CN207597718U - 内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，该组合柱包括高强薄壁钢管、粘结剂涂层、环绕式螺旋箍筋、压型钢板和高强混凝土，所述压型钢板围成管状结构并设于钢管之内，所述环绕式螺旋箍筋布置于钢管和压型钢板之间，所述粘结剂涂层涂覆于钢管的内表面，所述高强混凝土填充于钢管和压型钢板围成的管状结构之间，且所述高强薄壁钢管和高强混凝土通过粘结剂涂层粘合。通过粘结剂和环绕式螺旋箍筋的协同作用，防止高强薄壁钢管发生向外的局部屈曲，同时避免因混凝土与钢管协同变形导致的混凝土环向开裂，保证组合柱在任意方向地震作用下均具有很好的变形能力。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑结构技术领域，具体涉及一种内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱。
背景技术
钢管混凝土柱是近年来发展起来的一种新型高效的组合构件，它由钢管和钢管内的混凝土组成。通过组合作用的发挥，钢管混凝土能够充分发挥钢材和混凝土两者的材料性能，因此钢管混凝土柱在实际工程中得到了越来越广泛的应用。对于钢管混凝土柱，在其他条件相同的情况下，钢材屈服强度越高，柱的承载力越高。因此在承载力相同的情况下，采用高强钢管可以减小钢管壁的厚度，节约钢材。然而在高强钢管混凝土柱减小钢管壁厚的同时，钢管的稳定承载力也相应减小，使组合柱的钢管在达到屈服强度前就发生向外屈曲。此外，对于采用高强混凝土的组合柱，薄壁高强钢管无法有效约束钢管内的高强混凝土，使高强混凝土呈现脆性破坏，导致组合柱的变形能力不足。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术所存在的不足，提供一种内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱。
本实用新型的技术方案为：
一种内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，该组合柱包括高强薄壁钢管、粘结剂涂层、环绕式螺旋箍筋、压型钢板和高强混凝土，所述压型钢板围成管状结构并设于钢管之内，所述环绕式螺旋箍筋布置于钢管和压型钢板之间，所述粘结剂涂层涂覆于钢管的内表面，所述高强混凝土填充于钢管和压型钢板围成的管状结构之间，且所述高强薄壁钢管和高强混凝土通过粘结剂涂层粘合；所述环绕式螺旋箍筋由若干个螺旋箍筋组合而成，该些螺旋箍筋通过端部焊接形成一个整体。
优选的，所述高强薄壁钢管为矩形钢管，宽厚比为40～100；所述压型钢板围成矩形管状结构并与所述高强薄壁钢管同心设置，且矩形管状结构与高强薄壁钢管的平均间距为柱宽的1/4～1/5。
优选的，所述环绕式螺旋箍筋是沿所述钢管呈矩形分布的八个螺旋箍筋，单个螺旋箍筋的直径为柱宽的1/5～1/6，同侧相邻螺旋箍筋中心点间的间距为柱宽的1/2～1/3。
优选的，所述高强薄壁钢管为冷弯、焊接或无缝结构用钢管。
优选的，所述压型钢板为开口型或闭口型，厚度为0.8～1.2mm。
优选的，所述粘结剂涂层的厚度为5mm～10mm。
优选的，所述粘结剂为环氧树脂。
本实用新型相对于现有技术具有以下优点及突出效果：
本实用新型提出的一种新型内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱的突出特点是在钢管和高强混凝土之间涂覆一层粘结剂以及在内外管壁间布置环绕式螺旋箍筋。粘结剂涂层能有效地粘合钢材和混凝土，防止高强薄壁钢管发生向外的局部屈曲，避免由于钢管局部屈曲导致的柱子破坏，提高了高强钢材的使用效率。环绕式螺旋箍筋能有效约束截面周边受力较大的混凝土，改善了组合柱中薄壁高强钢管对于钢管内的高强混凝土约束不佳的状况，避免高强混凝土呈现脆性破坏，保证组合柱在任意方向地震作用下均具有很好的变形能力。另一方面，螺旋箍筋可对高强混凝土提供环向的拉接力，避免因混凝土与钢管协同变形导致的混凝土环向开裂。此外，本实用新型的空心柱结构形式在保证构件承载力的前提下能节省材料的消耗，降低组合柱的造价。综上所述，本实用新型弥补了普通高强钢管混凝土柱的不足，在高层建筑中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱的横截面图；
图2为内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱的立体图；
图3为环绕式螺旋箍筋构造的立体图；
图中：1－高强薄壁钢管；2－粘结剂涂层；3－高强混凝土；4－环绕式螺旋箍筋；5－压型钢板。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方法作进一步描述。
