CN210421633U

CN210421633U - 钢管混凝土组合柱

Info

Publication number: CN210421633U
Application number: CN201920872477.7U
Authority: CN
Inventors: 熊清清; 张旺
Original assignee: Shijiazhuang Tiedao University
Current assignee: Shijiazhuang Tiedao University
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2029-06-11

Abstract

本实用新型提供了一种钢管混凝土组合柱，属于建筑结构技术领域，包括一根第一钢管及至少一根分别通过连接件与第一钢管连接的第二钢管，连接件包括相互平行的两个钢板，各钢板一端与第一钢管连接，另一端与相应第二钢管连接，同一连接件中的两个钢板通过隔板连接，隔板的上设置有沿隔板的厚度方向贯穿隔板的第一通孔；与同一根第二钢管连接的两个钢板、第一钢管及相应第二钢管所围成的空腔内浇筑有混凝土，位于隔板两侧的混凝土穿过第一通孔相互粘接，形成一个混凝土块。本实用新型提供的钢管混凝土组合柱，承载力大大提高。

Description

钢管混凝土组合柱

技术领域

本实用新型属于建筑结构技术领域，更具体地说，是涉及一种钢管混凝土组合柱。

背景技术

钢管混凝土组合柱不但具有钢管混凝土强度高、延性好、耐火性能高等特点，同时还具有施工便捷等优势。该种组合柱可以隐藏于墙体内部，可以做到内墙不出棱，较好地满足建筑的使用功能，已成为工程应用的重要结构体系。钢管混凝土组合柱结构解决了采光高、通风好、良好的抗震性能、稳定性能好、抗火性能佳、防腐性能优越、工期短、施工简单等特点，建筑结构内部空间利用率高、节约资源、布局灵活等建筑使用功能要求，组合柱迎合了创新住宅体系的要求，在住宅建筑市场中占据独特的优势，成为结构工程学科的一个重要的发展方向。但目前的钢管混凝土组合柱中的钢结构对位于钢结构内的混凝土层约束力较小，组合柱承载力低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钢管混凝土组合柱，旨在解决钢管混凝土组合柱承载力低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种钢管混凝土组合柱，包括：一根第一钢管及至少一根分别通过连接件与所述第一钢管连接的第二钢管，所述连接件包括相互平行的两个钢板，各所述钢板一端与所述第一钢管连接，另一端与相应所述第二钢管连接，同一所述连接件中的两个所述钢板通过隔板连接，所述隔板的上设置有沿所述隔板的厚度方向贯穿所述隔板的第一通孔；

与同一根所述第二钢管连接的两个所述钢板、所述第一钢管及相应所述第二钢管所围成的空腔内浇筑有混凝土，位于所述隔板两侧的混凝土穿过所述第一通孔相互粘接，形成一个混凝土块。

进一步地，所述第一钢管用于与所述钢板连接的侧壁上设置有连通所述第一钢管内腔与外部的第二通孔，

各所述第二钢管用于与所述钢板连接的侧壁上分别设置有连通相应所述第二钢管内腔与外部的第三通孔，

所述第一钢管和所述第二钢管内分别浇筑有混凝土，浇筑于所述第一钢管和/或所述第二钢管内的混凝土穿过所述第二通孔和/或所述第三通孔与浇筑于所述空腔内的混凝土粘接，形成一个混凝土组合体。

进一步地，所述钢管混凝土组合柱还包括通过所述连接件与其中一个所述第二钢管连接的第三钢管，所述第三钢管与所述钢板连接的侧壁上设置有连通所述第三钢管内腔与所述连接件内腔的第四通孔。

进一步地，各所述钢板的内壁上分别设置有T型加筋肋。

进一步地，所述隔板位于所述钢板的中部。

进一步地，各所述钢板上分别设置有两组所述T型加筋肋，同一所述钢板上的两组所述T型加筋肋分设在相应所述隔板的两侧。

本实用新型提供的钢管混凝土组合柱的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型钢管混凝土组合柱在连接件内加设了连接两个钢板的隔板，并在隔板上加设了沿隔板厚度方向贯穿隔板的第一通孔，有效提高了连接件对内部混凝土的约束力，同时增强了钢板与混凝土相接界面的粘结强度，防止了钢结构与混凝土之间发生脱空现象，同时减小了两者之间发生相对滑移的风险。当组合柱受到轴向荷载时，钢板受到的荷载可通过钢板或隔板传至空腔内的混凝土上。隔板的设置有效增加了钢板对混凝土的约束作用，提高了同一连接件中两个钢板对空腔内混凝土块的套箍效应。第一通孔的设置使得浇筑至空腔内的混凝土可穿过第一通孔，形成与隔板紧密连接的混凝土榫，用以传递荷载，改善组合柱的机械性能。另外，隔板作为纵向加劲肋参与截面受力，有效改善了钢板的抗局部屈曲性能，提高了钢板宽厚比的限值，降低了组合柱的用钢量，进一步提高了组合柱整体的承载力和抗震性能。

