CN203007818U - 一种scs钢管混凝柱形结构件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SCS钢管混凝柱形结构件，包括外钢管、内钢管和由填充于外钢管与内钢管之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构，内钢管为圆形钢管，外钢管和内钢管呈同轴布设；内钢管外径为Φ102～Φ2000mm，外钢管和内钢管的壁厚均为4～100mm，A1︰A2=1︰（0.6～0.8），其中A1=a1+b1，a1为外钢管的横截面积且b1为外钢管内侧中空部的横截面积，A2=π·r²且r为内钢管的外径。本实用新型结构简单、设计合理、施工方便且施工成本较低、力学性能优良、使用效果好，能解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、外侧钢管与其内部混凝土之间连接性能差、外侧钢管对内部混凝土的套箍作用小等问题。

Description

一种SCS钢管混凝柱形结构件

技术领域

本实用新型涉及一种钢管混凝土结构件，尤其是涉及一种SCS钢管混凝柱形结构件。

背景技术

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土后形成的结构。钢和混凝土两种材料相互弥补彼此的弱点，充分发挥彼此的长处，使钢管混凝土具有很高的承载力，并具有优良的力学性能。现如今，钢管混凝土结构在海洋平台与大跨、重载、轻型桥梁等结构中有着越来越广泛的应用，且所采用的钢管混凝土结构主要有圆形、方形、矩形等截面形式。但是，目前所使用的钢管混凝土结构件普遍存在结构自重大、施工不便等缺陷，因而在很大程度上限制了钢管混凝土结构的发展应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种SCS钢管混凝柱形结构件，其结构简单、设计合理、施工方便且施工成本较低、力学性能优良、使用效果好，能解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、外侧钢管与其内部混凝土之间的连接性能差、外侧钢管对内部混凝土的套箍作用小等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种SCS钢管混凝柱形结构件，其特征在于：包括外钢管、套装于外钢管内部的内钢管和由填充于外钢管与内钢管之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构，所述内钢管为圆形钢管，且所述圆形钢管布设于外钢管的内侧中部；所述外钢管和内钢管呈同轴布设；所述内钢管的外径为Φ102mm～Φ2000mm，所述外钢管和内钢管的壁厚均为4mm～100mm，且A1︰A2=1︰（0.6～0.8），其中A1=a1+b1，a1为外钢管的横截面积且b1为外钢管内侧中空部的横截面积，A2=π·r²且r为内钢管的外径。

上述一种SCS钢管混凝柱形结构件，其特征是：所述外钢管的横截面为圆形、长方形或正多边形。

上述一种SCS钢管混凝柱形结构件，其特征是：所述混凝土结构为碳纤维混凝土结构。

上述一种SCS钢管混凝柱形结构件，其特征是：所述外钢管的横截面积优选为4m²～10m²，且所述外钢管和内钢管的壁厚均优选为18mm～25mm。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且施工成本较低。

2、结构轻盈且抗震与抗扭性能良好。

3、施工方便且使用效果好，所施工成型的SCS钢管混凝柱形结构件的力学性能好且结构轻盈，内外两层钢管之间通过所浇注的混凝土连接成为一个整体。实际使用时，本实用新型能充分改善钢管混凝土结构自重大、施工不便等缺陷，其利用外钢管较大的截面积来提供较大的截面抗扭与抗弯惯性矩，利用内钢管有效减小混凝土体积来减轻自重，并且夹层混凝土处于三向受压状态并将内外钢管连成整体。因而，本实用新型能充分发挥钢管混凝土节点所具有的形式简单、易于施工等优点，截面的相对惯性矩较大，抗震、抗扭性能好，能有效克服钢管与其内部混凝土之间的连接性能差、外侧钢管对内部混凝土的套箍作用小等缺点，本实用新型利用内置的圆钢管增强对混凝土的套箍作用，并利用内钢管有效混凝土体积来减轻自重的目的。

4、内外钢管之间所浇注的混凝土既可以采用普通混凝土，也可以采用碳纤维混凝土。并且，所采用的碳纤维混凝土中所添加碳纤维的含量为质量百分含量在0.6%左右，可将混凝土的抗拉强度和抗拉延性分别提高30%和25%。碳纤维是由碳纤维长丝经过短切机械切制而成，长度一般以mm为单位，外形为一定长度的绒须，具有轻质、高强、高模、耐腐蚀、导电、屏蔽性能好、吸波性高等特点，且具有分散均匀，喂料方式多样，工艺简单的优点。混凝土中加入适量的短切碳纤维，可以提高混凝土的抗拉强度、抗强度和抗冲击性能，降低干缩，改善耐磨性能，且这种混凝土较普通混凝土质量轻，具有一定的隔热性能和减震性能。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、施工方便且施工成本较低、力学性能优良、使用效果好，能有效解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、外侧钢管与其内部混凝土之间的连接性能差、外侧钢管对内部混凝土的套箍作用小等多种问题。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的顶部结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的结构示意图。

