CN113502920A - 装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑工程的领域，尤其是涉及一种装配式绿色房屋建筑的钢‑混凝土结构，包括外钢管，外钢管内设有共轴的内钢管，外钢管的外壁与内钢管的内壁保持距离，内钢管中灌注混凝土，所述内钢管与外钢管之间连接有距离保持器，距离保持器中穿设导热金属管，导热金属管内设有电加热棒，外钢管与内钢管之间设置保温材料或加温装置。本申请采用内钢管和外钢管的双层钢管结构，使内钢管与外钢管之间具有空气隔热层，也可在空气隔热层内设置保温材料或加温装置，从而使内钢管中的混凝土不会受冻；大大减少了混凝土的用量，使混凝土凝固时间大大缩短，使混凝土凝固前保护其免于受冻的时间缩短，从而降低施工成本。
Description
技术领域
本申请涉及建筑工程的领域，尤其是涉及一种装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构。
背景技术
与混凝土结构相比，钢结构体系构件可标准化生产、施工周期短、质量易控制、材料可回收，是一种优良的结构体系。钢结构建筑通常由型钢和钢板制成的梁、柱、桁架等构件构成承重结构，其与屋面、楼面和墙面等围护结构，共同组成整栋的建筑物。钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好。
但在寒冷地区，长期处于低温环境下的钢结构会发生冷脆现象，导致强度明显降低，因此多采用钢-混凝土组合梁、柱来构成建筑，来降低纯钢结构建筑受低温的影响。目前的钢-混凝土组合梁、柱多采用在钢管内插钢筋并灌注混凝土的方式，由于钢管传热快，寒冷天气下新灌注的混凝土受冻后会达不到设计强度，而许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的，所以如何解决寒冷天气下钢-混凝土梁、柱的混凝土受冻问题，是行业难题。
发明内容
为了解决寒冷天气下钢-混凝土梁、柱的混凝土受冻问题，本申请提供一种装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构。
本申请提供的一种装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构采用如下的技术方案：
一种装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，包括外钢管，外钢管内设有共轴的内钢管，外钢管的内壁与内钢管的外壁保持距离，内钢管中灌注混凝土，所述内钢管与外钢管之间连接有距离保持器，距离保持器中穿设导热金属管，导热金属管内设有电加热棒，外钢管与内钢管之间设置保温材料或加温装置。
通过采用上述技术方案，采用内钢管和外钢管的双层钢管结构，使内钢管与外钢管之间具有空气隔热层，也可在空气隔热层内设置保温材料或加温装置，从而使内钢管中的混凝土不会受冻。
另外，用距离保持器连接内钢管与外钢管，一方面使内钢管与外钢管保持距离从而构成空气隔热层，另一方面保证了外钢管中未灌注混凝土的空间具有良好的结构强度，还能大大减少混凝土的用量，使混凝土凝固时间大大缩短，使混凝土凝固前保护其免于受冻的时间缩短，从而降低施工成本。
可选的，所述距离保持器成对设置，每一对距离保持器关于内钢管的中轴线对称，距离保持器包括套筒，套筒一端设有第一挡板，套筒另一端设有第二挡板，套筒穿过外钢管和内钢管的壁伸至内钢管内，套筒朝外的一端封闭，第一挡板用于抵住内钢管的内壁，第二挡板用于抵住外钢管的外壁，一对距离保持器通过导热金属管连接，导热金属管贯穿一对距离保持器，导热金属管的两端螺纹连接螺母，螺母位于套筒外。
通过采用上述技术方案，套筒的长度即为内钢管与外钢管之间的距离，安装好一对距离保持器即可使内钢管无法沿导热金属管的长度方向移动，而导热金属管既起到结构筋的作用，又起到对刚浇灌的混凝土加热防冻的作用。
可选的，所述套筒内壁固定有保持架，导热金属管贯穿保持架，保持架使导热金属管的中轴线垂直于内钢管的中轴线。
通过采用上述技术方案，保持架使导热金属管不会被混凝土压弯，使导热金属管呈笔直状态，施工时可通过测量导热金属管两端的位置是否一致来判断外钢管是否水平或竖直。例如：若外钢管用于立柱，则看导热金属管两端的高度是否相同，若相同则立柱为竖直状态，否则立柱倾斜；若外钢管用于横梁，则看导热金属管两端的水平坐标是否相同，若相同则横梁为水平状态，否则横梁倾斜。
可选的，所述加温装置包括白炽灯，套筒的壁上设有供白炽灯的电线穿出的第一穿线孔，套筒朝外的一端设有供白炽灯的电线穿出的第二穿线孔。
通过采用上述技术方案，用白炽灯作为加热源，具有成本低的优点，而且待混凝土凝固后不需要取暖时，直接拉断电线，白炽灯可留在外钢管内不用取出。
可选的，所述第二挡板与套筒外壁采用螺纹连接。
通过采用上述技术方案，当第二挡板相对于套筒旋转时，可以调节第二挡板与第一挡板的距离，从而根据内钢管的实际尺寸来调节外钢管内壁与内钢管外壁的间距。
可选的，所述内钢管长度方向上的相邻两根导热金属管互相垂直。
