CN209637112U - 一种带拉筋钢管混凝土浇筑体 - Google Patents

Abstract

一种带拉筋钢管混凝土浇筑体，包括若干普通钢板构件和弯钩钢板构件组装焊接形成的矩形、L形、T字形、十字形、C形、Z字形、圆形、圆端形或椭圆形的钢管，钢管内浇筑有混凝土，还包括内置的双向对拉箍筋，在柱一定高度范围内均匀布置，同定位纵筋以及中部区域的构造拉筋制作成钢筋笼的形式，通过焊接与弯钩套设相结合的工法，将钢筋笼同钢管内表面进行有效连接。本实用新型采用焊接和弯钩套设的连接手段，将钢板和钢筋笼形成整体，结合钢板焊接、节点处理简易方便，以及拉筋对钢板进行有效拉结的优势相结合，降低施工操作难度，弥补了钢管约束效果不足以及屈曲的缺陷，突破现有轴压比的限制，有效提高了钢管混凝土墩、柱、异形柱、剪力墙、板、拱、梁或桩的抗震性能，可应用于实际的建筑、桥梁与桩基工程中。

Description

一种带拉筋钢管混凝土浇筑体

技术领域

本实用新型涉及建筑技术领域，具体为一种带拉筋钢管混凝土浇筑体。

背景技术

钢管混凝土是由钢筋混凝土和钢管混凝土发展而来的，兼具钢材与混凝土各自优良的力学特征。钢管混凝土在轴向压力作用下，钢管对核心混凝土的横向变形起约束作用，使混凝土处于三向受压应力状态，提高了混凝土的抗压强度。同时，核心混凝土对钢管起到侧向支撑的作用，提高钢管壁的侧向刚度，避免钢材出现局部屈服，增强稳定性。

钢管混凝土不仅可以满足高层建筑、桥梁和桩基对高耸、大跨以及重载的要求，充分弥补了钢筋混凝土柱承载力不足的缺陷，同时具有采光率高、通风好、布局灵活、建筑结构内部空间利用率高、节约资源等优点，满足了人们对于建筑形式的审美要求。

钢管混凝土墩、柱、异形柱、剪力墙、板、拱、梁或桩，其常见截面形式有矩形、T形、L形、十字形、C形、Z字形、圆形、圆端形或椭圆形，与传统的钢筋混凝土相比，钢管既能够充当模板，缩减工期与节约材料，又能够加强对混凝土的约束作用，使其承载力和延性大大提升，克服钢筋混凝土的大配箍率和低轴压比的限制，能够有效地扩大柱的应用范围。

实际工程中，因超大尺寸钢管混凝土在施工过程中，存在钢管壁厚过大引起的焊接困难，薄壁钢管混凝土柱应运而生。钢管混凝土的钢管对混凝土的约束较弱，当降低钢管壁厚引起矩形钢管混凝土的截面含钢率降低，其抗震性能将大大减弱。

同时需要指出，由于异形钢管混凝土截面形式不规则，钢管混凝土将增加施工难度，钢管内凹角薄弱区对混凝土约束差，需要采取措施防止钢管发生局部屈曲和钢管与内凹角内填混凝土脱离。目前多采用设置钢板加劲肋或者约束拉杆的方法来克服这些缺陷，但带钢板加劲肋的钢管混凝土存在用钢量大、加工制作成本高等缺点，带约束拉杆的钢管混凝土存在拉杆造价高，开孔较多损伤钢管壁、破坏使用美观、浇筑混凝土跑浆，施工复杂等缺陷，降低了其经济效益。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术的不足而提供一种改善了钢管混凝土墩、柱、异形柱、剪力墙、板、拱、梁或桩的性能，使其在结构体系中更好地发挥作用的带拉筋钢管混凝土浇筑体，通过设置双向对拉箍筋，并与中部及定位纵筋焊接成钢筋笼的形式，钢筋笼与钢管通过焊接或利用弯钩实现相切套设固定的方式形成有效连接，本实用新型构造简单，施工工序简明方便，焊接操作难度低，构件外观能够保持整洁，可以有效地防止钢管发生局部屈曲和内凹角钢管与内填混凝土脱离，增强钢管与混凝土的协同作用，改善混凝土的延性，提高其承载力以及抗震性能佳，可更好地应用到结构体系当中去。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种带拉筋钢管混凝土浇筑体，包括与钢管混凝土浇筑体大小形状相匹配的钢筋笼、固定在钢筋笼外侧将钢筋笼四周密封的钢管和浇筑在钢管内的混凝土，所述钢管由普通钢板构件和弯钩钢板构件组装而成，所述弯钩钢板构件包括钢板构件和固定在钢板构件内侧的多组弯钩，所述普通钢板构件焊接在所述钢筋笼上，所述弯钩钢板构件通过弯钩挂装固定在所述双向对拉箍筋笼上，相邻普通钢板构件、相邻弯钩钢板构件以及相邻普通钢板构件和弯钩钢板构件之间焊接。

