CN216075208U - 一种超高大截面钢管混凝土柱 - Google Patents

Abstract

本申请涉及土木工程的技术领域，尤其是涉及一种超高大截面钢管混凝土柱，其包括基础承台、钢管圆柱和弹性滑板支座，钢管圆柱固定连接在基础承台上，弹性滑板支座固定连接在钢管圆柱的上端顶部。本申请具有减少建材浪费、控制成本，缩短施工周期、加快项目交付的效果。

Description

一种超高大截面钢管混凝土柱

技术领域

本申请涉及土木工程的技术领域，尤其是涉及一种超高大截面钢管混凝土柱。

背景技术

钢管混凝土柱就是把混凝土灌入钢管并捣实以加大钢管的强度和刚度，抗压强度高，拥有良好的受力性能和施工性能，多用于厂房和高层的框架结构建设中，截面最大长度大于1米的钢管混凝土柱都叫大截面钢管混凝土柱。

相关技术中，现代建筑随着新颖结构形式的出现，超高层建筑和大型公共建筑的要求越来越高，钢管混凝土柱的抗震性能高、经济效益好和施工便捷，使得其广泛应用工业建筑中。为将两座建筑主体连接成一体，多采用钢管混凝土柱支撑桁架结构，钢管柱顶桁架双向悬挑形成过桥廊。

针对上述中的相关技术，发明人认为一般钢管混凝土柱支撑强度难以满足高层建筑和大型建筑的承载力和抗震要求，使用多个钢管混凝土柱起支撑作用不仅影响施工进度，还增加建筑材料成本。

实用新型内容

为了满足将两座建筑主体连接成一体的承载力和抗震要求，本申请提供一种超高大截面钢管混凝土柱，顶部设置抗震支座技术。

本申请提供的一种超高大截面钢管混凝土柱采用如下的技术方案：

一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：包括基础承台、钢管圆柱和弹性滑板支座，钢管圆柱固定连接在基础承台上，弹性滑板支座固定连接在钢管圆柱的上端顶部。

通过采用上述技术方案，将钢管圆柱固定连接在基础承台上起整体支撑作用，将弹性滑板支座固定连接在钢管圆柱的上端顶部，利用弹性滑板支座的柔性隔震层降低地面振动对上部结构的影响，使上部结构的层间位移减小处于弹性工作状态，使用超高大截面钢管混凝土柱可实现独柱支撑，减少多个一般钢管混凝土柱的建材浪费，很大程度的控制了成本，同时还缩短了施工周期，加快项目交付。

可选的，所述基础承台包括桩基承台、基础桩和钢板，基础桩上端埋设于桩基承台内，下端埋设于地层中，钢板埋设于桩基承台内，所述钢管圆柱下端固定连接在钢板上表面。

通过采用上述技术方案，将基础承台设置为多基础桩承台结构，多个基础桩上桩端埋设到桩基承台内，下桩端埋设于地层中，增强基础承台的稳定性，桩基承台内预埋钢板，钢管圆柱下端固定连接在钢板上表面，钢板起固定支撑作用。

可选的，所述基础桩设置为钻孔灌注桩，基础桩的直径小于钢管圆柱的直径，所述钢板为方板，钢板的边长尺寸大于钢管圆柱的直径尺寸。

通过采用上述技术方案，方形钢板满足钢管圆柱的固定连接，利用基础桩钻孔灌注桩就地成桩，增强桩基的承载力，为上部钢管圆柱的独柱承重打下坚实基础。

可选的，所述钢板上连接若干锚栓，锚栓埋设于桩基承台内部，钢板两侧下表面固定连接有工字钢支架。

通过采用上述技术方案，将锚栓的一端预埋在桩基承台内，另一端固定连接在钢板上，增强钢板的稳定性，在钢板两侧下表面焊接工字钢支架，确保浇筑混凝土时钢板不发生位移。

可选的，所述钢管圆柱包括位于底部的下柱体和位于上部的上柱体，下柱体下端部与钢板上表面固定连接，上柱体的下端部与下柱体的上端部固定连接。

通过采用上述技术方案，钢管圆柱的下柱体下端部与钢板上表面焊接固定，确保钢管圆柱的承重性和稳定性，上柱体的下端部与下柱体的上端部固定连接，使钢管圆柱连接成一个整体。