参考图1至图2，一种新型内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱由高强薄壁钢管1、粘结剂涂层2、环绕式螺旋箍筋4、压型钢板5和高强混凝土3组成。所述的高强薄壁钢管1采用矩形截面，可以采用冷弯、焊接或无缝结构用钢管，宽厚比为40～100。所述粘结剂涂层2可采用环氧树脂或其它高效粘结剂，粘结剂均匀涂覆于高强薄壁钢管1的内表面，粘结剂涂层2厚度为5～10mm。所述压型钢板5为工厂预制，可采用开口型或闭口型，钢板宽度为柱宽的1/2～1/3，钢板厚度为0.8～1.2mm。压型钢板5围成矩形管状结构并设于钢管1之内，所述环绕式螺旋箍筋4布置于钢管1和压型钢板5之间，所述高强混凝土3填充于钢管1和压型钢板5围成的管状结构之间以形成中空组合柱，且所述高强薄壁钢管1和高强混凝土3通过粘结剂涂层2粘合。参考图3，所述环绕式螺旋箍筋4由八个尺寸相同的螺旋箍筋组合而成，八个螺旋箍筋通过端部焊接形成一个整体并沿高强薄壁钢管1管壁呈矩形分布，单个螺旋箍筋的尺寸直径为柱宽的1/5～1/6，同侧相邻螺旋箍筋中心点间的间距为柱宽的1/2～1/3。
本实用新型的施工方法为：
首先，将四块压型钢板5的端部两两焊接围成一个矩形轮廓钢管。接着，在高强薄壁钢管1的内壁涂覆粘结剂形成粘结剂涂层2，粘结剂应分两次涂覆以保证涂层厚度均匀。接着，将矩形轮廓钢管布置于高强薄壁钢管1内，矩形轮廓钢管截面的中心为高强薄壁钢管1截面的中心，矩形轮廓钢管与高强薄壁钢管的平均间距为柱宽的1/4～1/5。接着，将焊接成整体的环绕式螺旋箍筋4按预定设计布置于高强薄壁钢管1与矩形轮廓钢管之间。最后，在两钢管间浇筑高强混凝土3，待混凝土3强度达到要求时，即完成本实用新型的施工，形成中空组合柱。
本实用新型中，通过粘结剂涂层能有效地粘合钢材和混凝土，防止高强薄壁钢管发生向外的局部屈曲，避免由于钢管局部屈曲导致的柱子破坏。粘结剂的粘结强度本身大于混凝土抗拉强度，在此情况下，受力时混凝土可能环向拉裂，环绕式螺旋箍筋可对高强混凝土提供环向的拉接力，避免因混凝土与钢管协同变形导致的混凝土环向开裂，同时能有效约束截面周边受力较大的混凝土，改善了组合柱中薄壁高强钢管对于钢管内的高强混凝土约束不佳的状况。
上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，其特征在于：该组合柱包括高强薄壁钢管、粘结剂涂层、环绕式螺旋箍筋、压型钢板和高强混凝土，所述压型钢板围成管状结构并设于钢管之内，所述环绕式螺旋箍筋布置于钢管和压型钢板之间，所述粘结剂涂层涂覆于钢管的内表面，所述高强混凝土填充于钢管和压型钢板围成的管状结构之间，且所述高强薄壁钢管和高强混凝土通过粘结剂涂层粘合；所述环绕式螺旋箍筋由若干个螺旋箍筋组合而成，该些螺旋箍筋通过端部焊接形成一个整体。
2.根据权利要求1所述的内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述高强薄壁钢管为矩形钢管，宽厚比为40～100；所述压型钢板围成矩形管状结构并与所述高强薄壁钢管同心设置，且矩形管状结构与高强薄壁钢管的平均间距为柱宽的1/4～1/5。
3.根据权利要求2所述的内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述环绕式螺旋箍筋是沿所述钢管呈矩形分布的八个螺旋箍筋，单个螺旋箍筋的直径为柱宽的1/5～1/6，同侧相邻螺旋箍筋中心点间的间距为柱宽的1/2～1/3。
4.根据权利要求1所述的内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述高强薄壁钢管为冷弯、焊接或无缝结构用钢管。
5.根据权利要求1所述的内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述压型钢板为开口型或闭口型，厚度为0.8～1.2mm。
6.根据权利要求1所述的内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述粘结剂涂层的厚度为5mm～10mm。
7.根据权利要求1所述的内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述粘结剂为环氧树脂。
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| CN107558666A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-09 | 华侨大学 | 一种内置环绕式螺旋箍筋的防屈曲钢管混凝土组合柱 |
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