进一步的，所述弯钩钢板构件在钢筋笼上预设的安装位置为焊接施工活动区域，所述焊接施工活动区域方便工人对普通钢板构件与钢筋笼进行焊接活动，在普通钢板构件焊接完成后，所述弯钩钢板构件通过多组弯钩挂装固定在所述钢筋笼上。

进一步的，所述钢管混凝土浇筑体的横截面为矩形、L形、T字形、十字形、C形、Z字形、圆形、圆端形或椭圆形。

进一步的，所述普通钢板构件和/或弯钩钢板构件为直钢板或L形钢板或槽钢形钢板或Z字形钢板。

进一步的，所述带拉筋钢管混凝土浇筑体为钢管混凝土墩、柱、异形柱、剪力墙、板、拱、梁或桩。

进一步的，所述钢筋笼为双向对拉箍筋笼，所述双向对拉箍筋笼包括多根沿高度方向布设、起定位作用的定位纵筋和固定在定位纵筋上横向布设双向对拉箍筋，所述双向对拉箍筋在定位纵筋上沿定位纵筋延伸方向、以一定间距布设有多层，所述双向对拉箍筋的两端分别固定在内、外钢管相对面以及外钢管相对面，所述双向对拉箍筋的中部固定在定位纵筋上，所述双向对拉箍筋笼与弯钩钢板构件连接处设有与弯钩位置对应横向布设的横向钢筋，所述横向钢筋焊接在双向对拉箍筋的端部，将处于同一层的同一方向布设的双向对拉箍筋连接成一整体，所述弯钩钢板构件通过弯钩挂装固定在所述双向对拉箍筋笼的横向钢筋上。

进一步的，所述双向对拉箍筋的直径大于定位纵筋的直径。

进一步的，处于同一层所述双向对拉箍筋在水平方向布置间距为150～200mm，相邻层的双向对拉箍筋纵向布置间距为100mm。

进一步的，所述弯钩钢板构件内侧设有多组弯钩，每一组所述弯钩的位置与双向对拉箍筋笼上每一层双向对拉箍筋相对应，每组弯钩包括沿横向钢筋布设的多个弯钩。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下优点：

1、经济效益高。

本实用新型焊接简易方便和通过设置在钢管混凝土浇筑体内的双向对拉箍筋笼改善钢管的屈曲、改善钢管混凝土浇筑体延性的优势于一身，形成了一种承载力高、延性好、施工方便、抗震性能佳的钢管混凝土墩、柱、异形柱、剪力墙、板、拱、梁或桩，配合以合理的施工方法，使其能够更好地应用到结构体系当中去，具有良好的经济效益。

2、形式简单、操作便利。

本实用新型采用布置双向对拉箍筋的设计，并与定位纵筋制成钢筋笼的形式，与钢管通过焊接或利用弯钩实现相切套设固定的方式形成有效连接，施工顺序简单明了，降低焊接操作难度，避免钢板开孔，保持构件外观整洁的同时，加强了钢管与混凝土的协同作用。

