱受到较大荷载作用下，钢支座发生塑性变形来消耗能量，避免内填超高强度混凝土被压溃，保证了所述组合柱在较大的变形情况下仍具备较高的承载力，而且，良好的延性也提高了组合柱的抗震性能。

Description

一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构。
背景技术
钢管混凝土柱是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。由于内填混凝土对钢管的侧向约束，钢管的整体或局部稳定性有较大的提高，避免钢管过早出现局部屈曲现象。另外，钢管又会反过来约束内填混凝土的外胀，使得内填混凝土承载和变形能力得到大幅提高。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，钢管还可作为混凝土浇筑的模板，省去支、拆模工序，从而大大缩短工期。基于上述优点，钢管混凝土柱被广泛应用于大跨桥梁及超高层建筑中。钢管混凝土柱在承受荷载时会产生变形，由钢管和内填混凝土共同承担。而混凝土是脆性材料，当其变形超过其极限压应变时，混凝土将会被压溃，承载力下降。在采用了超高强度混凝土后，钢管对混凝土的约束效果较之采用普通混凝土有所下降，导致组合柱的后期变形能力较差。基于此，钢管-超高强度混凝土组合柱较难在超高层建筑结构中推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构。
本发明的技术方案如下：
一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，包括
一钢管；
和一钢支座，均包括一上端板、一下端板和若干连接钢柱，上端板和下端板通过若干连接钢柱相固接，上端板和下端板的形状尺寸相同，且上端板和下端板的边长或直径比钢管的内腔的边长或内径的小4-6mm，钢支座的高度为钢管的边长或外径的1.0-1.5倍；
钢支座经完全包覆密封材料后置于钢管的内腔的下端，钢管内浇筑有超高强度混凝土，使得在载荷作用下，钢管内的变形主要集中于钢支座。
在本发明的一个优选实施方案中，所述钢管为一Q345钢材质的钢管。
在本发明的一个优选实施方案中，所述钢支座包括Q235钢材质的一上端板、一下端板和若干连接钢柱。
在本发明的一个优选实施方案中，所述钢支座经完全包覆FRP布后置于钢管的内腔的下端。
在本发明的一个优选实施方案中，所述超高强度混凝土的等级为C150或其以上。
在本发明的一个优选实施方案中，所述钢支座的上端板和下端板的厚度为30-35mm。
在本发明的一个优选实施方案中，每一钢支座的若干连接钢柱的横截面的总面积为上端板的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土达到极限压应变前，所述钢支座的连接钢柱均已进入屈服阶段。
本发明的有益效果是：
1、本发明的钢板-超高强度混凝土组合柱结构中变形主要由钢支座来承担，在组合柱受到较大荷载作用下，钢支座发生塑性变形来消耗能量，避免内填超高强度混凝土被压溃，保证了所述组合柱在较大的变形情况下仍具备较高的承载力，而且，良好的延性也提高了组合柱的抗震性能。
2、本发明的钢板-超高强度混凝土组合柱结构采用超高强度混凝土可以有效减少组合柱的截面尺寸。
附图说明
图1为本发明实施例1中的钢板-超高强度混凝土组合柱结构的纵向结构剖视图。
图2为本发明实施例1中的钢板-超高强度混凝土组合柱结构的俯视图。
图3为本发明实施例1中的钢支座的立体结构示意图。
图4为本发明实施例1中钢支座的横截面示意图。
图5为本发明实施例2中的钢板-超高强度混凝土组合柱结构的纵向结构剖视图。
图6为本发明实施例2中的钢板-超高强度混凝土组合柱结构的俯视图。
图7为本发明实施例2中的钢支座的立体结构示意图。
图8为本发明实施例2中钢支座的横截面示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式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2所示，一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，包括一钢管1和一钢支座2。
钢管1，横截面为正方形，材质为Q345钢；
如图3和图4所示，钢支座2，材质为Q235钢，均包括一正方形的上端板21、一正方形的下端板22和若干横截面为正方形的连接钢柱23，上端板21和下端板22通过若干连接钢柱23相固接(焊接)，上端板21和下端板22的尺寸相同，且上端板21和下端板22的边长比钢管1的内腔的边长小4-6mm，钢支座2的高度为钢管1的边长的1.0-1.5倍；如图3和图4所示，优选的，连接钢柱23的数目为九，等分为平行的三列，分别连接上端板21和下端板22，每一列均沿上端板21的边长方向排列，相邻二连接钢管1之间具有间隙，相邻间隙24的尺寸相同；
钢支座2经完全包覆FRP布后置于钢管1的内腔的下端，钢管1内浇筑有等级为C150或其以上的超高强度混凝土3，使得在较大载荷作用下，钢管1内的变形主要集中于钢支座2，即钢支座2中的连接钢柱23发生塑性变形来耗散能量，而超高强度混凝土不发生破坏，保证组合柱在较大的变形下仍能具备良好的承载能力。
上端板21和下端板22的厚度为30-35mm，每一钢支座2的若干连接钢柱23的横截面的总面积为上端板21的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土3达到极限压应变前，所述钢支座2的连接钢柱23均已进入屈服阶段。
本实施例的施工方法为：
在工厂加工钢管1和钢支座2；采用FRP布将钢支座2包裹密封；将密封好的钢支座2置于钢管1的内腔的下端；向钢管1内浇筑超高强度混凝土3，待混凝土硬化后即完成本实施例的施工。
实施例2
如图5和图6所示，一种钢板-超高强度混凝土3组合柱结构，包括一钢管1和一钢支座2。
钢管1，横截面为圆形，材质为Q345钢；
如图7和图8所示，钢支座2，材质为Q235钢，均包括一圆形的上端板21、一圆形的下端板22和若干横截面为圆形的连接钢柱23，上端板21和下端板22通过若干连接钢柱23相固接(焊接)，上端板21和下端板22的尺寸相同，且上端板21和下端板22的直径比钢管1的内径小4-6mm，钢支座2的高度为钢管1的直径的1.0-1.5倍；如图7和图8所示，优选的，连接钢柱23的数目为九，连接上端板21和下端板22，其中一连接钢柱23位于上端板21的中心，其余八连接钢柱23沿上端板21的周缘呈等间隔排列；
钢支座2经完全包覆FRP布后置于钢管1的内腔的下端，钢管1内浇筑有等级为C150或其以上的超高强度混凝土3，使得在较大载荷作用下，钢管1内的变形主要集中于钢支座2，即钢支座2中的连接钢柱23发生塑性变形来耗散能量，而超高强度混凝土3不发生破坏，保证组合柱在较大的变形下仍能具备良好的承载能力。
上端板21和下端板22的厚度为30-35mm，每一钢支座2的若干连接钢柱23的横截面的总面积为上端板21的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土3达到极限压应变前，所述钢支座2的连接钢柱23均已进入屈服阶段。
本实施例的施工方法为：
在工厂加工钢管1和钢支座2；采用FRP布将钢支座2包裹密封；将密封好的钢支座2置于钢管1的内腔的下端；向钢管1内浇筑超高强度混凝土3，待超高强度混凝土3硬化后即完成本实施例的施工。
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 (7)