通过采用上述技术方案，使若干根导热金属管纵横交错，达到类似于钢筋笼的功能效果。
可选的，所述内钢管长度方向上的所有导热金属管等距分布。
通过采用上述技术方案，能够使钢-混凝土梁或柱长度方向上的结构强度均匀。
可选的，所述套筒两端粗、中间细，套筒外壁从中间到两端逐渐变粗。
通过采用上述技术方案，提高了套筒抗轴向压力、抗径向压力的性能。
可选的，所述外钢管长度方向的两端设有法兰板。
通过采用上述技术方案，提高了两段钢-混凝土梁或柱的连接稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.采用内钢管和外钢管的双层钢管结构，使内钢管与外钢管之间具有空气隔热层，也可在空气隔热层内设置保温材料或加温装置，从而使内钢管中的混凝土不会受冻；
2.大大减少了混凝土的用量，使混凝土凝固时间大大缩短，使混凝土凝固前保护其免于受冻的时间缩短，从而降低施工成本。
附图说明
图1是本申请实施例中装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构的俯视图；
图2是本申请实施例中装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构的立体图；
图3是图1的A-A方向剖视图；
图4是图3中A部放大图。
附图标记说明：1、外钢管；2、内钢管；3、距离保持器；4、导热金属管；5、电加热棒；6、套筒；7、第一挡板；8、第二挡板；9、螺母；10、保持架；11、白炽灯；12、第一穿线孔；13、第二穿线孔；14、法兰板；15、环形板；16、第一圆孔；17、第二圆孔。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构。参照图1，装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构包括外钢管1和内钢管2，内钢管2位于外钢管1内，外钢管1与内钢管2共轴且两端齐平。外钢管1和内钢管2均为方管，外钢管1的内壁与内钢管2的外壁围成“口”字形的空间，该空间内不灌注混凝土，仅内钢管2内灌注混凝土。内钢管2内灌注混凝土前需要先插入钢筋笼，钢筋笼与钢-混凝土梁或柱的长度相同。
参照图2，外钢管1长度方向的两端均成型有法兰板14，将两根外钢管1连接时，对准两块法兰板14，用螺栓锁紧两块法兰板14即可实现相邻两根钢-混凝土梁或相邻两根钢-混凝土柱的稳固连接。
参照图1，外钢管1与内钢管2围成的“口”字形空间内设置有距离保持器3，口”字形空间的四边内均具有距离保持器3。
参照图3和图4，外钢管1上设有第一圆孔16，内钢管2上设有第二圆孔17，距离保持器3穿于第一圆孔16和第二圆孔17内。第一圆孔16与第二圆孔17共轴且直径相同，第一圆孔16和第二圆孔17共用的轴线垂直于外钢管1的中轴线。
参照图4，距离保持器3包括套筒6和保持架10，套筒6的两端粗、中间细，且套筒6从两端向中间逐渐变细。套筒6的壁厚均匀，保持架10固定于套筒6内壁中间最窄处，保持架10呈圆环形且与套筒6共轴，保持架10的中心孔内穿设一根导热金属管4，导热金属管4的中轴线垂直于内钢管2的中轴线，导热金属管4与保持架10固定连接或滑动连接均可。
参照图4，套筒6一端一体成型有圆环形的第一挡板7，另一端的外侧壁通过螺纹连接六角螺母形状的第二挡板8，第一挡板7与第二挡板8之间的套筒6能够穿过第一圆孔16和第二圆孔17。套筒6穿过外钢管1和内钢管2的壁，使第一挡板7位于内钢管2内，第二挡板8位于外钢管1外。第一挡板7用于抵住内钢管2的内壁，第二挡板8用于抵住外钢管1的外壁，第一挡板7与第二挡板8之间套筒6的长度即为内钢管2与外钢管1之间的距离。
参照图4，距离保持器3成对设置，每一对距离保持器3关于内钢管2的中轴线对称，每一对距离保持器3通过一根导热金属管4连接，导热金属管4贯穿一对距离保持器3，导热金属管4内插电加热棒5，用于给内钢管2内的混凝土加热。内钢管2上相对的两侧连接的距离保持器3与另外两侧连接的距离保持器3不在同一高度，内钢管2长度方向上的所有导热金属管4等距分布，且内钢管2长度方向上的相邻两根导热金属管4互相垂直。距离保持器3的套筒6朝向内钢管2一端开口、另一端封闭，导热金属管4的两端均通过螺纹连接有螺母9，螺母9压在套筒6的封闭端外壁上。
参照图4，套筒6侧面预设有第一穿线孔12，套筒6的封闭端面上预设有第二穿线孔13，第一穿线孔12和第二穿线孔13均用于穿电线，电线连接白炽灯11，白炽灯11被电线吊于外钢管1与内钢管2之间。除了在外钢管1与内钢管2之间设置白炽灯11，还可以在外钢管1与内钢管2之间填充岩棉、泡沫板等保温材料。
本申请实施例提出的一种装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构的实施原理为：