3、用钢量少，经济效益高。

本实用新型从降低用钢量、提高经济效益的角度出发，进行构造优化。由于钢管混凝土浇筑体的薄弱环节位于端部截面，借鉴钢筋混凝土结构抗震设计中节点区域箍筋加密的理念，可以在钢管混凝土浇筑体端部区域的双向对拉箍筋笼内布设双向对拉箍筋时，将双向对拉箍筋布设紧密，而在其余部分布设疏松，相比通长布置，能够节约用钢量，而且可以提高承载力以及抗震性能。

4、结构性能优化。

带拉筋钢管混凝土浇筑体承载力高，抗震性能佳，双向对拉箍筋弥补钢板局部屈曲的缺陷，加强钢板与混凝土之间的协同工作，改善了钢管混凝土的延性，减缓其刚度退化，使其能够在结构体系中更好地发挥作用。

综上所述，本实用新型采用焊接和弯钩套设的连接手段，将钢管和钢筋笼形成整体，结合钢板焊接、节点处理简易方便，以及拉筋对钢板进行有效拉结的优势相结合，降低施工操作难度，弥补了钢管约束效果不足以及屈曲的缺陷，突破轴压比的限制，有效提高了钢管混凝土的抗震性能，可应用于实际的高层建筑、桥梁及桩基中。

附图说明

图1(a)为本实用新型横截面为矩形的钢管混凝土柱的示意图。

图1(b)为本实用新型横截面为L形的钢管混凝土柱的示意图。

图1(c)为本实用新型横截面为C字形的钢管混凝土柱的示意图。

图1(d)为本实用新型横截面为T字形的钢管混凝土柱的示意图。

图1(e)为本实用新型横截面为十字形的钢管混凝土柱的示意图。

图1(f)为本实用新型横截面为Z字形的钢管混凝土柱的示意图。

图2为本实用新型的弯钩的结构示意图。

图3(a)为本实用新型弯钩钢板构件的主视图。

图3(b)为本实用新型弯钩钢板构件的右视图。

图4(a)为本实用新型钢管混凝土柱钢筋笼的立体图。

图4(b)为本实用新型钢管混凝土柱钢筋笼的主视图。

图5(a)为本实用新型横截面为矩形的钢管混凝土柱上钢管柱的拼装流程示意图一。

图5(b)为本实用新型横截面为矩形的钢管混凝土柱上钢管柱的拼装流程示意图二。

图5(c)为本实用新型横截面为矩形的钢管混凝土柱上钢管柱的拼装流程示意图三。

图6为本实用新型横截面为L形的钢管柱的结构示意图。

图7为本实用新型横截面为L形的钢管混凝土柱钢筋笼的示意图。

图8(a)为本实用新型横截面为L形的钢管混凝土柱上钢管柱的拼装流程示意图一。

图8(b)为本实用新型横截面为L形的钢管混凝土柱上钢管柱的拼装流程示意图二。

图8(c)为本实用新型横截面为L形的钢管混凝土柱上钢管柱的拼装流程示意图三。

图9(a)为本实用新型横截面为一字形的钢管剪力墙的示意图。

图9(b)为本实用新型横截面为L形的钢管剪力墙的示意图。

图9(c)为本实用新型横截面为C字形的钢管剪力墙的示意图。

图9(d)为本实用新型横截面为T字形的钢管剪力墙的示意图。

图9(e)为本实用新型横截面为十字形的钢管剪力墙的示意图。

图9(f)为本实用新型横截面为Z字形的钢管剪力墙的示意图。

图10为本实用新型钢管剪力墙的纵向坡面图。

图11为本实用新型钢管剪力墙钢筋笼的立体图。

图12(a)为本实用新型横截面为一字形的钢管剪力墙上钢管柱的拼装流程示意图一。

图12(b)为本实用新型横截面为一字形的钢管剪力墙上钢管柱的拼装流程示意图二。

图12(c)为本实用新型横截面为一字形的钢管剪力墙上钢管柱的拼装流程示意图三。

图中：1.普通钢板构件、2.双向对拉箍筋、3.混凝土、4.弯钩、5.弯钩钢板构件、6.定位纵筋、7.横向钢筋、8.双向对拉箍筋笼。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图及实施实例，对实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此，本实用新型的保护范围也涉及本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