1.一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，其特征在于：包括
一钢管；
和一钢支座，均包括一上端板、一下端板和若干连接钢柱，上端板和下端板通过若干连接钢柱相固接，上端板和下端板的形状尺寸相同，且上端板和下端板的边长或直径比钢管的内腔的边长或内径的小4-6mm，钢支座的高度为钢管的边长或外径的1.0-1.5倍；
钢支座经完全包覆密封材料后置于钢管的内腔的下端，钢管内浇筑有超高强度混凝土，使得在载荷作用下，钢管内的变形主要集中于钢支座。
2.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，其特征在于：所述钢管为一Q345钢材质的钢管。
3.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，其特征在于：所述钢支座包括Q235钢材质的一上端板、一下端板和若干连接钢柱。
4.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，其特征在于：所述钢支座经完全包覆FPP布后置于钢管的内腔的下端。
5.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，其特征在于：所述超高强度混凝土的等级为C150或其以上。
6.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，其特征在于：所述钢支座的上端板和下端板的厚度为30-35mm。
7.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，其特征在于：每一钢支座的若干连接钢柱的横截面的总面积为上端板的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土达到极限压应变前，所述钢支座的连接钢柱均已进入屈服阶段。
CN201910077270.5A 2019-01-25 2019-01-25 一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构 Active CN109653440B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910077270.5A CN109653440B (zh) 2019-01-25 2019-01-25 一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910077270.5A CN109653440B (zh) 2019-01-25 2019-01-25 一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109653440A true CN109653440A (zh) 2019-04-19
CN109653440B CN109653440B (zh) 2023-08-29