采用内钢管2和外钢管1的双层钢管结构，使内钢管2与外钢管1之间具有空气隔热层，也可在空气隔热层内设置保温材料或加温装置（如白炽灯11），从而使内钢管2中的混凝土不会受冻。另外，用距离保持器3连接内钢管2与外钢管1，一方面使内钢管2与外钢管1保持距离从而构成空气隔热层，另一方面保证了外钢管1中未灌注混凝土的空间具有良好的结构强度，还能大大减少混凝土的用量，使混凝土凝固时间大大缩短，使混凝土凝固前保护其免于受冻的时间缩短，从而降低施工成本。
参照图4，上述钢-混凝土结构的施工步骤为：
第一步.先在内钢管2的所有第二圆孔17内插上套筒6，此时套筒6的外端未封闭；
第二步.将瓦楞纸板折成杆状插入套筒6的第一穿线孔12并插紧，瓦楞纸板使套筒6无法脱离第二圆孔17；
第三步.将内钢管2插入外钢管1中，使内钢管2与外钢管1的两端齐平；
第四步.用手将将白炽灯11从外钢管1的第一圆孔16塞入外钢管1内，并将白炽灯11上连接的电线从第一穿线孔12穿入套筒6内；
第五步.用手伸入套筒6，手托住套筒6内壁将套筒6拉入第一圆孔16内，并在套筒6上螺纹连接第二挡板8，使第二挡板8压紧外钢管1的外壁；
第六步.在套筒6内穿入导热金属管4，使导热金属管4穿过套筒6内的保持架10，并使导热金属管4贯穿内钢管2两侧的一对套筒6；
第七步.找一块环形板15，在环形板15上加工出第二穿线孔13，将套筒6内的电线穿过第二穿线孔13，然后将环形板15套于导热金属管4上，再将环形板15焊接固定于套筒6的外端；
第八步.在导热金属管4的两端螺纹连接螺母9，使螺母9压在环形板15上；
第九步.在导热金属管4内插电加热棒5，在外钢管1与内钢管2之间插保温材料（也可不插）；
第十步.将外钢管1定位于建筑的指定位置，需要加长外钢管1时用螺栓锁紧相邻外钢管1端部的法兰板14；
第十一步.在内钢管2中插钢筋笼，而后在内钢管2中灌注混凝土；
第十二步.气温低时开白炽灯11和电加热棒5给混凝土适当加温；
第十三步.混凝土养护结束时拉掉白炽灯11的电线，使白炽灯11留在外钢管1内，并从导热金属管4内取出电加热棒5。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，包括外钢管（1），外钢管（1）内设有共轴的内钢管（2），外钢管（1）的内壁与内钢管（2）的外壁保持距离，内钢管（2）中灌注混凝土，其特征在于：所述内钢管（2）与外钢管（1）之间连接有距离保持器（3），距离保持器（3）中穿设导热金属管（4），导热金属管（4）内设有电加热棒（5），外钢管（1）与内钢管（2）之间设置保温材料或加温装置。
2.根据权利要求1所述的装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，其特征在于：所述距离保持器（3）成对设置，每一对距离保持器（3）关于内钢管（2）的中轴线对称，距离保持器（3）包括套筒（6），套筒（6）一端设有第一挡板（7），套筒（6）另一端设有第二挡板（8），套筒（6）穿过外钢管（1）和内钢管（2）的壁伸至内钢管（2）内，套筒（6）朝外的一端封闭，第一挡板（7）用于抵住内钢管（2）的内壁，第二挡板（8）用于抵住外钢管（1）的外壁，一对距离保持器（3）通过导热金属管（4）连接，导热金属管（4）贯穿一对距离保持器（3），导热金属管（4）的两端螺纹连接螺母（9），螺母（9）位于套筒（6）外。
3.根据权利要求2所述的装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，其特征在于：所述套筒（6）内壁固定有保持架（10），导热金属管（4）贯穿保持架（10），保持架（10）使导热金属管（4）的中轴线垂直于内钢管（2）的中轴线。
4.根据权利要求2所述的装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，其特征在于：所述加温装置包括白炽灯（11），套筒（6）的壁上设有供白炽灯（11）的电线穿出的第一穿线孔（12），套筒（6）朝外的一端设有供白炽灯（11）的电线穿出的第二穿线孔（13）。
5.根据权利要求2所述的装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，其特征在于：所述第二挡板（8）与套筒（6）外壁采用螺纹连接。
6.根据权利要求2所述的装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，其特征在于：所述内钢管（2）长度方向上的相邻两根导热金属管（4）互相垂直。
7.根据权利要求6所述的装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，其特征在于：所述内钢管（2）长度方向上的所有导热金属管（4）等距分布。
8.根据权利要求2所述的装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，其特征在于：所述套筒（6）两端粗、中间细，套筒（6）外壁从中间到两端逐渐变粗。
9.根据权利要求1所述的装配式绿色房屋建筑的钢-混凝土结构，其特征在于：所述外钢管（1）长度方向的两端设有法兰板（14）。
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