CN206800795U - 一种中空多腔钢管混凝土柱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种中空多腔钢管混凝土柱，包括外包钢管、内置中空钢管、混凝土、钢筋笼以及腔体隔板，所述外包钢管和内置中空钢管的中心相同，所述外包钢管和内置中空钢管之间焊接有腔体隔板，所述钢筋笼置于由腔体隔板、内置中空钢管及外包钢管形成的腔体内，所述混凝土填充于各个腔体以及钢筋笼内。本实用新型内置中空钢管混凝土柱在不降低钢管混凝土承载力和竖向刚度前提下，能够减少混凝土用量，节约材料，利于环境保护，减小结构自重，且能够提高混凝土的抗火性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种中空多边多腔内置钢筋笼钢管自密实自应力高强混凝土柱，属于土木工程中的组合结构领域。
背景技术
钢管混凝土柱是房屋建筑、桥梁结构等工程中最重要的构件之一。钢管混凝土能够充分发挥钢材和混凝土两种材料的优势，实现1+1大于2的效益。钢管内填混凝土，能够防止钢管壁过早出现塑性屈曲，而外钢管壁对混凝土提供环向约束，使得混凝土处于三向受压状态，提高混凝土的强度。
由于混凝土硬化过程中的自收缩变形，使得钢管混凝土出现麻面、脱空等工程问题，对钢管混凝土的极限承载力、延性和耗能能力具有极大危害。工程上可考虑采用自密实自应力混凝土，使得混凝土产生初始自应力，提高混凝土浇筑质量，解决混凝土脱空和麻面等工程问题。
近年来，多腔钢管混凝土柱以其较大的优势快速发展起来。多腔钢管混凝土柱整体性好、强度和刚度大，截面形式多样，能够适用于多种建筑结构形式，尤其适用于高层、超高层，大跨桥梁等结构工程中。
中空钢管混凝土柱在能够保证钢管混凝土柱的承载力和竖向刚度条件下，能够节省混凝土材料用量，提高钢管混凝土柱的抗震性能和抗火性能。且自应力混凝土使得中空内钢管初始受压，在外荷载作用下，延缓了内钢管壁的塑性屈曲，在一定程度上提高了钢管混凝土柱的极限承载力。
目前，现有的混凝土柱不能充分发挥多腔钢管混凝土、中空钢管混凝土与自应力混凝土的组合优势，为了适应建筑结构形式多样化的快速发展，有必要发明一种混凝土柱，能够同时解决现有混凝土柱脱空、麻面等工程问题，并达到节约材料用量的目的，从而为工程实际应用提供参考。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种中空多腔钢管混凝土柱，包括外包钢管、内置中空钢管、混凝土、钢筋笼以及腔体隔板，所述外包钢管和内置中空钢管的中心相同，所述外包钢管和内置中空钢管之间焊接有腔体隔板，所述钢筋笼置于由腔体隔板、内置中空钢管及外包钢管形成的腔体内，所述混凝土填充于各个腔体以及钢筋笼内。腔体内设置钢筋笼可以提高混凝土柱的整体刚度，所述的腔体隔板采用与内置中空钢管强度等级相同的钢板，钢板厚度根据工程设计需要确定。
优选的，所述钢筋笼由竖向纵筋和环向螺旋箍筋组成。钢筋笼的数量、分布和选取可依据工程设计和相关规范进行选取。
优选的，所述外包钢管的截面形式为圆形、矩形、五边形、六边形或异形。
优选的，所述内置中空钢管的截面形式为圆形或椭圆形，其最小内直径不小于外包钢管的内切圆的直径的1/2。
优选的，所述混凝土为自密实自应力高强混凝土，自应力值范围为3～5MPa，所述自应力值的产生可采用高强自应力硫铝酸盐水泥或MgO和豹鸣系列高效膨胀剂制得。
本实用新型具有如下优点：
1.本实用新型中外包钢管的截面形式多样，灵活多变，适用于多种房屋建筑结构和大型桥梁结构等工程中的应用。
2.内填的自密实自应力混凝土能够解决钢管混凝土脱空、麻面等工程问题，提高混凝土的浇筑质量；且内填的自应力混凝土在钢管约束条件下产生初始自应力，使得内中空钢管壁受压，在外荷载作用下，延缓了内钢管壁的局部屈曲，在一定程度上提高了钢管混凝土的极限承载力。
3.多腔钢管混凝土整体性好，腔体隔板将外部钢管和内置中空钢管之间的空间分为多个腔体，每个腔体内的混凝土均为三向受压状态。腔体内设置钢筋笼提高了每个腔体的竖向刚度，并对腔体内核心混凝土起到一定约束效果。各腔体通过腔体隔板和内置中空钢管形成相互连接紧密的竖筒结构，在很大程度上提高了钢管混凝土的承载力、延性和抗震性能。
4.内置中空钢管混凝土柱在不降低钢管混凝土承载力和竖向刚度前提下，能够减少混凝土用量，节约材料，利于环境保护，减小结构自重，且能够提高混凝土的抗火性能。
