CN109736438A - 一种钢管混凝土用钢管连接装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢管混凝土用钢管连接装置及其施工方法，属于钢管混凝土领域，包括上立柱、下立柱和连接件；上立柱、下立柱和连接件通过螺栓连接，上立柱由第一钢管和第一支撑座构成，下立柱由第二钢管和第二支撑座构成，连接件由芯柱、定位柱和法兰构成，连接件上设置定位柱和定位槽，第一钢管、第二钢管和芯柱内填充第一混凝土层；上下立柱外侧连接处设置套筒，套筒内填充第二混凝土层。本发明从内外两方面加强钢管混凝土连接处强度，连接处强度高；连接件上设置定位柱和定位槽，便于连接件和上立柱的安装定位，结构简单，施工方便，省时省力，提高工作效率；连接处外部设置混凝土结构，连接件不会受到外界腐蚀，延长使用寿命。

Description

一种钢管混凝土用钢管连接装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及钢管混凝土领域，具体是一种钢管混凝土用钢管连接装置及其施工方法。

背景技术

钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度。钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。

钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。众所周知，混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高；同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面:承载力高、延性好，抗震性能优越；相对混凝土施工方便，工期大大缩短；有利于钢管的抗火和防火；耐腐蚀性能优于钢结构。

钢管混凝土结构施工时，钢管可以作为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由于钢管混凝土内部没有钢筋，便于混凝土的浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。

钢管混凝土在施工时，钢管在接头处通常采用焊接或者法兰连接的方式，现场焊接施工费时费力，采用法兰连接会降低连接处的强度。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种连接强度高、施工方便的钢管混凝土用钢管连接装置及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种钢管混凝土用钢管连接装置，包括上立柱、下立柱和连接件；所述连接件位于在上立柱与下立柱之间，上立柱、下立柱和连接件通过螺栓连接在一起；所述上立柱由第一钢管和第一支撑座构成，所述下立柱由第二钢管和第二支撑座构成，所述连接件由芯柱、定位柱和法兰构成；所述芯柱插入第一钢管和第二钢管中，所述第一钢管、第二钢管和芯柱内填充第一混凝土层；所述上立柱与下立柱连接处外侧设置套筒，所述套筒安装在环板上，环板焊接在下立柱外侧；所述套筒内填充第二混凝土层。

作为本发明进一步的改进方案：所述第一支撑座呈圆形阵列焊接在上立柱下端，所述第一支撑座由第一筋板和第一底板组成，所述第一筋板焊接在第一钢管外侧，第一底板焊接在第一筋板下部。

作为本发明进一步的改进方案：所述第二支撑座呈圆形阵列焊接在下立柱上端，所述第二支撑座由第二筋板和第二底板构成，所述第二筋板焊接在第二钢管外侧，第二底板焊接在第二筋板上部。

作为本发明进一步的改进方案：所述芯柱与定位柱通过连接板进行连接，定位柱外侧设置法兰，法兰位于第一支撑座和第二支撑座之间；所述定位柱上开有若干定位槽，第一支撑座和第二支撑座插入定位槽中。

作为本发明进一步的改进方案：所述芯柱长度是第二钢管直径的2-3倍，芯柱直径为第二钢管直径0.4-0.7倍。

作为本发明进一步的改进方案：所述第一支撑座和第二支撑座对称分布在法兰上下两侧。

作为本发明进一步的改进方案：所述法兰与第一底板、第二底板上均设置用于安装螺栓的螺栓孔。

作为本发明进一步的改进方案：所述是环板外侧焊接挡圈，所述套筒位于挡圈内侧。

上述钢管混凝土用钢管连接装置的施工方法为，步骤如下：

S1、将连接件插入下立柱中，使第二支撑座插入法兰下部的定位槽中，连接件定位完成；

S2、将上立柱插在连接件上，使第一支撑座插入法兰上部的定位槽中，上立柱定位完成；

S3、将螺栓插入第一底板、法兰和第二底板上的螺栓孔中，用螺母拧紧，使上立柱、连接件、下立柱紧固完成；

S4、将套筒从上立柱上套入，放置在环板上，并插入挡圈中；

S5、向上立柱中填入混凝土，使混凝土充满下立柱和芯柱，混凝土位置不低于上立柱的下半段，形成第一混凝土层；

S6、向套筒中填入混凝土，形成第二混凝土层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明从内外两方面加强钢管混凝土连接处强度，连接处强度高，不易断裂；