图4为本实用新型实施例2的顶部结构示意图。

图5为本实用新型实施例3的结构示意图。

附图标记说明:

1—外钢管；2—内钢管；3—混凝土结构。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，本实施例中，本实用新型包括外钢管1、套装于外钢管1内部的内钢管2和由填充于外钢管1与内钢管2之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构3，所述内钢管2为圆形钢管，且所述圆形钢管布设于外钢管1的内侧中部。所述外钢管1和内钢管2呈同轴布设。所述内钢管2的外径为Φ102mm～Φ2000mm，所述外钢管1和内钢管2的壁厚均为4mm～100mm，且A1︰A2=1︰（0.6～0.8），其中A1=a1+b1，a1为外钢管1的横截面积且b1为外钢管1内侧中空部的横截面积，A2=π·r²且r为内钢管2的外径。

本实施例中，所述内钢管2的外径为Φ200mm且其壁厚为15mm。实际使用时，可根据具体需要，将所述内钢管2的外径在Φ102mm～Φ2000mm的范围内进行相应调整，并将内钢管2的壁厚在4mm～100mm的范围内进行相应调整。

实际加工时，所述外钢管1的横截面为圆形、长方形或正多边形。

本实施例中，所述外钢管1的横截面为正方形。

具体加工时，所述外钢管1的横截面也可以采用长方形、圆形、其它正多边形等形状。

本实施例中，A1︰A2=1︰0.7。实际使用时，可根据具体需要，将A1︰A2的比例值在1︰（0.6～0.8）的范围内进行相应调整。

本实施例中，所述混凝土结构3为碳纤维混凝土结构。

实际加工时，所述外钢管1和内钢管2的壁厚均优选为18mm～25mm，且A1优选为4m²～10m²。

本实施例中，所述外钢管1的壁厚为20mm，且A1=D²=6m²，其中D为所述外钢管1的外侧壁边长。实际使用时，可根据具体需要将A1在4m²～10m²的范围内进行相应调整，并将外钢管1的壁厚在4mm～100mm的范围内进行相应调整。

实际施工时，当所施工的柱形结构件用于房屋建筑、桥梁等领域时，所述内钢管2和外钢管1的壁厚优选在4mm～66mm的范围内进行相应调整。当所施工的柱形结构件用于海洋平台时，所述内钢管2和外钢管1的壁厚优选在12mm～100mm的范围内进行相应调整。

实施例2

如图3、图4所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述外钢管1的横截面为圆形，A1︰A2=1︰0.6，所述外钢管1和内钢管2的壁厚均为25mm，A1=π·R²=10m²，其中R为外钢管1的外径。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例1相同。

实施例3

如图5所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述外钢管1的横截面为正六边形，A1︰A2=1︰0.8，所述外钢管1和内钢管2的壁厚均为25mm，A1=8m²，其中外钢管1内侧中空部的横截面为正六边形孔，且A1=所述外钢管1的横截面积+所述正六边形孔的横截面积。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例1相同。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种SCS钢管混凝柱形结构件，其特征在于：包括外钢管（1）、套装于外钢管（1）内部的内钢管（2）和由填充于外钢管（1）与内钢管（2）之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构（3），所述内钢管（2）为圆形钢管，且所述圆形钢管布设于外钢管（1）的内侧中部；所述外钢管（1）和内钢管（2）呈同轴布设；所述内钢管（2）的外径为Φ102mm～Φ2000mm，所述外钢管（1）和内钢管（2）的壁厚均为4mm～100mm，且A1︰A2=1︰（0.6～0.8），其中A1=a1+b1，a1为外钢管（1）的横截面积且b1为外钢管（1）内侧中空部的横截面积，A2=π·r²且r为内钢管（2）的外径。

2.按照权利要求1所述的一种SCS钢管混凝柱形结构件，其特征在于：所述外钢管（1）的横截面为圆形、长方形或正多边形。

3.按照权利要求1或2所述的一种SCS钢管混凝柱形结构件，其特征在于：所述混凝土结构（3）为碳纤维混凝土结构。

4.按照权利要求1或2所述的一种SCS钢管混凝柱形结构件，其特征在于：所述外钢管（1）和内钢管（2）的壁厚均优选为18mm～25mm，且A1优选为4m²～10m²。

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