CN110056206A - 一种主动卸载预应力钢管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动卸载预应力钢管柱，包括管柱本体和钢绞线；所述管柱本体为圆钢管柱，所述管柱本体两端沿径向向外延伸形成支撑凸缘，且所述支撑凸缘与所述管柱本体为一体结构；所述管柱本体外周壁上部沿周向均匀设置有若干锚固端；所述管柱本体外周壁下部沿周向均匀设置有若干与所述锚固端相适配的拉张端；本发明的有益效果在于，首先，本发明的主动卸载预应力钢管柱制作简便，所需材料易于获取且成本较低，可实现结构局部快速有效支撑，并可对加固施工中局部卸载以减少二次受力对加固结构的不良影响；其次，本发明的主动卸载预应力钢管柱用途广泛，既可视具体需要作为临时卸载措施，又能在浇筑混凝土保护层后作为永久支撑使用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种主动卸载预应力钢管柱。
背景技术
现有技术中对建筑结构局部进行卸载多采用增设支撑来实现，增设混凝土支撑会因为浇筑的施工需要，于支撑顶面于被支撑部位地面留有一定缝隙，再通过膨胀混凝土或填塞其他刚度较大衬垫而使混凝土支撑与被支撑部位紧密结合从而卸去被支撑构件局部荷载；以型钢作为支撑时仍不可避免地在支撑与被支撑部位间留有缝隙，而通过填塞衬垫使其有效发挥卸载作用。混凝土及型钢支撑均需要以衬垫材料使其与被支撑部位紧密结合，而衬垫材料难以实现与被支撑部位完全紧密结合均匀受力。
发明内容
1.需要解决的技术问题
本发明需要解决的技术问题在于，提供一种主动卸载预应力钢管柱，解决现有钢筋混凝结构在特定情况下需要卸去多余荷载的要求，以经济、简便的方法解决工程实际问题。
2.技术方案
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种主动卸载预应力钢管柱，包括管柱本体和钢绞线；所述管柱本体为圆钢管柱，所述管柱本体两端沿径向向外延伸形成支撑凸缘，且所述支撑凸缘与所述管柱本体为一体结构；所述管柱本体外周壁上部沿周向均匀设置有若干锚固端；所述管柱本体外周壁下部沿周向均匀设置有若干与所述锚固端相适配的拉张端；所述钢绞线一端固定在所述锚固端，另一端固定在所述拉张端，使得所述钢绞线处于拉伸状态。
上述的主动卸载预应力钢管柱，其中，所述管柱本体为受压钢管柱。
上述的主动卸载预应力钢管柱，其中，所述锚固端和拉张端数量至少为4个。
上述的主动卸载预应力钢管柱，其中，所述锚固端为夹片式锚具、支撑式锚具或锥塞式锚具中的一种，且焊接在所述管柱本体外周壁上。
上述的主动卸载预应力钢管柱，其中，所述拉张端为拉张锚具，且焊接在所述管柱本体外周壁上。
上述的主动卸载预应力钢管柱，其中，所述钢绞线与所述管柱本体轴线平行。
上述的主动卸载预应力钢管柱，其中，所述管柱本体顶面沿径向向内延伸形成加强凸缘，且所述加强凸缘与所述管柱本体为一体结构。
上述的主动卸载预应力钢管柱，其中，所述钢绞线采用包括但不限于规格为的钢绞线。
3.有益效果
综上所述的，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的主动卸载预应力钢管柱制作简便，所需材料易于获取且成本较低，可实现结构局部快速有效支撑，并可对加固施工中局部卸载以减少二次受力对加固结构的不良影响；
(2)本发明的主动卸载预应力钢管柱用途广泛，既可视具体需要作为临时卸载措施，又能在浇筑混凝土保护层后作为永久支撑使用。
附图说明
图1是本发明一种主动卸载预应力钢管柱的结构示意图；
图2是本发明一种主动卸载预应力钢管柱的上剖视图；
图3是本发明一种主动卸载预应力钢管柱的侧剖视图；
图4是本发明实施例1管柱本体初始状态的结构示意图；
图5是本发明实施例1管柱本体撤销压应力状态的结构示意图；
图6是本发明实施例1管柱本体外浇筑混凝土状态的结构示意图；
图7是本发明实施例2管柱本体初始状态的结构示意图；
图8是本发明实施例2管柱本体撤销压应力状态的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
请参见附图1至附图3所示，一种主动卸载预应力钢管柱，包括管柱本体1和钢绞线2；所述管柱本体1为圆钢管柱，所述管柱本体1两端沿径向向外延伸形成支撑凸缘101，且所述支撑凸缘101与所述管柱本体1 为一体结构；所述管柱本体1外周壁上部沿周向均匀设置有若干锚固端3；所述管柱本体1外周壁下部沿周向均匀设置有若干与所述锚固端3相适配的拉张端4；所述钢绞线2一端固定在所述锚固端3，另一端固定在所述拉张端4，使得所述钢绞线2处于拉伸状态。
所述管柱本体1为受压钢管柱。
所述锚固端3和拉张端4数量至少为4个。