2、本发明设置连接件连接上、下立柱，结构简单，施工方便，安装快速；

3、连接件上设置定位柱和定位槽，便于连接件和上立柱的安装定位，省时省力，提高工作效率；

4、连接处外部设置混凝土结构，加强连接处外部强度的同时，连接件不会受到外界腐蚀，延长使用寿命。

附图说明

图1为一种钢管混凝土用钢管连接装置的结构示意图；

图2为一种钢管混凝土用钢管连接装置的拆解结构示意图；

图3为一种钢管混凝土用钢管连接装置中连接件的俯视结构示意图；

图4为一种钢管混凝土用钢管连接装置中连接件的主视结构示意图；

图5为一种钢管混凝土用钢管连接装置中上立柱的俯视结构示意图；

图6为一种钢管混凝土用钢管连接装置中下立柱的结构示意图；

图中：1-上立柱、101-第一钢管、102-第一支撑座、103-第一筋板、104-第一底板、2-下立柱、201-第二钢管、202-第二支撑座、203-第二筋板、204-第二底板、3-连接件、301-芯柱、302-定位柱、303-连接板、304-法兰、305-定位槽、4-螺栓、5-套筒、6-环板、7-第一混凝土层、8-第二混凝土层、9-螺栓孔、10-挡圈。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

请参阅图1-6，本实施例提供了一种钢管混凝土用钢管连接装置，包括上立柱1、下立柱2和连接件3；所述连接件3位于在上立柱1与下立柱2之间，上立柱1、下立柱2和连接件3通过螺栓4连接在一起；所述上立柱1由第一钢管101和第一支撑座102构成，所述下立柱2由第二钢管201和第二支撑座202构成，所述连接件3由芯柱301、定位柱302和法兰304构成；所述芯柱301插入第一钢管101和第二钢管201中，所述第一钢管101、第二钢管201和芯柱301内填充第一混凝土层7；所述上立柱1与下立柱2连接处外侧设置套筒5，所述套筒5安装在环板6上，环板6焊接在下立柱2外侧；所述套筒5内填充第二混凝土层8；

所述第一支撑座102呈圆形阵列焊接在上立柱1下端，所述第一支撑座102由第一筋板103和第一底板104组成，所述第一筋板103焊接在第一钢管101外侧，第一底板104焊接在第一筋板103下部；

所述第二支撑座202呈圆形阵列焊接在下立柱1上端，所述第二支撑座202由第二筋板203和第二底板204构成，所述第二筋板203焊接在第二钢管201外侧，第二底板204焊接在第二筋板203上部；

所述芯柱301与定位柱302通过连接板303进行连接，定位柱302外侧设置法兰304，法兰304位于第一支撑座102和第二支撑座102之间；所述定位柱302上开有若干定位槽305，第一支撑座102和第二支撑座102插入定位槽305中；

所述芯柱301长度是第二钢管201直径的2-3倍，芯柱301直径为第二钢管201直径0.4-0.7倍，芯柱301长度过短会导致支撑强度不足，长度过长造成材料浪费，芯柱301直径过小不便于混凝土填充，直径过大与钢管内壁距离太近，也不便于混凝土填充，容易造成内部空心，强度降低；

所述第一支撑座102和第二支撑座102对称分布在法兰304上下两侧；

所述法兰304与第一底板104、第二底板204上均设置用于安装螺栓4的螺栓孔9；

所述是环板6外侧焊接挡圈10，所述套筒5位于挡圈10内侧。

上述钢管混凝土用钢管连接装置的施工方法如下：

S1、将连接件3插入下立柱2中，使第二支撑座202插入法兰304下部的定位槽305中，连接件3定位完成；

S2、将上立柱1插在连接件3上，使第一支撑座102插入法兰304上部的定位槽305中，上立柱1定位完成；

S3、将螺栓4插入第一底板104、法兰304和第二底板204上的螺栓孔9中，用螺母拧紧，使上立柱1、连接件3、下立柱2紧固完成；

S4、将套筒5从上立柱1上套入，放置在环板6上，并插入挡圈10中；

S5、向上立柱1中填入混凝土，使混凝土充满下立柱2和芯柱301，混凝土位置不低于上立柱1的下半段，形成第一混凝土层7；

S6、向套筒5中填入混凝土，形成第二混凝土层8。

本发明的工作原理:

本发明提供了一种钢管混凝土用钢管连接装置及其施工方法，上立柱1与下立柱2通过连接件3进行连接，上立柱1底部设置第一支撑座102，下立柱2顶部设置第二支撑座102与连接件3中部的法兰进行连接，连接件3外部设置定位柱302，定位柱302上开有与第一支撑座10、第二支撑座102配合的定位槽305，实现下立柱2的快速定位安装；连接件3内部设置芯柱301，芯柱301插入上立柱1和下立柱2中，内部填充混凝土时，芯柱起到内部加强支撑作用，且芯柱301内部也填充混凝土，双重钢管混凝土结构进一步加强连接处内部强度；连接处外部设置套筒5，套筒5中填充混凝土，将连接处填充在混凝土内部，连接处不会松动，且连接件不会受到外接腐蚀，延长使用寿命，第一支撑座102、第二支撑座102和法兰304作为第二混凝土层8内部框架，进一步增强第二混凝土层8的强度，上立柱1与下立柱2连接处从外部得到加强。