实施例一：

本实例公开了带拉筋钢管混凝土柱的构造，适用于矩形、L形、T字形、十字形、C形、Z字形的带拉筋钢管混凝土柱。

如附图1(a)至附图1(f)所示，为横截面为矩型、L型、C型、T字型、十字型、Z字型的带拉筋钢管混凝土柱剖面示意图，其钢管柱包括由若干直钢板构件组装焊接而成的普通钢板构件1和弯钩钢板构件5，钢管柱内置有双向对拉箍筋笼8，并浇筑有混凝土3。

如附图2所示，为实施实例中的弯钩4示意图，弯钩4由直钢筋弯折三段而成，三段长度皆为20mm。

如附图3(a)、图3(b)所示，为实施实例中的弯钩钢板构件5示意图，弯钩钢板构件5上焊接有弯钩4，通过焊接将弯钩4一边固定在钢板构件内壁上，焊接弯钩的具体步骤如下：首先在钢板构件上按照双向对拉箍筋笼上横向钢筋轴向间距进行弯钩4定位标记，在相应标记处焊接弯钩4，弯钩4开口朝向统一向下。

如附图4(a)、图4(b)、附图7所示，为实施实例中矩形、L形钢管混凝土柱的双向对拉箍筋笼8示意图，其包括区域的双向对拉箍筋2以及定位纵筋6，钢筋垂直相交处采用点焊连接；本例中，由于钢管混凝土柱薄弱环节位于端部截面，借鉴钢筋混凝土结构抗震设计中节点区域箍筋加密的理念，可以在钢管混凝土柱端部区域的双向对拉箍筋笼内布设双向对拉箍筋时，将双向对拉箍筋布设紧密，而在其余部分布设疏松，相比通长布置，能够节约用钢量，而且可以提高承载力以及抗震性能。

为了提高焊接强度，双向对拉箍筋与钢管柱焊接的两端弯折，并与钢管柱内壁相切套设，然后通过焊接固定在钢管柱的内壁上，这样弯折处可以增加焊接面积及提高焊接强度，双向对拉箍筋垂直相交处采用点焊连接，

双向对拉箍筋笼内区域的双向对拉箍筋2沿矩形钢管长度与高度方向等间距排列，双向对拉箍筋2水平方向布置间距为150～200mm，纵向布置间距为100mm。

如附图5(a)至图5(c)所示，为实施实例中矩形钢管柱拼装流程示意图。如图6、图8(a)至图8(c)所示，为实施实例中L形钢管柱拼装流程示意图。先将预制好的双向对拉箍筋笼8下放，之后按照方便工人对普通钢板构件1进行焊接的顺序将普通钢板构件1贴靠在相应的双向对拉箍筋笼8外侧，并将普通钢板构件1同底板或基础进行焊接连接；将普通钢板构件1同对拉箍筋笼8外侧进行焊接连接；之后将弯钩钢板构件5利用弯钩4同对拉箍筋笼8指定侧进行套设操作，通过焊接或者其他连接方式将弯钩钢板构件5连接于底板或基础；将弯钩钢板构件5同先前焊接的普通钢板构件1进行焊接组装，形成内置拉筋笼8的钢管柱。