附图说明
图1为外包钢管为矩形截面、内置中空钢管为圆形截面的结构平面图；
图2为外包钢管为五边形截面、内置中空钢管为圆形截面的结构平面图；
图3为外包钢管为六边形截面、内置中空钢管为圆形截面的结构平面图；
图4为外包钢管为矩形截面、内置中空钢管为椭圆形截面的结构平面图；
图中标记：1、外包钢管，2、内置中空钢管，3、混凝土，4、钢筋笼，5、腔体隔板，6、竖向纵筋，7、环向螺旋箍筋。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
一种中空多腔钢管混凝土柱，包括外包钢管1、内置中空钢管2、混凝土3、钢筋笼4以及腔体隔板5，所述外包钢管1和内置中空钢管2的中心相同，所述外包钢管1和内置中空钢管2之间焊接有腔体隔板5，所述钢筋笼4置于由腔体隔板5、内置中空钢管2及外包钢管1形成的腔体内，所述混凝土3填充于各个腔体以及钢筋笼4内。腔体内设置钢筋笼4可以提高混凝土柱的整体刚度，所述的腔体隔板5采用与内置中空钢管2强度等级相同的钢板，钢板厚度根据工程设计需要确定。
如图1所示，外包钢管1选用正方形，内置中空钢管2为圆形。
如图2所示，外包钢管1选用五边形，内置中空钢管2为圆形。
如图3所示，外包钢管1选用六边形，内置中空钢管2为圆形。
如图4所示，外包钢管1选用矩形，内置中空钢管2为椭圆形。
所述钢筋笼4由竖向纵筋6和环向螺旋箍筋7组成。钢筋笼4的数量、分布和选取可依据工程设计和相关规范进行选取。
所述混凝土3为自密实自应力高强混凝土，自应力值范围为3～5MPa，所述自应力值的产生可采用高强自应力硫铝酸盐水泥或MgO和豹鸣系列高效膨胀剂制得。
本实用新型可通过以下步骤制作：
步骤1：首先将腔体隔板5焊接至内置中空钢管2上；
步骤2：将绑扎好的钢筋笼4垂直放入腔体内，并进行定位；
步骤3：将外包钢管1分片焊接在腔体隔板5上；
步骤4：在外包钢管1角点连接处施焊；
步骤5：在各腔体内灌注自密实自应力高强混凝土3，并密封养护。
本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (5)
1.一种中空多腔钢管混凝土柱，其特征在于：包括外包钢管（1）、内置中空钢管（2）、混凝土（3）、钢筋笼（4）以及腔体隔板（5），所述外包钢管（1）和内置中空钢管（2）的中心相同，所述外包钢管（1）和内置中空钢管（2）之间焊接有腔体隔板（5），所述钢筋笼（4）置于由腔体隔板（5）、内置中空钢管（2）及外包钢管（1）形成的腔体内，所述混凝土（3）填充于各个腔体以及钢筋笼（4）内。
2.如权利要求1所述的一种中空多腔钢管混凝土柱，其特征在于：所述钢筋笼（4）由竖向纵筋（6）和环向螺旋箍筋（7）组成。
3.如权利要求1或2所述的一种中空多腔钢管混凝土柱，其特征在于：所述外包钢管（1）的截面形式为圆形、矩形、五边形、六边形或异形。
4.如权利要求3所述的一种中空多腔钢管混凝土柱，其特征在于：所述内置中空钢管（2）的截面形式为圆形或椭圆形，其最小内直径不小于外包钢管（1）的内切圆的直径的1/2。
5.如权利要求4所述的一种中空多腔钢管混凝土柱，其特征在于：所述混凝土（3）为自密实自应力高强混凝土。
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|---|---|---|---|---|
| CN108532830A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-14 | 青岛理工大学 | 外方内圆拼接柱及其施工方法 |
| CN108560825A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-21 | 青岛理工大学 | 圆形中空夹层拼接柱及其施工方法 |
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| CN110747991A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-04 | 北京工业大学 | 一种多腔体的巨型方钢管混凝土构件 |
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