所述锚固端3为夹片式锚具、支撑式锚具或锥塞式锚具中的一种，且焊接在所述管柱本体1外周壁上。
所述拉张端4为拉张锚具，且焊接在所述管柱本体1外周壁上。
所述钢绞线2与所述管柱本体1轴线平行。
所述管柱本体1顶面沿径向向内延伸形成加强凸缘102，且所述加强凸缘102与所述管柱本体1为一体结构。
所述钢绞线2采用包括但不限于规格为的钢绞线。
使用方法：首先，将4根所述钢绞线2分别锚固于所述锚固端3；其次，在钢绞线2张拉端4对4根钢绞线2同时进行张拉，按照计算张拉力对钢绞线2张拉后将钢绞线2在张拉端4进行锚固；然后，将受压产生变形、高度缩短的管柱本体1置于结构构件所需卸载部位，将4根钢绞线2 同时放张；最后，如需撤除主动卸载预应力钢管柱时，再次对4根钢绞线 2进行张拉，使管柱本体1产生受压变形高度缩短后进行撤除。
实施例1：
如图4至图6所示。实施例中钢筋混凝土框架梁由于荷载过大，需增设支点卸去受弯构件跨内部分荷载，并减小受弯构件跨度。
如图4所示，框架梁净高为h，设计主动卸载预应力钢管柱高度H＝h。使用穿心式千斤顶同时张拉4根钢绞线2，每根钢绞线2张拉力为P。每组预应力钢绞线锚固端3与预应力钢绞线张拉端4近管柱本体1端部侧之间L段长度为l。4根钢绞线2拉力共4P通过预应力钢绞线锚固端3与预应力钢绞线张拉端4对管柱本体1的L短形成的压力，使L段内产生压应力-4P/S。由胡克定律，L段内的压应力-4P/S使该段内产生压应变-4PEs/S，压应变使L段长度产生增量△l＝-4PEsl/S，此时L段长度为l′。由于管柱本体1其他高度段无应变产生，故管柱本体1整体产生长度增量△ l＝-4PEsl/S，则主动卸载预应力钢管柱高度H＝h+△l＝h-4PEsl/S。将高度减小的主动卸载预应力钢管柱平稳置于需增设支点部位下部，将框架梁与主动卸载预应力钢管柱顶面接触面整平后，同时放张4根钢绞线2。如图5 所示，处于弹性阶段的钢管柱在撤除压应力后即恢复至原状态，遂与框架梁紧密结合而发挥支撑作用。如需将主动卸载预应力钢管柱作为永久或长期支撑构件，则需在管柱本体1柱身外侧包裹钢丝网并设置若干量栓钉，于柱体外表面浇筑混凝土作为保护层，保护主动卸载预应力钢管柱避免发生锈蚀而退出受压工作，如图6所示。
实施例2：
如图7及图8所示。此实施例中钢筋混凝土柱因设计、施工缺陷或荷载增加超过设计等原因不再满足承受竖向荷载的能力而需要增大截面加强其受压承载力。如直接进行加固，在后续使用中将会产生二次受力带来的不良影响，需对该钢筋混凝土柱进行最大限度卸载后加固。
如图7所示，按照实施例1中图4所述方法将主动卸载预应力钢管柱置于向与需加固柱连接并向柱传递荷载的两根梁端。如图8所示，处于弹性阶段的管柱本体1在撤除压应力后即恢复至原状态，遂与梁底紧密结合而主动卸去梁向需加固钢筋混凝土柱传递的荷载。钢筋混凝土柱加固完成并达到设计强度后，同时以张拉力P张拉4根钢绞线2，使管柱本体1长度缩短△l后，即可撤除主动卸载预应力钢管柱。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种主动卸载预应力钢管柱，其特征在于：包括管柱本体(1)和钢绞线(2)；所述管柱本体(1)为圆钢管柱，所述管柱本体(1)两端沿径向向外延伸形成支撑凸缘(101)，且所述支撑凸缘(101)与所述管柱本体(1)为一体结构；所述管柱本体(1)外周壁上部沿周向均匀设置有若干锚固端(3)；所述管柱本体(1)外周壁下部沿周向均匀设置有若干与所述锚固端(3)相适配的拉张端(4)；所述钢绞线(2)一端固定在所述锚固端(3)，另一端固定在所述拉张端(4)，使得所述钢绞线(2)处于拉伸状态。
2.根据权利要求1所述的一种主动卸载预应力钢管柱，其特征在于：所述管柱本体(1)为受压钢管柱。
3.根据权利要求1所述的一种主动卸载预应力钢管柱，其特征在于：所述锚固端(3)和拉张端(4)数量至少为4个。
4.根据权利要求3所述的一种主动卸载预应力钢管柱，其特征在于：所述锚固端(3)为夹片式锚具、支撑式锚具或锥塞式锚具中的一种，且焊接在所述管柱本体(1)外周壁上。
5.根据权利要求4所述的一种主动卸载预应力钢管柱，其特征在于：所述拉张端(4)为拉张锚具，且焊接在所述管柱本体(1)外周壁上。
6.根据权利要求5所述的一种主动卸载预应力钢管柱，其特征在于：所述钢绞线(2)与所述管柱本体(1)轴线平行。
7.根据权利要求1所述的一种主动卸载预应力钢管柱，其特征在于：所述管柱本体(1)顶面沿径向向内延伸形成加强凸缘(102)，且所述加强凸缘(102)与所述管柱本体(1)为一体结构。
8.根据权利要求1所述的一种主动卸载预应力钢管柱，其特征在于：所述钢绞线(2)采用包括但不限于规格为的钢绞线。
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