CN1975061A - 钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱 - Google Patents
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Abstract
钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，它属于一种建筑结构构件，特别涉及一种钢管混凝土柱，为了解决普通方形、矩形或多边形钢管混凝土柱中钢管壁厚大、焊接困难、用钢量大、钢管对混凝土约束作用不强、材料强度未得到充分利用，而带钢板加劲肋或约束拉杆钢管混凝土柱构造复杂、用钢量大、造价高等问题。本发明包括方形、矩形或多边形钢管、钢筋加劲肋和内填混凝土，用内填混凝土填充的钢管为方形、矩形或多边形钢管，在方形、矩形或多边形钢管的内壁沿方形、矩形或多边形钢管的轴线方向焊接有钢筋加劲肋。本发明是一种构造简单、施工方便、造价低，承载力高、延性好、抗震性能优越、施工方便、经济性好的新型方形、矩形或多边形钢管混凝土柱。
Description
技术领域
本发明属于一种建筑结构构件，特别涉及一种钢管混凝土柱。
背景技术
方形、矩形或多边形钢管混凝土由于外包钢管对混凝土的约束作用，可有效改善混凝土的延性。与钢筋混凝土柱相比方形、矩形或多边形钢管混凝土具有承载力高、延性好、节省模板、施工速度快等优点；与圆钢管混凝土柱相比具有截面抗弯刚度大、节点构造简单、易于装修等特点，受到广大业主的欢迎，工程应用日益增多。但由于方形、矩形或多边形钢管截面由多个直边组成，同一截面处钢管对核心混凝土的约束作用不均匀，角部约束最强，直边中部约束最弱，故方形、矩形或多边形钢管混凝土的承载力、延性较同等截面尺寸的圆钢管混凝土低，且管壁易发生局部屈曲，使得钢材和混凝土的强度不能充分利用。为避免钢板过早出现局部屈曲，要限制方形、矩形或多边形钢管宽厚比，使钢板管壁较厚，增加了用钢量和焊接难度。目前出现了采用设置钢板加劲肋或约束拉杆的方法，来防止钢板发生局部屈曲和提高钢管对核心混凝土的约束作用。但带钢板加劲肋的钢管混凝土柱存在用钢量大、加工制作成本高等缺点；而带约束拉杆的钢管混凝土柱存在约束拉杆造价高、钢管大量开孔、浇筑混凝土易跑浆、施工复杂等缺点，工程应用不多。
发明内容
为了解决普通方形、矩形或多边形钢管混凝土柱中钢管壁厚大、焊接困难、用钢量大、钢管对混凝土约束作用不强、材料强度未得到充分利用，而带钢板加劲肋或约束拉杆钢管混凝土柱构造复杂、用钢量大、造价高等问题，本发明提供了一种钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱。
本发明包括方形、矩形或多边形钢管、钢筋加劲肋和内填混凝土，用内填混凝土填充的钢管为方形、矩形或多边形钢管，在方形、矩形或多边形钢管的内壁沿方形、矩形或多边形钢管的轴线方向焊接有钢筋加劲肋。
本发明是一种构造简单、施工方便、造价低，能够有效防止方形、矩形或多边形钢管发生局部屈曲，增强钢管与混凝土协同工作的构造措施，从而获得一种承载力高、延性好、抗震性能优越、施工方便、经济性好的新型方形、矩形或多边形钢管混凝土柱。
本发明提出的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱具有下列优点：
1、与圆钢管混凝土柱相比具有截面抗弯刚度大、节点构造简单、易于装修等特点。
2、改善了普通方形、矩形或多边形钢管混凝土柱中钢管对混凝土约束作用不强且不均匀的特点，可有效防止钢板发生局部屈曲，从而增大钢管壁的宽厚比限值，减小钢管壁厚、节约钢材、降低焊接难度，使钢材和混凝土的强度得到充分利用。钢管对混凝土的有效约束作用可进一步提高方形、矩形或多边形钢管混凝土柱的承载力和延性，改善其抗震性能。
3、克服了带约束拉杆方形、矩形或多边形钢管混凝土柱约束拉杆造价高、钢管大量开孔、浇筑混凝土易跑浆、施工复杂等缺点。
4、克服了带钢板加劲肋的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱用钢量大、加工制作成本高等缺点，同时通过拉接筋可增强钢管与混凝土间的协同工作，使其延性和承载力得到进一步提高。
附图说明
图1是钢筋加劲肋2的结构示意图，图2是具体实施方式二的结构示意图，图3是具体实施方式三的结构示意图，图4是具体实施方式四的结构示意图，图5是具体实施方式五的结构示意图，图6是本发明的整体结构示意图，图7是本发明的设置有拉接钢筋的整体结构示意图，图8是本发明的钢筋加劲的方形钢管混凝土柱的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图6、图7和图8具体说明本实施方式，本实施方式由方形、矩形或多边形钢管1、钢筋加劲肋2和内填混凝土4组成，用内填混凝土4填充的钢管为方形、矩形或多边形钢管1，在方形、矩形或多边形钢管1的内壁沿方形、矩形或多边形钢管1的轴线方向焊接有钢筋加劲肋2。它还包括拉接钢筋3，拉接钢筋3设置在钢筋加劲肋2之间。本发明所述的方形、矩形或多边形钢管1采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成；方形、矩形或多边形钢管1的长度与最小截面宽度之比≤30。钢筋加劲肋2和拉接钢筋3可由直径为6～12mm的HPB235或HRB335钢筋冷弯加工而成。钢筋加劲肋2的肋端轮廓为方形、三角形或梯形。内填混凝土4可采用素混凝土、钢筋混凝土或钢骨混凝土；其中，混凝土可以是普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土，钢骨可以是型钢构件或焊接组合截面钢构件。