可选的，所述下柱体包括内部的圆柱和外部的混凝土方柱，圆柱外壁设有外环加劲板，混凝土方柱的截面尺寸大于钢板的截面尺寸，混凝土方柱上浇筑有拉结梁，拉结梁的末端用于与主体结构连接。

通过采用上述技术方案，将圆柱外壁设置外环加劲板，绑扎钢筋，支模浇筑水泥形成外部的混凝土方柱，再在混凝土方柱上浇筑拉结梁，使拉结梁与主体结构相连接，大大增强钢管圆柱的稳定性。

可选的，所述上柱体包括外钢管和浇筑混凝土在外钢管内的混凝土柱，钢管内部焊接有加劲板，上柱体上端部设有下支墩。

通过采用上述技术方案，在不增加钢管壁厚和保证钢管完整的情况下，在钢管内部焊接加劲板，加大钢管的刚度和承载度，上柱体上端部设有用于与支座连接的下支墩。

可选的，所述弹性滑板支座包括叠层橡胶钢板、滑移面板和连接件，滑移面板通过连接件固定连接在叠层橡胶钢板之间，弹性滑板支座上端部连接有连廊，连廊底端设有上支墩。

通过采用上述技术方案，将滑移面板通过连接件固定连接在叠层橡胶钢板之间，利用滑移面板的柔性隔震层降低地面震动对上部连廊的影响，连廊底端设有与支座连接的上支墩。

可选的，所述叠层橡胶钢板包括上叠层钢板和下叠层钢板，上叠层钢板埋设于上支墩内，下叠层钢板埋设于下支墩内，所述滑移面板通过连接件固定连接在上支墩和下支墩之间。

通过采用上述技术方案，利用埋设于上支墩内的上叠层钢板和埋设于下支墩内的下叠层钢，将滑移面板通过连接件固定连接在上支墩和下支墩之间。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在施工过程中，将钢管圆柱固定连接在基础承台上起整体支撑作用，将弹性滑板支座固定连接在钢管圆柱的上端顶部，利用弹性滑板支座的柔性隔震层降低地面振动对上部结构的影响，使上部结构的层间位移减小处于弹性工作状态，使用超高大截面钢管混凝土柱可实现独柱支撑，减少多个一般钢管混凝土柱的建材浪费，很大程度的控制了成本，同时还缩短了施工周期，加快项目交付；

2.将基础承台设置为群桩承台结构，多个基础桩上桩端埋设到桩基承台内，下桩端埋设于地层中，增强基础承台的稳定性，桩基承台内预埋钢板，钢管圆柱下端固定连接在钢板上表面，钢板起固定支撑作用；

3.将圆柱外壁设置外环加劲板，绑扎钢筋，支模浇筑水泥形成外部的混凝土方柱，再在混凝土方柱上浇筑拉结梁，使拉结梁与主体结构相连接，大大增强钢管圆柱的稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例钢管混凝土柱的结构示意图。

图2是本申请实施例钢管混凝土柱的立面结构剖视图。

图3是申请实施例钢管混凝土柱另一视角的连接结构示意图。

图4是沿图1中A-A线的剖视图。

附图标记说明：1、基础承台；11、桩基承台；12、基础桩；13、钢板；14、锚栓；15、工字钢支架；2、钢管圆柱；21、下柱体；211、外环加劲板；212、拉结梁；22、上柱体；23、圆柱；24、混凝土方柱；221、加劲板；222、下支墩；3、弹性滑板支座；31、叠层橡胶钢板；32、滑移面板；33、连接件；4、主体结构；5、连廊；51、上支墩。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

