CN112854602A - 一种中空波纹管夹层钢管混凝土柱 - Google Patents

一种中空波纹管夹层钢管混凝土柱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种中空波纹管夹层钢管混凝土柱,属于工业建筑、高层建筑、大跨度建筑、桥梁工程领域。中空波纹管夹层钢管混凝土柱的内钢管置于外钢管的管体内,外钢管与内钢管为同轴布置;外钢管与内钢管之间的管腔内填充自密实混凝土;所述的内钢管为中空波纹状管体。本发明提供的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,具有承载力高、延性好、抗屈曲能力强、增强核心混凝土约束作用、耐久性好、工厂预制程度高,能够实现标准化生产等优点。

Description

一种中空波纹管夹层钢管混凝土柱
技术领域
本发明涉及一种中空波纹管夹层钢管混凝土柱,属于工业建筑、高层建筑、大跨度建筑、桥梁工程领域。
背景技术
中空夹层钢管混凝土柱是在传统钢管混凝土柱基础上发展的一种新型结构柱,是由两根同心放置的钢管并在两者之间夹层浇筑混凝土而形成的组合构件。同传统钢管混凝土相比,中空波纹管夹层钢管混凝土柱具有自重轻、承载力高、塑性好、耐火性能好及制作与安装方便等优点,在高层或超高层以及工业建筑中具有广阔的应用前景。目前中空钢管混凝土柱主要有圆套圆、方套方、方套圆等几种结构形式,虽然现有的中空钢管混凝土柱具有较好的延性和承载能力,但在竖向荷载作用,由于内钢管壁较薄,极易过早出现向内凸屈现象,从而导致对混凝土的环向约束作用降低,而引起对构件延性及承载力的削弱,现尝试通过设置加劲肋等措施来改善此性能,但其施工过程过于繁琐,且效果甚微。故上述问题大大制约着中空钢管混凝土柱在土木工程中的应用发展。
发明内容
本发明针对上述问题提供了一种中空波纹管夹层钢管混凝土柱。
本发明采用如下技术方案:
本发明所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,包括外钢管,内钢管;所述的内钢管置于外钢管的管体内,外钢管与内钢管为同轴布置;外钢管与内钢管之间的管腔内填充自密实混凝土;所述的内钢管为中空波纹状管体。
本发明所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,所述的内钢管的外管壁布置固定钢架,固定钢架的边缘抵触在外钢管的内管壁上。
本发发明所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,所述的固定钢架由环向钢筋、若干个径向钢筋组成;所述的环向钢筋内焊接径向钢筋,径向钢筋沿环向钢筋的内圆周排列。
本发明所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,所述的外钢管为圆钢管,该钢管强度等级宜采用Q235钢材、Q355钢材、Q390钢材或Q420钢材。
本发明所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,所述的内钢管为镀锌波纹管,该钢管其强度等级宜采用Q235钢材、Q355钢材。
本发明所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,所述的环向钢筋或径向钢筋采用钢筋直径大于或等于6mm的光圆钢筋。
本发明所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,固定钢架布置在中空波纹状的内钢管的波谷位置。
有益效果
本发明提供的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,利用波纹钢管内外凹凸的波纹形状,相当于在原普通钢管内增设了加劲肋,使得结构抗压、抗屈曲能力增强,稳定性提高;利用其环向刚性的特点,能够有效地约束核心混凝土,形成机械咬合,减少混凝土收缩徐变带来的不利影响;波纹管表面镀锌后能够显著地提高其耐腐蚀性,从而解决内部钢管在使用寿命周期内的维护问题。此外,该柱还具有承载力高、延性好、工厂预制程度高,能够实现标准化生产等优点。
附图说明
图1为本发明中空波纹管夹层钢管混凝土柱的三维示意图;
图2为图1中A-A剖面图;
图3为图2中B-B剖面图;
图4为图2中C-C剖面图;
图5为固定钢架平面图;
图中:1、空腔;2、自密实混凝土;3、外钢管;4、内钢管;5、固定钢架;5-1环向钢筋;5-2径向钢筋。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3、图4所示:本发明提供的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,包括外钢管3,内钢管4;内钢管4置于外钢管3的管体内,外钢管3与内钢管4为同轴布置;外钢管3与内钢管4之间的管腔1内填充自密实混凝土2;内钢管4为中空波纹状管体。外钢管3为圆钢管,内钢管4为镀锌波纹管,外钢管3和内钢管4通过固定钢架5同心设置,并在两者之间夹层填充自密实混凝土2。外钢管3和内钢管4之间的夹层浇筑自密实混凝土2,其强度等级不宜低于C30。
作为本发明的中空波纹管夹层钢管混凝土柱的优选方案,外钢管3和内钢管4同心设置,使其在荷载作用下不致因构件结构形式而出现偏心受压。
作为本发明的中空波纹管夹层钢管混凝土柱的优选方案,外钢管3其强度等级宜为宜采用Q235钢材、Q355钢材、Q390钢材或Q420钢材。
作为本发明的中空波纹管夹层钢管混凝土柱的优选方案,内钢管4为镀锌波纹管,其强度等级宜采用Q235钢材、Q355钢材。利用波纹钢管内外凹凸的波纹形状,改善构件环向的抗屈曲能力,与混凝土之间形成机械咬合力,从而可有效地提高对核心混凝土的环向约束作用。
作为本发明的中空波纹管夹层钢管混凝土柱的优选方案,内钢管4为镀锌波纹管,波纹管表面镀锌后能够显著地提高其耐腐蚀性,能够解决内部钢管在使用寿命周期内的维护问题。
如图5所示:作为本发明的中空波纹管夹层钢管混凝土柱的优选方案,固定钢架5由环向钢筋5-1和径向钢筋5-2焊接而成;同时,固定钢架5外环向钢筋与外钢管点焊连接,内环向钢筋套箍在波纹管波谷位置。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种中空波纹管夹层钢管混凝土柱,其特征在于:包括外钢管,内钢管;所述的内钢管置于外钢管的管体内,外钢管与内钢管为同轴布置;外钢管与内钢管之间的管腔内填充自密实混凝土;所述的内钢管为中空波纹状管体。
2.根据权利要求1所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,其特征在于:所述的内钢管的外管壁布置固定钢架,固定钢架的边缘抵触在外钢管的内管壁上。
3.根据权利要求2所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,其特征在于:所述的固定钢架由环向钢筋、若干个径向钢筋组成;所述的环向钢筋内焊接径向钢筋,径向钢筋沿环向钢筋的内圆周排列。
4.根据权利要求1所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,其特征在于:所述的外钢管为圆钢管,该钢管强度等级采用Q235钢材、Q355钢材、Q390钢材或Q420钢材。
5.根据权利要求1所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,其特征在于:所述的内钢管为镀锌波纹管,该钢管其强度等级采用Q235钢材、Q355钢材。
6.根据权利要求3所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,其特征在于:所述的环向钢筋或径向钢筋采用钢筋直径大于或等于6mm的光圆钢筋。
7.根据权利要求2或3所述的中空波纹管夹层钢管混凝土柱,其特征在于:固定钢架布置在中空波纹状的内钢管的波谷位置。
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