具体实施方式二：下面结合图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式根据方形、矩形或多边形钢管截面形状、钢板壁厚等参数确定合理的钢筋种类和直径，将钢筋加劲肋2利用单面或双面角焊缝沿钢管1轴线焊接在钢管1的钢板内壁上，钢筋加劲肋2的长度与方形、矩形或多边形钢管1等长，其它组成及连接关系同具体实施方式一。
具体实施方式三：下面结合图3具体说明本实施方式，本实施方式的方形、矩形或多边形钢管1的钢板宽厚大，在各面钢板内侧增设钢筋加劲肋2，以降低钢板的宽厚比，增强钢管1与内填混凝土4的协同工作，其它组成及连接关系同具体实施方式一。
具体实施方式四：下面结合图4具体说明本实施方式，本实施方式中方形、矩形或多边形钢管1的截面尺寸大，在各面钢板内侧钢筋加劲肋2之间增设拉接钢筋3，有效降低钢板的宽厚比，以增强钢管1与内填混凝土4的协同工作，其它组成及连接关系同具体实施方式一。
具体实施方式五：下面结合图5具体说明本实施方式，本实施方式中将焊有钢筋加劲肋2的钢板组拼焊接成方形、矩形及多边形截面钢管1；对截面尺寸大的钢管在钢筋加劲肋间设置拉接钢筋3；在钢管1中内填素混凝土或钢筋混凝土或钢骨混凝土即形成带钢筋加劲肋2和拉接钢筋3的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其它组成及连接关系同具体实施方式一或具体实施方式二或具体实施方式三或具体实施方式四。
钢筋加劲肋一侧锚固在混凝土中，一侧焊接在钢管内壁，或通过拉接钢筋将一组钢筋加劲肋联系在一起，增强了钢管与混凝土之间的相互作用，可有效抑制钢板发生局部屈曲，使钢管对混凝土的约束作用增强，改善了混凝土的延性，从而能够较为充分的发挥钢材与混凝土这两种材料的各自优点，使新型多边形钢管混凝土柱具有承载力高、延性好、抗震性能优越、施工方便、经济性好的特点。
Claims (9)
1、钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，它包括方形、矩形或多边形钢管(1)、钢筋加劲肋(2)和内填混凝土(4)，用内填混凝土(4)填充的钢管为方形、矩形或多边形钢管(1)，其特征在于在方形、矩形或多边形钢管(1)的内壁沿方形、矩形或多边形钢管(1)的轴线方向焊接有钢筋加劲肋(2)。
2、根据权利要求1所述的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其特征在于它还包括拉接钢筋(3)，拉接钢筋(3)设置在钢筋加劲肋(2)之间。
3、根据权利要求1所述的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其特征在于所述的多边形钢管(1)为边数≥4的正多边形钢管。
4、根据权利要求1或3所述的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其特征在于所述的方形、矩形或多边形钢管(1)采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。
5、根据权利要求1所述的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其特征在于所述的钢筋加劲肋(2)的肋端轮廓为方形、三角形或梯形。
6、根据权利要求1或2所述的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其特征在于所述的钢筋加劲肋(2)和拉接钢筋(3)由HPB235或HRB335钢筋冷弯加工而成。
7、根据权利要求1所述的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其特征在于所述的内填混凝土(4)采用素混凝土，其中混凝土为普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土。
8、根据权利要求1所述的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其特征在于所述的内填混凝土(4)采用钢筋混凝土，其中混凝土是普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土。
9、根据权利要求1所述的钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱，其特征在于所述的内填混凝土(4)采用钢骨混凝土，其中钢骨是型钢构件或焊接组合截面钢构件，混凝土是普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土。
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