钢管混凝土柱因其较高的抗压强度、抗震性能、良好的经济效益和便捷的施工方式，一般用于超高层建筑和大型公共建筑，由于场地限制和作业原理的不同要求，有时需要采用群桩承台独柱支撑结构，独柱则采用超高大截面钢管混凝土柱。

本申请实施例公开一种超高大截面钢管混凝土柱。参照图1和图2，一种超高大截面钢管混凝土柱包括基础承台1、钢管圆柱2和弹性滑板支座3，基础承台1包括桩基承台11、基础桩12、钢板13、锚栓14和工字钢支架15。

桩基承台11是一个长9米、宽8米、厚3.5米的大型混凝土承台，且是一个中间部位高向两边逐渐变低的承台，桩基承台11内预埋有钢管圆柱2的基座钢板13，钢板13是一块长2.7米、宽2.7米、厚6厘米的方形钢板，钢板13的上表面与钢管圆柱2满焊连接，在钢板13上钢管圆柱2的钢管内部均匀布置有九根锚栓14，在钢板13的四个角上对应设置有四根锚栓14，锚栓14长1米，直径3厘米，锚栓14全部埋设在桩基承台11内部。

在钢板13的两侧下表面上焊接有工字钢支架15，工字钢支架15型号为12号，确保浇筑混凝土时基座钢板13不发生位移。因本实施例中采用群桩承台独柱支撑结构，所以桩基承台11的底部埋设有九根基础桩12作为群桩基础，基础桩12呈三横三纵方形布置，基础桩12为长25米、直径1米的钻孔灌注桩，钻孔灌注桩可就地钻孔灌注成形，基础桩12的桩端在桩基承台11的底部至少埋进1.5米，适合项目作业空间小且要求桩基承载力高的特点。

参考图2和图3，钢管圆柱2包括下柱体21和上柱体22，钢管圆柱2直径2.5米、壁厚6厘米，下柱体21分为圆柱23和浇筑在圆柱23外部的混凝土方柱24，圆柱23采用叠合圆钢管，内部浇筑混凝土，钢管外壁增加外环加劲板211，在外环加劲板211周边满设栓钉，通过绑扎钢筋和支模浇筑水泥形成混凝土方柱24，混凝土方柱24的截面尺寸为2.9米*2.9米。为提高钢管圆柱2的稳定性，在混凝土方柱24靠近主体结构4的三个面浇筑三根拉结梁212，使拉结梁212与主体结构4相连接，在地下结构使用拉结梁212和主体结构4连接方式，大大增强了钢管圆柱2的稳定性。

参照图4，上柱体22原设计采用空心钢管柱，腔内灌注混凝土，深化设计时为提高钢管柱的刚度，在钢管内部加设加劲板221，加劲板221采用十字加劲板，将十字加劲板与钢管焊接为一整体，再浇筑自密实混凝土，在不增加钢管壁厚，保证钢管柱完整度的情况下，提高了钢管柱的刚度，且承载力也大大增加，达到了理想的力学效果。上柱体22的上端部设置有下支墩222，下支墩222的横截面小于上柱体22的横截面，下支墩222内埋设有层叠橡胶钢板31的下叠层钢板。

为保证钢管圆柱2与上部结构桁架间达到合理的减震效果，设计了一套高效大直径、大变形隔震的弹性滑板支座3，弹性滑板支座3包括分为上下叠层的叠层橡胶钢板31、内部设置有柔性隔震层的滑移面板32和用于连接叠层橡胶钢板31与滑移面板32的连接件33，滑移面板32的上部连有连廊5，连廊5的下表面设有上支墩51，因滑移面板32内的柔性隔震层隔离了地面震动对上部结构的影响，使连廊5的水平位移变形集中于柔性隔震层，进而使上部结构桁架处于弹性工作状态。上支墩51中预埋有上叠层钢板，通过连接件33高强度螺栓将滑移面板32与上支墩51和下支墩222的预埋上、下叠层钢板连接，实现钢管圆柱2与连廊5的固定连接。

