CN208934255U - 一种混凝土钢管组合柱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混凝土钢管组合柱，该组合柱包括外部管、弧形钢板条、设置在外部管中的内部钢管、混凝土和肋板，外部管和内部钢管的中轴重合；弧形钢板条有四根并且贴合设在在外部管内侧壁上、外部管的圆形截面四等分位置，弧形钢板条上平行间隔设置有若干个肋板，肋板一端与弧形钢板条焊接固定，肋板一端与内部钢管外侧壁固定连接；混凝土填充在外部管与内部钢管之间的空隙处。通过内部钢管和外部FRP管的组合结构有效约束了再生混凝土，解决了再生混凝土本身容易开裂的问题，同时无需绑扎钢筋，提高了施工效率，增大了组合柱的抗弯和抗剪性能。FRP材料具有良好的化学稳定性，极大提高组合柱的抗腐蚀性能，避免钢管暴漏在外引起的化学破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土柱领域，特别是一种混凝土钢管组合柱。
背景技术
随着科学技术的发展，纤维增强塑料（Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP）复合材料在建筑行业中的应用越来越广泛，其与传统建筑材料的组合构件已经成为建筑行业的一种发展趋势。FRP材料具有良好的力学性能，抗拉强度几倍于钢材；同时与传统建筑材料相比具有良好的耐腐蚀性，又因为其质量较轻，所以在建筑领域有很好的应用前景。
我国建筑行业近些年来发展迅速，但同时也产生了大量的建筑垃圾，对废弃混凝土的回收再利用缓解建筑垃圾的堆积，节约建筑资源，符合我国节能环保的政策，因此对于再生混凝土的利用具有一定的研究价值，目前再生混凝土作为建筑材料还存在缺陷，对比传统混凝土，再生骨料与掺合料之间咬合力相对较差，导致其容易发生开裂，这在很大程度上限制了再生混凝土作为建筑材料的应用范围。
近几年来我国的钢产量过剩，建筑行业作为支柱产业首先应当为化解过剩产能做出贡献，加大建筑中钢结构比例，缓解国家压力；另一方面钢材价格降低也为加大用钢量提供了经济保障。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种混凝土钢管组合柱，要解决现有柱体抗弯、抗剪、抗压性能低、不节能环保的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供一种混凝土钢管组合柱，该组合柱包括外部管、弧形钢板条、设置在外部管中的内部钢管、混凝土和肋板，所述外部管和内部钢管的中轴重合；所述弧形钢板条有四根并且贴合设在在外部管内侧壁上、外部管的圆形截面四等分位置，所述弧形钢板条上平行间隔设置有若干个肋板，肋板一端与弧形钢板条焊接固定，肋板一端与内部钢管外侧壁固定连接；
所述混凝土填充在外部管与内部钢管之间的空隙处。
进一步，外部管采用纤维增强塑料材质。
进一步，外部管厚度至少为3mm。
进一步，纤维增强塑料外部管的径厚比小于等于190。
进一步，纤维增强塑料采用玄武岩纤维或者碳纤维或者芳纶纤维制备。
进一步，内部钢管与外部管的半径比为0.6-0.8:1。
进一步，内部钢管壁的厚度至少为3mm。
进一步，内部钢管径厚比小于80。
进一步，组合柱通过螺栓固定在建筑结构上。
进一步，所述混凝土为再生混凝土。
本实用新型的有益效果体现在：
1，本实用新型提供的一种混凝土钢管组合柱，通过内部钢管和外部FRP管的组合结构有效约束了再生混凝土，解决了再生混凝土本身容易开裂的问题，同时无需绑扎钢筋，提高了施工效率。
2，本实用新型提供的一种混凝土钢管组合柱，外部包裹FRP复合材料提高了组合柱侧向约束，进一步增大了组合柱的抗弯和抗剪性能，由于FRP材料具有良好的化学稳定性，所以极大提高了组合柱的抗腐蚀性能，避免了钢管暴漏在外引起的化学破坏。
3，本实用新型提供的一种混凝土钢管组合柱，节能利废，通过组合柱体系解决再生骨料混凝土的自身缺点，拓宽了再生骨料混凝土的应用范围。
4，本实用新型提供的一种混凝土钢管组合柱，提高钢结构在建筑结构中的利用率，缓解钢产能过剩的危险，同时构件大部分可以工厂预制，提高了建筑的装配率和施工效率。
5，本实用新型提供的一种混凝土钢管组合柱， 通过肋板与弧形钢板加强了内外双管之间的联系，提高了组合柱的整体性；有利于施工时外部FRP管的对齐安装，提高效率；肋板一定程度充当再生混凝土内部钢筋作用，提高了再生混凝土的整体性能。
6，本实用新型提供的一种混凝土钢管组合柱，内部空心钢管极大减轻了组合柱的自重，降低构件自身荷载。同时由于空心钢管的存在方便布置设备管道和线路，增加使用面积，增强建筑安全性。
7，本实用新型提供的一种混凝土钢管组合柱，内外双管可以代替模板，从而直接浇筑再生混凝土，省去了支模板的复杂工序，节约建筑成本。同时两管之间肋板保证浇筑期间FRP管稳定性。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1是实施例1的立体图。
图2是实施例1的俯视图。
图3是实施例1内部钢管侧立面图。
图4是组合柱整体侧立面图。
图5是实施例2的俯视图。
图6是实施例3的俯视图。
附图标记1—外部管、2—弧形钢板条、3—肋板、4—混凝土、5—内部钢管、
6—螺栓。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本实用新型的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本实用新型的技术方案，而不能解释为对本实用新型技术方案的限制。
实施例1，如图1所示，本实用新型提供一种混凝土钢管组合柱，该组合柱包括由纤维增强塑料材质制作的厚度至少为3mm的外部管1、弧形钢板条2、设置在外部管1中的内部钢管5、再生混凝土和肋板3，所述外部管1和内部钢管5的中轴重合。其中，纤维增强塑料外部管1的径厚比小于等于190。内部钢管5壁的厚度至少为3mm；内部钢管5径厚比小于80。内部钢管5与外部管1的半径比为0.6-0.8:1。
