CN211775113U - 一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱 - Google Patents

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徐辉
朱晓东
孟维伟
王玉伟
张少庆
薛丹璇
孙晨然
张�成
张晨
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本实用新型涉及一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱,有效的解决了铝合金管混凝土柱整体性能有待改善的问题;解决的技术方案包括双层铝合金管混凝土柱主体和预应力体系;所述的双层铝合金管混凝土柱主体由内铝合金圆管、外铝合金圆管、混凝土层组成,内铝合金圆管和外铝合金圆管同轴套设,混凝土浇筑在内铝合金圆管和外铝合金圆管的夹层中;所述预应力体系由钢绞线和锚具组成,钢绞线捆扎在外铝合金圆管外,锚具固定在外铝合金圆管外壁上,钢绞线的两端由锚具固定;本实用新型有效提高了铝合金混凝土柱的强度和结构承载力,降低了轴压比,提高了结构抗震性能,改善了结构延性,同时减轻了结构自重。

Description

一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱
技术领域
本实用新型涉及建筑工程领域,具体是一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱。
背景技术
铝合金管混凝土柱是由在铝合金管内填充混凝土形成的一种组合结构,铝合金管混凝土柱的铝合金管和混凝土两者在受力过程中相互作用,即铝合金管对其核心混凝土的约束作用,使混凝土处于三向受压状态,从而使混凝土的强度得以提高;反过来由于混凝土的存在,可以延缓或避免铝合金管过早发生局部屈曲或整体失稳,从而保证了两种材料性能的充分发挥。铝合金管混凝土具有轻质高强,耐腐蚀性强等优点,随着铝合金管混凝土结构的研究与发展,被应用到越来越多的结构形式当中,同时,对铝合金管混凝土柱的在满足稳定性的前提下的自重和延性的要求也在不断提高,如何更经济合理的满足抗震设计中稳定性和延性的控制成为不可避免的问题。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本实用新型提供了一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱,有效的解决了铝合金管混凝土柱整体性能有待改善的的问题。
其解决的技术方案是,一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱,包括双层铝合金管混凝土柱主体和预应力体系;所述的双层铝合金管混凝土柱主体由内铝合金圆管、外铝合金圆管、混凝土层组成,内铝合金圆管和外铝合金圆管同轴套设,混凝土浇筑在内铝合金圆管和外铝合金圆管的夹层中;所述预应力体系由钢绞线和锚具组成,钢绞线捆扎在外铝合金圆管外,锚具固定在外铝合金圆管外壁上,钢绞线的两端由锚具固定。
本实用新型有效提高了铝合金混凝土柱的强度和结构承载力,降低了轴压比,提高了结构抗震性能,改善了结构延性,同时减轻了结构自重。
附图说明
图1为本实用新型的主视图。
图2为本实用新型的右视图。
图3为本实用新型的俯视图。
图4为锚具的立体图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作出进一步详细说明。
由图1至图4出,本实用新型包括双层铝合金管混凝土柱主体和预应力体系;所述的双层铝合金管混凝土柱主体由内铝合金圆管1、外铝合金圆管2、混凝土层3组成,内铝合金圆管1和外铝合金圆管2同轴套设,混凝土层3浇筑在内铝合金圆管1和外铝合金圆管2的夹层中;所述预应力体系由钢绞线4和锚具5组成,钢绞线4捆扎在外铝合金圆管2外,锚具5固定在外铝合金圆管2外壁上,钢绞线4的两端由锚具5固定。
所述的锚具5由弧形板6和方形板7组成,方形板7垂直固定在弧形板6的外弧面上,方形板7上开设有两个通孔8,弧形板6固定在外铝合金圆管2的外壁上,钢绞线4的两端固定在通孔8内。
所述的预应力体系沿柱长方向布置多组。
钢绞线4的数量根据柱高进行布置,普通三米层高柱设置钢绞线4数量不少于五处,且柱子在承受较大竖向荷载及地震等水平荷载的情况下,柱顶及柱底的应力水平较高,易发生斜向剪切破坏,因此在柱顶及柱底位置钢绞线4分别不应少于两处;特殊层高柱根据实际受力情况适当增加或减少数量。
预应力钢绞线4采用后张法张拉,外露长度不小于30mm,张拉强度不可大于0.7倍铝合金抗拉强度,建议进行微张拉;弧形板6宽度不小于外铝合金圆管2的半径,最厚处厚度不小于1.5倍外铝合金圆管2的厚度,方形板7的长度与弧形板6的宽度相同,方形板7的宽度不小于预应力钢绞线4直径的三倍,厚度不小于外铝合金圆管2厚度的1.5倍,两通孔8间距不小于10mm,不大于30mm。
具体施工步骤如下:
一、按设计方案在工厂内预制所需内铝合金圆管1、外铝合金圆管2、锚具5和钢绞线4。
二、现场拼接:安装内铝合金圆管1和外铝合金圆管2,浇筑填充混凝土层3,并振捣密实;待混凝土成型后在设计位置固定锚具5并张拉预应力钢绞线4,张拉应力控制在0.3倍铝合金抗拉强度,张拉过程中应确保钢绞线4整体水平,张拉结束后将张拉端钢绞线4裁剪至约30mm。
与现有技术相比,本发明具有的优点及积极效果是:
通过设置双层铝合金圆管,提高了结构承载力,降低轴压比,提高结构抗震性能;
通过去除中心区混凝土,在保证柱子稳定性的前提下,进一步减轻了结构自重,充分发挥了铝合金结构轻质高强的优点,减轻结构地震反应;
通过在外柱设置预应力钢绞线4,能对铝合金管及混凝土层3产生有效的环箍效应,提高柱子承载力,改善结构延性;
增加铝合金管和混凝土之间的粘结力,提高两者之间联系,增强结构整体性能;
锚具5的弧形板6依靠钢绞线4的预应力会紧密贴靠在外铝合金圆管2上,可对柱端位置进行补强,增强易损柱端位置的力学性能;
能通过灵活调整钢绞线4的预应力大小,钢绞线4数量、位置、直径来满足不同结构形式及更高抗震延性、承载力的要求。

Claims (3)

1.一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱,其特征在于,包括双层铝合金管混凝土柱主体和预应力体系;所述的双层铝合金管混凝土柱主体由内铝合金圆管(1)、外铝合金圆管(2)、混凝土层(3)组成,内铝合金圆管(1)和外铝合金圆管(2)同轴套设,混凝土层(3)浇筑在内铝合金圆管(1)和外铝合金圆管(2)的夹层中;所述预应力体系由钢绞线(4)和锚具(5)组成,钢绞线(4)捆扎在外铝合金圆管(2)外,锚具(5)固定在外铝合金圆管(2)外壁上,钢绞线(4)的两端由锚具(5)固定。
2.根据权利要求1所述的一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱,其特征在于,所述的锚具(5)由弧形板(6)和方形板(7)组成,方形板(7)垂直固定在弧形板(6)的外弧面上,方形板(7)上开设有两个通孔(8),弧形板(6)固定在外铝合金圆管(2)的外壁上,钢绞线(4)的两端固定在通孔(8)内。
3.根据权利要求1所述的一种预应力钢绞线加固的双层铝合金管混凝土柱,其特征在于,所述的预应力体系沿柱长方向布置多组。
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