本申请实施例一种超高大截面钢管混凝土柱的实施原理为：首先，将基础承台1通过基础桩12与地层连接固定，保证整体基座的稳定性，然后在桩基承台11内埋设钢板13，在钢板13上设置锚栓14，保证钢板13的稳定性，在钢板13的下表面焊接工字钢支架，确保浇筑混凝土时钢板13不发生位移；在固定底部基座后，将下柱体21的底端部与钢板13满焊连接，圆柱23的外壁加设外环加劲板211，并浇筑混凝土形成混凝土方柱24，混凝土方柱24上再浇筑拉结梁212，拉结梁212与主体结构4相连接，增强了钢管圆柱2的稳定性；为增强上柱体22钢管柱的刚度和承载力，在钢管柱内部焊接加劲板221，上柱体22的上端部连接有下支墩222；上柱体22与连廊5的中间连接有弹性滑板支座3，连廊5的下端部设有上支墩51，弹性滑板支座3的滑移面板32中设有柔性隔震层，利用柔性隔震层实现地面震动对上部结构的影响，通过连接件33将滑移面板32固定连接在预埋在上支墩51和下支墩222的叠层橡胶钢板31中。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：包括基础承台（1）、钢管圆柱（2）和弹性滑板支座（3），钢管圆柱（2）固定连接在基础承台（1）上，弹性滑板支座（3）固定连接在钢管圆柱（2）的上端顶部。

2.根据权利要求1所述的一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：所述基础承台（1）包括桩基承台（11）、基础桩（12）和钢板（13），基础桩（12）上端埋设于桩基承台（11）内，下端埋设于地层中，钢板（13）埋设于桩基承台（11）内，所述钢管圆柱（2）下端固定连接在钢板（13）上表面。

3.根据权利要求2所述的一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：所述基础桩（12）设置为钻孔灌注桩，基础桩（12）的直径小于钢管圆柱（2）的直径，所述钢板（13）为方板，钢板（13）的边长尺寸大于钢管圆柱（2）的直径尺寸。

4.根据权利要求3所述的一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：所述钢板（13）上连接若干锚栓（14），锚栓（14）埋设于桩基承台（11）内部，钢板（13）两侧下表面固定连接有工字钢支架（15）。

5.根据权利要求1所述的一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：所述钢管圆柱（2）包括位于底部的下柱体和位于上部的上柱体，下柱体下端部与钢板（13）上表面固定连接，上柱体的下端部与下柱体的上端部固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：所述下柱体（21）包括内部的圆柱（23）和外部的混凝土方柱（24），圆柱（23）外壁设有外环加劲板（211），混凝土方柱（24）的截面尺寸大于钢板（13）的截面尺寸，混凝土方柱（24）上浇筑有拉结梁（212），拉结梁（212）的末端用于与主体结构（4）连接。

7.根据权利要求5所述的一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：所述上柱体（22）包括外钢管和浇筑混凝土在外钢管内的混凝土柱，钢管内部焊接有加劲板（221），上柱体（22）上端部设有下支墩（222）。

8.根据权利要求7所述的一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：所述弹性滑板支座（3）包括叠层橡胶钢板（31）、滑移面板（32）和连接件（33），滑移面板（32）通过连接件（33）固定连接在叠层橡胶钢板（31）之间，弹性滑板支座（3）上端部连接有连廊（5），连廊（5）底端设有上支墩（51）。

9.根据权利要求8所述的一种超高大截面钢管混凝土柱，其特征在于：所述叠层橡胶钢板（31）包括上叠层钢板和下叠层钢板，上叠层钢板埋设于上支墩（51）内，下叠层钢板埋设于下支墩（222）内，所述滑移面板（32）通过连接件（33）固定连接在上支墩（51）和下支墩（222）之间。

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