进一步，纤维增强塑料可以采用碳纤维制备。内部钢管5和FRP外部管1的组合结构可以有效约束再生混凝土，增大了组合柱的抗弯和抗剪性能，解决了再生混凝土本身容易开裂的问题，同时无需绑扎钢筋，在提高施工效率的同时降低了施工成本。
如图2所示，所述弧形钢板条2有四根并且贴合设在在外部管1内侧壁上、外部管1的圆形截面四等分位置，所述弧形钢板条2上平行间隔设置有若干个肋板3，肋板3一端与弧形钢板条2焊接固定，肋板3一端与内部钢管5外侧壁固定连接。肋板3与弧形钢板加强了内部钢管5和外部管1之间的联系，提高了组合柱的整体性。
如图3和图4所示，内部空心钢管极大减轻了组合柱的自重，降低构件自身荷载。再生混凝土填充在外部管1与内部钢管5之间的空隙处，再生混凝土可以包含不同再生骨料替代率、再生粗骨料原始强度制备而成的混凝土4。
混凝土钢管组合柱的加工及使用步骤：
第一， 按照设计图纸下料；
第二， 弧形钢板条2上平行间隔焊接连接若干个肋板3；
第三， 标记内部钢管5圆形截面四等分位置，将肋板3焊接在内部钢管5上；
第四， 将内部钢管5和外部管1组合起来，组合柱下部可以通过螺栓6固定在建筑结构上。
第五， 组合柱四周架设临时支撑杆件，杆件一端支撑在外部管1上，另一端固定在建筑结构上。
第六， 浇筑混凝土4。
实施例2，如图5所示，一种混凝土钢管组合柱，同实施例1，不同之处在于：外部管1和内部钢管5的截面为方形，外部管1和内部钢管5的中心点位于同一轴线上；四根钢板条2贴合设在在外部方管内侧壁上、外部方管的方形截面四条边的中点位置。外部管1采用玄武岩纤维制备。
实施例3，如图6所示，一种混凝土钢管组合柱，同实施例1，不同之处在于：外部管1和内部钢管5的截面为矩形。外部管1和内部钢管5的中心点位于同一轴线上；四根钢板条2贴合设在在外部方管内侧壁上、外部方管的矩形截面四条边的中点位置。外部管1采用芳纶纤维制备。
外部管1和内部钢管5的截面还可以为其他多边形，钢板条2需要对称设置以保证受力均衡。本实用新型提供的混凝土钢管组合柱，提高钢结构在建筑结构中的利用率，缓解钢产能过剩的危险，同时构件大部分可以工厂预制，提高了建筑的装配率和施工效率。内部钢管5和外部管1可以直接代替模板，从而直接浇筑再生混凝土，省去了支模板的复杂工序，节约建筑成本。同时两管之间肋板3保证浇筑期间外部管1的稳定性。
以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混凝土钢管组合柱，其特征在于：该组合柱包括外部管（1）、钢板条（2）、设置在外部管（1）中的内部钢管（5）、混凝土（4）和肋板（3），所述外部管（1）和内部钢管（5）的中轴重合；弧形钢板条（2）有四根并且贴合设在外部管（1）内侧壁上、外部管（1）的圆形截面四等分位置，
所述弧形钢板条（2）上平行间隔设置有若干个肋板（3），肋板（3）一端与弧形钢板条（2）焊接固定，肋板（3）一端与内部钢管（5）外侧壁固定连接；
所述混凝土（4）填充在外部管（1）与内部钢管（5）之间的空隙处。
2.如权利要求1所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，外部管（1）采用纤维增强塑料材质。
3.如权利要求2所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，纤维增强塑料外部管（1）的径厚比小于等于190。
4.如权利要求2所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，纤维增强塑料采用玄武岩纤维或者碳纤维或者芳纶纤维制备。
5.如权利要求1所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，外部管（1）厚度至少为3mm。
6.如权利要求1所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，内部钢管（5）与外部管（1）的半径比为0.6-0.8:1。
7.如权利要求1所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，内部钢管（5）壁的厚度至少为3mm。
8.如权利要求1所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，内部钢管（5）径厚比小于80。
9.如权利要求1所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，组合柱通过螺栓固定在建筑结构上。
10.如权利要求1所述的一种混凝土钢管组合柱，其特征在于，所述混凝土（4）为再生混凝土。
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Cited By (3)
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| CN111535505A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-14 | 华南理工大学 | 一种新型的带弧形内钢管的空心钢管混凝土柱 |
| CN113430922A (zh) * | 2021-08-07 | 2021-09-24 | 福州大学 | 带波纹套管可复位双柱墩的钢管混凝土桥墩及其施工方法 |
| CN113605605A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-05 | 暨南大学 | Frp筋管及其制作方法 |
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