钢管柱包括由直钢板或是直钢板弯折而成的L形、槽钢形和Z字形普通钢板构件1和弯钩钢板构件5。

实施例二：

本实例与实施例一不同的是，本例公开了带拉筋钢管混凝土剪力墙的构造，适用于横截面为一字型、L型、T字型、十字型、C型或Z字型的带拉筋钢管剪力墙。

如附图9(a)至附图9(f)所示，为横截面为一字型、L型、C型、T字型、十字型、Z字型的剪力墙剖面示意图，其钢管柱包括由若干直钢板组装焊接而成的普通钢板构件1和弯钩钢板构件5，内置有双向对拉箍筋笼8，并浇筑有混凝土3，所述双向对拉箍筋笼8为双向对拉箍筋笼。

如附图10所示，为实施实例中一字型钢管剪力墙纵向坡面图，与弯钩钢板构件5相套设的双向对拉箍筋笼8指定侧，在制作时要将钢筋缩短一定长度为套设弯钩4提供容纳空间。

如附图11所示，为实施实例中一字型钢管剪力墙的双向对拉箍筋笼8示意图，双向对拉箍筋笼8中，双向对拉箍筋2于沿墙体高度范围内均匀布置，拉筋水平方向布置间距为50mm，纵向布置间距为100mm，定位纵筋6通长设置，钢筋垂直相交处采用点焊连接。

如附图12(a)至图12(c)所示，为实施实例中一字型钢管剪力墙拼装流程示意图。先将预制好的双向对拉箍筋笼8下放，之后按照一定的顺序将普通钢板构件1贴靠在相应的双向对拉箍筋笼8外侧，并将普通钢板构件1同底板或基础进行焊接连接；将普通钢板构件1同双向对拉箍筋笼8外侧进行焊接连接；之后将弯钩钢板构件5同双向对拉箍筋笼8指定侧进行套设操作，通过焊接或者其他连接方式将弯钩钢板构件5连接于底板或基础；将弯钩钢板构件5同先前焊接的普通钢板构件1进行焊接组装，形成内置拉筋笼8的钢管混凝土组合剪力墙结构。

用于制作上述带拉筋钢管混凝土浇筑体的施工方法，包括以下步骤：

(1)根据实际需要进行设计，确定带拉筋钢管混凝土浇筑体的形状、尺寸、材料以及双向对拉箍筋2的型号、布置间距；

(2)照图纸设计的尺寸，选取直钢板构件加工成用于组装钢管柱的普通钢板构件1；

(3)按照设计要求，加工双向对拉箍筋笼8和弯钩4；所述双向对拉箍筋笼包括多根沿高度方向布设、起定位作用的定位纵筋8和固定在定位纵筋上横向布设双向对拉箍筋3，所述双向对拉箍筋3在定位纵筋6上沿定位纵筋6延伸方向、以一定间距布设有多层，所述双向对拉箍筋2的两端分别固定在内、外钢管柱相对面以及外钢管柱相对面上，所述双向对拉箍筋2的中部固定在定位纵筋6上，所述双向对拉箍筋笼与弯钩钢板构件5连接处设有与弯钩位置对应横向布设的横向钢筋7，所述横向钢筋7焊接在双向对拉箍筋的端部，将处于同一层的同一方向布设的双向对拉箍筋连接成一整体；

(4)在普通钢板构件1上按照双向对拉箍筋笼上横向钢筋轴向间距进行弯钩定位标记，在相应标记处焊接弯钩，弯钩开口朝向统一向下，形成弯钩钢板构件5，之后将构成钢管柱所需的普通钢板构件1、弯钩钢板构件5以及双向对拉箍筋笼8运至施工现场，在施工场地划出其定位基准线；

(5)将预制好的双向对拉箍筋笼8下放，之后按照一定的顺序将普通钢板构件贴靠在相应的双向对拉箍筋笼8外侧，并将普通钢板构件同底板或基础进行焊接连接；

(6)将普通钢板构件同双向对拉箍筋笼8外侧进行焊接连接；之后将弯钩钢板构件5利用弯钩固定在双向对拉箍筋笼8指定侧进行套设操作，通过焊接或者其他连接方式将弯钩钢板构件5连接于底板或基础；将弯钩钢板构件5同先前焊接的普通钢板构件1进行焊接组装，形成内置拉筋笼8的钢管柱；

(7)往内置拉筋笼8的钢管中浇筑混凝土3并振捣密实。

此外，需要说明的是，本专利不局限于上述实施方式，只要其零件未说明具体尺寸或形状的，则该零件可以为与其结构相适应的任何尺寸或形状，且不论在其材料构成上作任何变化，凡是采用本实用新型所提供的结构设计，都是本实用新型的一种变形，均应认为在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：包括与钢管混凝土浇筑体大小形状相匹配的双向对拉箍筋笼(8)、固定在双向对拉箍筋笼(8)外侧将双向对拉箍筋笼(8)四周密封的钢管和浇筑在钢管内的混凝土，所述钢管由普通钢板构件(1)和弯钩钢板构件(5)组装而成，所述弯钩钢板构件(5)包括钢板构件和固定在钢板构件内侧的多组弯钩，所述普通钢板构件(1)焊接在所述双向对拉箍筋笼(8)上，所述弯钩钢板构件(5)通过弯钩挂装固定在所述双向对拉箍筋笼(8)上，相邻普通钢板构件(1)、相邻弯钩钢板构件(5)以及相邻普通钢板构件(1)和弯钩钢板构件(5)之间焊接。

2.根据权利要求1所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：所述弯钩钢板构件(5)在钢筋笼上预设的安装位置为焊接施工活动区域，所述焊接施工活动区域方便对普通钢板构件(1)与钢筋笼进行焊接活动，在普通钢板构件(1)焊接完成后，所述弯钩钢板构件(5)通过多组弯钩挂装固定在所述钢筋笼上。

3.根据权利要求1所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：所述钢管混凝土浇筑体可制作成墩、柱、异形柱、剪力墙、板、拱、梁或桩。

4.根据权利要求3所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：所述墩、柱、异形柱、剪力墙、板、拱、梁或桩的横截面为矩形、L形、T字形、十字形、C形、Z字形、圆形、圆端形或椭圆形。

5.根据权利要求4所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：所述普通钢板构件(1)和/或弯钩钢板构件(5)为直钢板或L形钢板或槽钢形钢板或Z字形钢板或C字形钢板。

6.根据权利要求1至5之一所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：所述双向对拉箍筋笼(8)包括多根沿高度方向布设、起定位作用的定位纵筋(6)和固定在定位纵筋(6)上横向布设双向对拉箍筋(2)，所述双向对拉箍筋(2)在定位纵筋(6)上沿定位纵筋(6)延伸方向、以一定间距布设有多层，所述双向对拉箍筋(2)的两端分别固定在内、外钢管相对面以及外钢管相对面，所述双向对拉箍筋(2)的中部固定在定位纵筋(6)上，所述双向对拉箍筋笼(8)与弯钩钢板构件(5)连接处设有与弯钩位置对应横向布设的横向钢筋(7)，所述横向钢筋(7)焊接在双向对拉箍筋(2)的端部，将处于同一层的同一方向布设的双向对拉箍筋(2)连接成一整体，所述弯钩钢板构件(5)通过弯钩挂装固定在所述双向对拉箍筋笼(8)的横向钢筋(7)上。

7.根据权利要求6所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：所述双向对拉箍筋(2)的直径大于定位纵筋(6)的直径。

8.根据权利要求6所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：处于同一层所述双向对拉箍筋(2)在水平方向布置间距为150～200mm，相邻层的双向对拉箍筋(2)纵向布置间距为100mm。

9.根据权利要求6所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：所述弯钩钢板构件(5)内侧设有多组弯钩，每一组所述弯钩的位置与双向对拉箍筋笼(8)上每一层双向对拉箍筋(2)相对应，每组弯钩包括沿横向钢筋(7)布设的多个弯钩。

10.根据权利要求6所述的带拉筋钢管混凝土浇筑体，其特征在于：所述弯钩为钢筋弯折成三段构成的、开口朝下的槽型弯钩，所述弯钩的一端焊接在钢板构件内壁上。