本发明从内外两方面加强钢管混凝土连接处强度，连接处强度高，不易断裂；本发明设置连接件连接上、下立柱，结构简单，施工方便，安装快速；连接件上设置定位柱和定位槽，便于连接件和上立柱的安装定位，省时省力，提高工作效率；连接处外部设置混凝土结构，加强连接处外部强度的同时，连接件不会受到外界腐蚀，延长使用寿命。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种钢管混凝土用钢管连接装置，包括上立柱（1）、下立柱（2）和连接件（3）；其特征是，所述连接件（3）位于在上立柱（1）与下立柱（2）之间，上立柱（1）、下立柱（2）和连接件（3）通过螺栓（4）连接在一起；所述上立柱（1）由第一钢管（101）和第一支撑座（102）构成，所述下立柱（2）由第二钢管（201）和第二支撑座（202）构成，所述连接件（3）由芯柱（301）、定位柱（302）和法兰（304）构成；所述芯柱（301）插入第一钢管（101）和第二钢管（201）中，所述第一钢管（101）、第二钢管（201）和芯柱（301）内填充第一混凝土层（7）；所述上立柱（1）与下立柱（2）连接处外侧设置套筒（5），所述套筒（5）安装在环板（6）上，环板（6）焊接在下立柱（2）外侧；所述套筒（5）内填充第二混凝土层（8）。

2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土用钢管连接装置，其特征是，所述第一支撑座（102）呈圆形阵列焊接在上立柱（1）下端，所述第一支撑座（102）由第一筋板（103）和第一底板（104）组成，所述第一筋板（103）焊接在第一钢管（101）外侧，第一底板（104）焊接在第一筋板（103）下部。

3.根据权利要求2所述的一种钢管混凝土用钢管连接装置，其特征是，所述第二支撑座（202）呈圆形阵列焊接在下立柱（1）上端，所述第二支撑座（202）由第二筋板（203）和第二底板（204）构成，所述第二筋板（203）焊接在第二钢管（201）外侧，第二底板（204）焊接在第二筋板（203）上部。

4.根据权利要求3所述的一种钢管混凝土用钢管连接装置，其特征是，所述芯柱（301）与定位柱（302）通过连接板（303）进行连接，定位柱（302）外侧设置法兰（304），法兰（304）位于第一支撑座（102）和第二支撑座（102）之间；所述定位柱（302）上开有若干定位槽（305），第一支撑座（102）和第二支撑座（102）插入定位槽（305）中。

5.根据权利要求4所述的一种钢管混凝土用钢管连接装置，其特征是，所述芯柱（301）长度是第二钢管（201）直径的2-3倍，芯柱（301）直径为第二钢管（201）直径0.4-0.7倍。

6.根据权利要求5所述的一种钢管混凝土用钢管连接装置，其特征是，所述第一支撑座（102）和第二支撑座（102）对称分布在法兰（304）上下两侧。

7.根据权利要求6所述的一种钢管混凝土用钢管连接装置，其特征是，所述法兰（304）与第一底板（104）、第二底板（204）上均设置用于安装螺栓（4）的螺栓孔（9）。

8.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土用钢管连接装置，其特征是，所述环板（6）外侧焊接挡圈（10），所述套筒（5）位于挡圈（10）内侧。

9.一种如权利要求1-8任一所述钢管混凝土用钢管连接装置的施工方法，其特征是，施工步骤如下：

S1、将连接件（3）插入下立柱（2）中，使第二支撑座（202）插入法兰（304）下部的定位槽（305）中，连接件（3）定位完成；

S2、将上立柱（1）插在连接件（3）上，使第一支撑座（102）插入法兰（304）上部的定位槽（305）中，上立柱（1）定位完成；

S3、将螺栓（4）插入第一底板（104）、法兰（304）和第二底板（204）上的螺栓孔（9）中，用螺母拧紧，使上立柱（1）、连接件（3）、下立柱（2）紧固完成；

S4、将套筒（5）从上立柱（1）上套入，放置在环板（6）上，并插入挡圈（10）中；

S5、向上立柱（1）中填入混凝土，使混凝土充满下立柱（2）和芯柱（301），混凝土位置不低于上立柱（1）的下半段，形成第一混凝土层（7）；

S6、向套筒（5）中填入混凝土，形成第二混凝土层（8）。