另外，本实用新型实施例提供的钢管混凝土组合柱加工、建筑简单，现场焊接少，建筑无需支模，大大节省了加工时间，所需构件(第一钢管、第二钢管、钢板、隔板等)均可在工厂中预制，加工方便，可有效缩短组合柱的建筑工期。且本实用新型实施例提供的钢管混凝土组合柱保留了传统钢管混凝土组合柱的优点，承载力高、韧性和塑性强、良好的抗震性能、稳定性能好、抗火性能佳、防腐性能优越，可隐藏于墙体内部，室内无柱脚突出，提高了室内使用面积，布局较灵活，较好地满足建筑使用功能，特别适合于住宅钢结构对空间的要求。

综上所述，本实用新型提供的钢管混凝土组合柱力学性能良好，构造简单，传力明确，承载力大大提高，可用于高层钢结构住宅及公共钢结构建筑中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的L型钢管混凝土组合柱的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所采用的隔板与一个连接件的连接关系示意图；

图3为本实用新型实施例提供的L型钢管混凝土组合柱的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的十字型钢管混凝土组合柱的俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的T型钢管混凝土组合柱的俯视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的Z型钢管混凝土组合柱的俯视结构示意图。

图中：10、第一钢管；20、连接件；21、钢板；22、隔板；23、第一通孔；30、第二钢管；40、混凝土；50、第二通孔；60、第三通孔；70、第三钢管；80、第四通孔；90、T型加筋肋。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型实施例提供的钢管混凝土组合柱进行说明。所述钢管混凝土组合柱，包括一根第一钢管10及至少一根分别通过连接件20与第一钢管10连接的第二钢管30。连接件20包括相互平行的两个钢板21，各钢板21一端与第一钢管10连接，另一端与相应第二钢管30连接，同一连接件20中的两个钢板21通过隔板22连接，隔板22的上设置有沿隔板22的厚度方向贯穿隔板22的第一通孔23。

与同一根第二钢管30连接的两个钢板21、第一钢管10及相应第二钢管30所围成的空腔内浇筑有混凝土40，位于隔板22两侧的混凝土40穿过第一通孔23相互粘接，形成一个混凝土块。

传统钢管混凝土组合柱中连接件20仅由两个相互平行的钢板21构成，当组合柱承受轴向荷载时，组合柱中钢板21最先发生局部屈曲，导致组合柱的承载力降低，说明钢板21对内部混凝土40的约束较弱。为了抑制钢板21的局部屈曲，同时提高钢板21对钢板21、第一钢管10及相应第二钢管30所围成的空腔内混凝土40的约束作用，本实用新型所提供的钢管混凝土组合柱在连接件20中加设了带孔隔板22。为便于描述，本申请中部分内容将钢管混凝土组合柱简称为了组合柱。

组装时，先根据需要组合柱的形状选择第二钢管30的个数，如当需要建筑L型的组合柱时(如图1及图3所示)，第二钢管30的数量为两个；需要建筑T型的组合柱时(如图5所示)，第二钢管30的数量为三个；需要建筑十字型的组合柱时(如图4所示)，第二钢管30的数量为四个。之后通过连接件20将第一钢管10和相应第二钢管30连接起来，形成相应的L型、T型或十字型钢结构。

之后向连接件20与第一钢管10和第二钢管30围成的空腔内浇筑混凝土40。浇筑混凝土40时，可向分设在隔板22两侧的两个分腔中同时浇筑混凝土40，位于隔板22两侧的混凝土40可通过位于隔板22上的第一通孔23粘接在一起，形成一个完整的混凝土块。

具体的，通过连接件20将第一钢管10和相应第二钢管30连接时，先将连接件20的一个钢板21的两端分别与第一钢管10和相应第二钢管30焊接，再将隔板22焊接在上述钢板21上，之后将另一钢板21的两端与第一钢管10和相应第二钢管30焊接，内壁与隔板22焊接。

本实用新型实施例提供的钢管混凝土组合柱，与现有技术相比，在连接件20内加设了连接两个钢板21的隔板22，并在隔板22上加设了沿隔板22厚度方向贯穿隔板22的第一通孔23，有效提高了连接件20对内部混凝土40的约束力，同时增强了钢板21与混凝土40相接界面的粘结强度，防止了钢结构与混凝土40之间发生脱空现象，同时减小了两者之间发生相对滑移的风险。当组合柱受到轴向荷载时，钢板21受到的荷载可通过钢板21或隔板22传至空腔内的混凝土40上。隔板22的设置有效增加了钢板21对混凝土40的约束作用，提高了同一连接件20中两个钢板21对空腔内混凝土块的套箍效应。第一通孔23的设置使得浇筑至空腔内的混凝土40可穿过第一通孔23，形成与隔板22紧密连接的混凝土榫，用以传递荷载，改善组合柱的机械性能。另外，隔板22作为纵向加劲肋参与截面受力，有效改善了钢板21的抗局部屈曲性能，提高了钢板21宽厚比的限值，降低了组合柱的用钢量，进一步提高了组合柱整体的承载力和抗震性能。