Family

ID=66121718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910077270.5A Active CN109653440B (zh) 2019-01-25 2019-01-25 一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109653440B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11324226A (ja) * 1998-05-21 1999-11-26 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 補強部付金属管、その製造方法及び接合構造
CN202380638U (zh) * 2011-11-28 2012-08-15 北京工业大学 底部带软钢套管内嵌高韧性材料的钢管混凝土柱
JP2012177292A (ja) * 2011-01-31 2012-09-13 Taisei Corp 建物構造
CN105863073A (zh) * 2016-06-12 2016-08-17 福州大学 具有水平抗震性能的组合柱与基础节点结构及其施工方法
CN106703290A (zh) * 2016-12-22 2017-05-24 华侨大学 一种可拆卸装配式钢管混凝土柱及其施工方法
CN209620405U (zh) * 2019-01-25 2019-11-12 华侨大学 钢板-超高强度混凝土组合柱结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11324226A (ja) * 1998-05-21 1999-11-26 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 補強部付金属管、その製造方法及び接合構造
JP2012177292A (ja) * 2011-01-31 2012-09-13 Taisei Corp 建物構造
CN202380638U (zh) * 2011-11-28 2012-08-15 北京工业大学 底部带软钢套管内嵌高韧性材料的钢管混凝土柱
CN105863073A (zh) * 2016-06-12 2016-08-17 福州大学 具有水平抗震性能的组合柱与基础节点结构及其施工方法
CN106703290A (zh) * 2016-12-22 2017-05-24 华侨大学 一种可拆卸装配式钢管混凝土柱及其施工方法
CN209620405U (zh) * 2019-01-25 2019-11-12 华侨大学 钢板-超高强度混凝土组合柱结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN109653440B (zh) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106758786B (zh) 一种预制装配式中空夹层钢管混凝土格构式桥墩
CN106869315B (zh) 配预应力筋的钢管混凝土框架及其施工方法
WO2019149270A1 (zh) 一种普通钢筋与精轧螺纹钢筋混合配筋的拼装墩
CN104963415B (zh) 一种圆钢管约束型钢混凝土柱与钢梁节点结构
CN206385460U (zh) 组合型桥面板
CN105821750B (zh) 一种预制预应力双t板及其使用方法
CN108677690A (zh) 消能自复位双层矩形空心钢管混凝土摇摆桥墩结构体系
CN106917470A (zh) 一种带夹层的钢管约束矩形钢管混凝土构件及其加工方法
CN109629403A (zh) 一种混凝土支撑柱结构及其制作方法
Uy et al. Concrete filled high strength steel box columns for tall buildings: behaviour and design
CN205421715U (zh) 一种新型高强工字承载梁
CN106958319A (zh) 一种预制混凝土柱构件及连接节点
CN208792508U (zh) 一种方钢管约束钢骨混凝土柱及钢梁的节点结构
CN107246109A (zh) 实复式钢管混凝土组合柱组合梁构成的框架及其施工方法
CN209620405U (zh) 钢板-超高强度混凝土组合柱结构
CN105735110B (zh) 可更换复合板内置钢棒阻尼器的桥墩耗能与防压碎结构
CN101787675A (zh) 圆钢管轻集料混凝土梁与钢筋混凝土桥面板连接结构及施工工艺
CN204715540U (zh) 一种圆钢管约束型钢混凝土柱与钢梁节点结构
CN208792625U (zh) 高强再生混凝土叠合柱
CN209443360U (zh) 一种钢管混凝土桥墩
CN109653440A (zh) 一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构
CN105696457A (zh) 可更换复合板内置耗能钢板的桥墩耗能与防压碎结构
CN105780968A (zh) 适用于高烈度地区高层/超高层建筑的钢板剪力墙结构
CN110080388A (zh) 一种提高pc框架节点抗震性能的连接结构及其施工方法
CN106193288B (zh) 一种浇筑ecc层的预制混凝土节点

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant