CN207260437U - 混凝土组合柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混凝土组合柱，包括：基础柱体，包括混凝土柱及套管组件，混凝土柱包括相对设置的顶面、底面及连接顶面及底面的外周面，套管组件套接在混凝土柱的外周面；预应力筋，包括两个相对的端部，预应力筋设置于混凝土柱中且两个端部分别露出顶面及底面，在两个端部上设置有紧固件，紧固件抵靠于相应的顶面及底面；其中，套管组件包括相互套接的第一套管及第二套管，套管组件的最内侧为第一套管、最外侧为第二套管，第二套管的耐腐蚀度大于第一套管。本实用新型实施例提供的混凝土组合柱，具有较高的初始应力，承载能力强且安全可靠。

Description

混凝土组合柱

技术领域

本实用新型涉及建筑技术领域，特别是涉及一种混凝土组合柱。

背景技术

混凝土组合柱是房屋、桥梁、水工等各种工程结构中最基本的承重构件，常用作楼盖的支柱，桥墩、基础柱、塔架和桁架等建筑的压杆，应用十分广泛。

现有技术中的混凝土组合柱大多为采用混凝土与钢筋组合浇筑制成的柱体结构，混凝土组合柱采用上述形式存在一定的缺陷，主要为混凝土中无初始压应力，承载能力差，导致其在偏压或压弯状态下受拉侧混凝土容易开裂，影响混凝土组合柱的使用性能，无法保证建筑的安全。

因此，亟需一种新的混凝土组合柱。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种混凝土组合柱，具有较高的初始应力，承载能力强且安全可靠。

一方面，根据本实用新型实施例提出了一种混凝土组合柱，包括：基础柱体，包括混凝土柱及套管组件，混凝土柱包括相对设置的顶面、底面及连接顶面及底面的外周面，套管组件套接在混凝土柱的外周面；预应力筋，具有两个相对的端部，预应力筋设置于混凝土柱中且两个端部分别露出顶面及底面，在两个端部上设置有紧固件，紧固件抵靠于相应的顶面及底面；其中，套管组件包括相互套接的第一套管及第二套管，套管组件的最内侧为第一套管、最外侧为第二套管，第二套管的耐腐蚀度大于第一套管。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一套管为低碳钢管，第二套管为不锈钢管或纤维增强复合材料管。

根据本实用新型实施例的一个方面，预应力筋包括多根，多根预应力筋围绕混凝土柱的轴线分布。

根据本实用新型实施例的一个方面，预应力筋为预应力钢丝、预应力钢绞丝或预应力钢筋。

根据本实用新型实施例的一个方面，预应力筋沿混凝土柱的轴线方向延伸设置。

根据本实用新型实施例的一个方面，混凝土柱及套管组件沿着直线延伸或沿着弧线延伸。

根据本实用新型实施例的一个方面，顶面和底面上设置有连接法兰，以用于相邻两个混凝土组合柱或者混凝土组合柱与梁柱的对接。

根据本实用新型实施例的一个方面，套管组件与连接法兰之间预留有间隙；和/或，套管组件沿着其自身的径向设置有形变波纹凸起，形变波纹凸起形成于所述第一套管及所述第二套管的管壁。

根据本实用新型实施例的一个方面，混凝土柱还包括连通顶面及底面的空腔，空腔内设置有与空腔截面形状相匹配的空心管，混凝土柱通过空腔套接于空心管。

根据本实用新型实施例的一个方面，混凝土柱与预应力筋之间设置有分离管，分离管套设于预应力筋。

根据本实用新型实施例提供的混凝土组合柱，其包括基础柱体及预应力筋，基础柱体包括混凝土柱及套接在混凝土柱外周面的套管组件，预应力筋设置在混凝土柱中且预应力筋的两个端部设置有相应抵靠在混凝土柱顶面及底面的紧固件，通过紧固件、预应力筋及套管组件的共同作用能够给混凝土柱施加较高的初始预应力，增加混凝土组合柱的刚度及承载能力，能够延缓或避免混凝土柱裂开。同时，套管组件包括相互套接的第一套管及第二套管，第二套管的耐腐蚀度大于第一套管，使得套管组件在满足混凝土组合柱耐腐蚀要求的基础上，还能够降低混凝土组合柱的成本，且安全可靠。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一个实施例的混凝土组合柱的轴测图；

图2是图1所示混凝土组合柱的纵向剖切图；

图3是图1所示混凝土组合柱的俯视图；

图4是本实用新型另一个实施例的混凝土组合柱的轴测图；

图5是图4所示混凝土组合柱的局部剖切图；

图6是本实用新型又一个实施例的混凝土组合柱的轴测图；

图7是本实用新型再一个实施例的混凝土组合柱的正向视图。

其中：

10-基础柱体；

11-混凝土柱；111-顶面；112-底面；113-外周面；114-空腔；

12-套管组件；121-第一套管；122-第二套管；123-形变波纹凸起；

20-预应力筋；

30-紧固件；

40-分离管；

50-连接法兰；51-第一法兰孔；52-第二法兰孔；53-缺口；

60-空心管。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的混凝土组合柱的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图7根据本实用新型实施例的混凝土组合柱进行详细描述。

请参阅图1、图2及图3，图1示出了本实用新型一个实施例的混凝土组合柱的轴测图，图2示出了图1所示混凝土组合柱的纵向剖切图；图3示出了图1所示混凝土组合柱的俯视图。

本实用新型实施例提出了一种混凝土组合柱，包括基础柱体10及预应力筋20，基础柱体10包括混凝土柱11及套管组件12，混凝土柱11包括相对设置的顶面111、底面112及连接顶面111及底面112的外周面113，套管组件12套接在混凝土柱11的外周面113。预应力筋20具有两个相对的端部，预应力筋20设置于混凝土柱11中且两个端部分别露出顶面111及底面112，在两个端部上设置有紧固件30，紧固件30抵靠于相应的顶面111及底面112。其中，套管组件12包括相互套接的第一套管121及第二套管122，套管组件12的最内侧为第一套管121、最外侧为第二套管122，第二套管122的耐腐蚀度大于第一套管121。

本实用新型实施例提供的混凝土组合柱，具有较高的初始应力，承载能力强且安全可靠。

具体的，混凝土柱11可以采用素混凝土浇筑而成并沿着直线延伸，整体呈圆形柱状结构，位于混凝土柱11延伸方向的两个端面即为混凝土柱11的顶面111及底面112，外周面113为混凝土柱11圆弧形的侧壁面。预应力筋20包括八根且围绕混凝土柱11的轴线均匀分布于混凝土柱11中，预应力筋20可以根据承载要求靠近套管组件12的管壁设置，也可以与套管组件12的管壁相距预定的距离。预应力筋20采用预应力钢丝，八根预应力筋20沿着混凝土柱11的轴线方向延伸设置。本实施例中，八根预应力筋20的延伸方向与混凝土柱11的轴线平行，预应力筋20具有预定的拉应力，预应力筋20延伸出混凝土的两个端部上分别设置的紧固件30能够使得预应力筋20的拉应力通过紧固件30反作用于混凝土柱11。本实施例中，紧固件30采用锚具，具体可以为墩头锚具。位于混凝土柱11的顶面111侧的锚具抵靠于相应的顶面111，位于混凝土柱11的底面112侧的锚具抵靠在相应的底面112。套管组件12包括一个第一套管121及一个第二套管122，第一套管121位于套管组件12的最内侧并套接在混凝土柱11的外周面113，第一套管121可以采用低碳钢管，第二套管122位于套管组件12的最外侧并套接在第一套管121上，第二套管122可以采用不锈钢管。

由此，本实用新型实施例提供的混凝土组合柱，通过预应力筋20、紧固件30及套管组件12的共同作用，能够给混凝土柱11施加较高的初始预应力，能够充分利用套管组件12的力学性能，增加混凝土组合柱的刚度及承载能力，使得混凝土柱11在较低荷载水平下套管组件12也能够对混凝土柱11具有很好的约束，且能够延缓或避免混凝土柱11裂开。套管组件12包括相互套接的第一套管121及第二套管122，第二套管122的耐腐蚀能力大于第一套管121，使得套管组件12在满足混凝土组合柱耐腐蚀要求的基础上，能够降低混凝土组合柱的成本，且安全可靠。

预应力筋20采用八根并且围绕混凝土柱11的轴线均匀分布于混凝土柱11中，并且八根预应力筋20的延伸方向与混凝土柱11的轴线平行，使得混凝土组合柱在偏压、压弯以及纯弯情况下的力学性能更好，提高了混凝土组合柱的承载力、刚度以及延性性能，增加了钢管约束混凝土中钢管径厚比的限值，扩大了约束混凝土的应用范围。

可以理解的是，混凝土柱11并不限于采用素混凝土浇筑而成，在一些可选的实施例中，混凝土柱11也可以采用一定配筋率的钢筋混凝土或型钢混凝土浇筑而成。混凝土柱11并不限于为圆形柱状结构，在一些可选的实施例中，也可以采用方形、十字形或其他多边形等不规则柱状结构，只要能够满足混凝土柱11的承载要求均可。

预应力筋20并不限于为八根，在一些可选的实施例中，可以多于八根，如九根等更多根数，也可以少于八根，如五根等更少根数。预应力筋20并不局限于围绕混凝土柱11的轴线均匀分布，也可以根据承载要求采用非均匀分布的形式。同时，所说的预应力筋20沿着混凝土轴线方向延伸设置并不局限于预应力筋20的延伸方向与混凝土柱11的轴线平行。在一些可选的实施例中，预应力筋20的延伸方向也可以与混凝土柱11的轴线之间形成有夹角，即预应力筋20也可以相对混凝土柱11的轴线倾斜设置。并且预应力筋20并不局限于预应力钢丝，在一些可选的实施例中，还可以采用预应力钢绞线或预应力钢筋等形式，只要能够满足混凝土柱11的承载要求均可。

套管组件12并不局限为只包括一个第一套管121及一个第二套管122，即套管组件12并不局限只包括两个套管，也可以包括三个套管甚至更多个，如在第一套管121及第二套管122之间再增加一个或两个以上第一套管121、第二套管122或第一套管121与第二套管122的组合，可以根据使用要求进行调整。同时，第二套管122并不局限为不锈钢管，在一些可选的实施例中，也可以采用纤维增强复合材料管，即FRP管，在具有更好的耐腐蚀能力的基础上，具有更高的强度。当然，第一套管121及第二套管122还可以采用其他材质的管材，在保证满足耐腐蚀要求的基础上，能够降低成本均可。

紧固件30并不局限为墩头锚具，在一些可选的实施例中，还可以采用夹片式锚具或者锥形锚具，当然，紧固件30并不限于只采用锚具的形式，当预应力筋20为预应力钢筋时，紧固件30还可以采用锁紧螺母，只要能够使得预应力筋20具有预定的拉应力并能够将拉应力反作用于混凝土柱11，以优化混凝土组合柱的力学性能均可。

本实施例的预应力筋20优选采用后张拉法与混凝土柱11配合，因此，为了给相应的预应力筋20预留有孔道，便于混凝土组合柱的成型，作为一种优选的实施方式，在混凝土柱11与预应力筋20之间设置有分离管40，分离管40的数量与预应力筋20的数量相同，分离管40套设于相应的预应力筋20，在浇筑混凝土柱11时，套管组件12作为模板，可以将分离管40按照预定位置预先设置在套管组件12中，再进行浇筑混凝土柱11，以给相应的预应力筋20预留有孔道，使得预应力筋20与混凝土柱11的混凝土不粘接，以便于当混凝土柱11强度达到张拉标准后对预应力筋20进行张拉。

请一并参阅图4及图5，图4示出了本实用新型另一个实施例的混凝土组合柱的轴测图，图5是图4所示混凝土组合柱的局部剖切图。作为一种可选的实施方式，在混凝土柱11的顶面111及底面112均设置有连接法兰50。在具体实施时，可以将连接法兰50上的法兰孔分成两组，一组为第一法兰孔51，另一组为第二法兰孔52，第一法兰孔51与其中一个混凝土组合柱的预应力筋20及紧固件30连接，第二法兰孔52与另一个混凝土组合柱的对应法兰孔通过螺栓等连接件连接，同时，为了便于安装螺栓等连接件，可以在连接法兰50的侧壁上设置有与第二法兰孔52相通的缺口53。通过设置连接法兰50，能够方便将相邻两个混凝土组合柱对接，当然，也可用于将混凝土组合柱与梁柱或其他构件对接，并且连接法兰50可以工厂预制，批量化及模块化生产，有利于实现建筑预制装配的目标。

作为一种可选的实施方式，为了避免套管组件12因承受竖向载荷影响混凝土组合柱性能，在套管组件12上沿着其自身的径向设置有形变波纹凸起123，形变波纹凸起123形成于套管组件12的第一套管121及第二套管122的管壁，优选位于套管组件12的两端或靠近两端的位置，通过设置形变波纹凸起123，使得套管组件12在承受竖向载荷时，在形变波纹凸起123位置能够产生形变，进而能够避免套管组件12因整体变形而影响混凝土组合柱的性能。

当然，在一些可选的实施例中，也可以通过将套管组件12与连接法兰50之间预留有间隙，即将混凝土组合柱所受到的竖向载荷均通过连接法兰50传递至混凝土柱11。或者，也可以同时在套管组件12上设置形变波纹凸起123，并使得套管组件12与连接法兰50之间预留间隙，只要能够避免套管组件12整体直接承受竖向载荷，保证混凝土组合柱的性能均可。

请一并参阅图6，图6示出了本实用新型又一个实施例的混凝土组合柱的轴测图，在一些可选的实施例中，混凝土柱11还包括连通其自身的顶面111及底面112的空腔114，空腔114内设置有与空腔114截面形状相匹配的空心管60，本实施例中，空腔114及空心管60截面形状均为圆形，混凝土柱11通过空腔114套接于空心管60，空心管60可以采用单层管，也可以采用如套管组件12形式的双层管。通过设置空心管60，在保证混凝土组合柱刚度要求的基础上，能够节省混凝土的使用量，同时能够将其作为风力发电机组的塔筒进行使用。

上述各实施例的混凝土柱11及套管组件12均是沿着直线延伸的，请一并参阅图7，图7示出了本实用新型再一个实施例的正向视图。在一些可选的实施例中，混凝土柱11及套管组件12可以沿着弧线延伸，以用作桥梁的拱轴等。同时，上述各实施例的混凝土柱11及套管组件12均是等截面的，在具体实施时，也可以根据使用需要采用变截面的形式，如渐缩的锥状体形式，或者呈阶梯分布的圆台形式等。

综上，本实用新型实施例提供一种混凝土组合柱，具有较高的初始应力，承载能力及耐腐蚀能力强，成本低且安全可靠，易于推广使用。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种混凝土组合柱，其特征在于，包括：

基础柱体(10)，包括混凝土柱(11)及套管组件(12)，所述混凝土柱(11)包括相对设置的顶面(111)、底面(112)及连接所述顶面(111)及所述底面(112)的外周面(113)，所述套管组件(12)套接在所述混凝土柱(11)的所述外周面(113)；

预应力筋(20)，具有两个相对的端部，所述预应力筋(20)设置于所述混凝土柱(11)中且两个所述端部分别露出所述顶面(111)及所述底面(112)，在两个所述端部上设置有紧固件(30)，所述紧固件(30)抵靠于相应的所述顶面(111)及所述底面(112)；

其中，所述套管组件(12)包括相互套接的第一套管(121)及第二套管(122)，所述套管组件(12)的最内侧为所述第一套管(121)、最外侧为所述第二套管(122)，所述第二套管(122)的耐腐蚀度大于所述第一套管(121)。

2.根据权利要求1所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述第一套管(121)为低碳钢管，所述第二套管(122)为不锈钢管或纤维增强复合材料管。

3.根据权利要求1所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述预应力筋(20)包括多根，多根所述预应力筋(20)围绕所述混凝土柱(11)的轴线分布。

4.根据权利要求1所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述预应力筋(20)为预应力钢丝、预应力钢绞丝或预应力钢筋。

5.根据权利要求1所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述预应力筋(20)沿所述混凝土柱(11)的轴线方向延伸设置。

6.根据权利要求1所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述混凝土柱(11)及所述套管组件(12)沿着直线延伸或沿着弧线延伸。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述顶面(111)和所述底面(112)上设置有连接法兰(50)，以用于相邻两个所述混凝土组合柱或者所述混凝土组合柱与梁柱的对接。

8.根据权利要求7所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述套管组件(12)与所述连接法兰(50)之间预留有间隙；和/或，所述套管组件(12)沿着其自身的径向设置有形变波纹凸起(123)，所述形变波纹凸起(123)形成于所述第一套管(121)及所述第二套管(122)的管壁。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述混凝土柱(11)还包括连通所述顶面(111)及所述底面(112)的空腔(114)，所述空腔(114)内设置有与所述空腔(114)截面形状相匹配的空心管(60)，所述混凝土柱(11)通过所述空腔(114)套接于所述空心管(60)。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的混凝土组合柱，其特征在于，所述混凝土柱(11)与所述预应力筋(20)之间设置有分离管(40)，所述分离管(40)套设于所述预应力筋(20)。