另外，本实用新型实施例提供的钢管混凝土组合柱加工、建筑简单，现场焊接少，建筑无需支模，大大节省了加工时间，所需构件(第一钢管10、第二钢管30、钢板21、隔板22等)均可在工厂中预制，加工方便，可有效缩短组合柱的建筑工期。且本实用新型实施例提供的钢管混凝土组合柱保留了传统钢管混凝土组合柱的优点，承载力高、韧性和塑性强、良好的抗震性能、稳定性能好、抗火性能佳、防腐性能优越，可隐藏于墙体内部，室内无柱脚突出，提高了室内使用面积，布局较灵活，较好地满足建筑使用功能，特别适合于住宅钢结构对空间的要求。

本实施例中第一钢管10和第二钢管30可采用单肢小截面的钢管，进一步增强钢管对混凝土40的约束作用，提高组合柱整体的承载力和延性。第一钢管10和第二钢管30可采用同一规格的钢管，也可采用不同规格的钢管，根据使用需要灵活选择即可。各钢板21分别与第一钢管10的其中一个侧壁垂直连接，与相应第二钢管30的其中一个侧壁垂直连接。

作为本实用新型提供的钢管混凝土组合柱的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，第一钢管10用于与钢板21连接的侧壁上设置有连通第一钢管10内腔与外部的第二通孔50。各第二钢管30用于与钢板21连接的侧壁上分别设置有连通相应第二钢管30内腔与外部的第三通孔60。

第一钢管10和第二钢管30内分别浇筑有混凝土40，浇筑于第一钢管10和/或第二钢管30内的混凝土40穿过第二通孔50和/或第三通孔60与浇筑于空腔内的混凝土40粘接，形成一个混凝土组合体。

第一钢管10和第二钢管30与连接件20连接的侧壁上开设孔洞，使得整个钢结构内的混凝土40可以粘接成一个完整的混凝土组合体，进一步增强了混凝土40与钢结构连接关系的紧密性，降低了使用时钢结构内混凝土40与钢结构发生分离的风险，确保了组合柱结构的稳定性和较强的承载力。

作为本实用新型提供的钢管混凝土组合柱的一种具体实施方式，请参阅图6，钢管混凝土组合柱还包括通过连接件20与其中一个第二钢管30连接的第三钢管70，第三钢管70与钢板21连接的侧壁上设置有连通第三钢管70内腔与连接件20内腔的第四通孔80。

当需要组装Z型钢、H型钢等异型组合柱时，可在相应第二钢管30外围加设与该第二钢管30连接的第三钢管70。

本实施例中第三钢管70和第二钢管30可采用同一规格的钢管或不同规格的钢管，具体根据使用需要而定，本申请对此不做限制。

作为本实用新型提供的钢管混凝土组合柱的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，各钢板21的内壁上分别设置有T型加筋肋90。

T型加筋肋90的设置进一步增强了钢结构与位于钢结构内的混凝土组合体之间连接关系的稳定性，降低了使用过程中混凝土组合体与钢结构发生分离的风险。

作为本实用新型提供的钢管混凝土组合柱的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，隔板22位于钢板21的中部，确保了钢板21两侧受力平衡，同时保证了组合柱整体结构的稳定性。

作为本实用新型提供的钢管混凝土组合柱的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，各钢板21上分别设置有两组T型加筋肋90，同一钢板21上的两组T型加筋肋90分设在相应隔板22的两侧，确保了钢板21两侧受力平衡，进一步增强了组合柱整体结构的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.钢管混凝土组合柱，其特征在于：包括一根第一钢管及至少一根分别通过连接件与所述第一钢管连接的第二钢管，所述连接件包括相互平行的两个钢板，各所述钢板一端与所述第一钢管连接，另一端与相应所述第二钢管连接，同一所述连接件中的两个所述钢板通过隔板连接，所述隔板的上设置有沿所述隔板的厚度方向贯穿所述隔板的第一通孔；

2.如权利要求1所述的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述第一钢管用于与所述钢板连接的侧壁上设置有连通所述第一钢管内腔与外部的第二通孔，

3.如权利要求1所述的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述钢管混凝土组合柱还包括通过所述连接件与其中一个所述第二钢管连接的第三钢管，所述第三钢管与所述钢板连接的侧壁上设置有连通所述第三钢管内腔与所述连接件内腔的第四通孔。

4.如权利要求1-3任一项所述的钢管混凝土组合柱，其特征在于：各所述钢板的内壁上分别设置有T型加筋肋。

5.如权利要求4所述的钢管混凝土组合柱，其特征在于：所述隔板位于所述钢板的中部。

6.如权利要求5所述的钢管混凝土组合柱，其特征在于：各所述钢板上分别设置有两组所述T型加筋肋，同一所述钢板上的两组所述T型加筋肋分设在相应所述隔板的两侧。