CN216239367U - 一种圆柱状钢管混凝土柱 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种圆柱状钢管混凝土柱，属于钢管混凝土柱技术领域，能够解决现有的钢管混凝土柱的抗弯能力有限的问题。该圆柱状钢管混凝土柱，包括圆柱状钢管、混凝土和多块加强板；圆柱状钢管的内腔填满混凝土；多块加强板均为弧形板，多块加强板围绕圆柱状钢管的外周壁以相同的间距周向阵列设置，且多块加强板的内侧壁均与圆柱状钢管的外周壁贴合并固定。本申请的圆柱状钢管混凝土柱能够大幅度提高自身的承载能力和抗弯能力，降低用钢量，节约成本。
Description
技术领域
本申请涉及钢管混凝土柱技术领域，尤其涉及一种圆柱状钢管混凝土柱。
背景技术
混凝土柱的抗压强度较高，但其抗弯能力很弱。而钢材，尤其是型钢的抗弯能力较强，其具有良好的弹塑性，但其在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土柱在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土柱处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高，同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而极大地提高了自身的承载能力，进而使钢管混凝土柱作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛适用于如厂房、高层等框架结构中。
但是传统钢管混凝土柱的抗弯能力依旧有限，使其使用范围受到极大的限制。而为了提高混凝土柱的抗弯能力，需要增加钢管的厚度来达到所需的抗弯能力，但是采用增加钢管的厚度来达到所需的抗弯能力的方法又会增加用钢量，导致钢管混凝土的成本提高。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种圆柱状钢管混凝土柱，能够解决现有的钢管混凝土柱的抗弯能力有限的问题。
本实用新型实施例提供了一种圆柱状钢管混凝土柱，包括圆柱状钢管、混凝土和多块加强板；所述圆柱状钢管的内腔填满所述混凝土；多块所述加强板均为弧形板，多块所述加强板围绕所述圆柱状钢管的外周壁以相同的间距周向阵列设置，且多块所述加强板的内侧壁均与所述圆柱状钢管的外周壁贴合并固定。
在一种可能的实现方式中，多块所述加强板的两侧均与所述圆柱状钢管的外周壁通过连续角焊的方式固定。
在一种可能的实现方式中，当所述加强板的弧长≥250mm时，所述加强板的横截面的中点的连线位置处通过穿孔塞焊的方式进一步将所述加强板与所述圆柱状钢管的外周壁固定。
在一种可能的实现方式中，所述穿孔塞焊的焊点间距选自150mm～200mm范围的任意值。
在一种可能的实现方式中，所述加强板的壁厚≤圆柱状钢管的壁厚的二倍。
在一种可能的实现方式中，所述加强板的两端点之间的弧度选自30°～45°范围的任意值。
在一种可能的实现方式中，所述圆柱状钢管的外径与厚度的比值为
其中，f为圆柱状钢管的抗弯强度。
本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本实用新型实施例提供了一种圆柱状钢管混凝土柱，包括圆柱状钢管、混凝土和多块加强板。圆柱状钢管的内腔填满混凝土。多块加强板均为弧形板，多块加强板围绕圆柱状钢管的外周壁以相同的间距周向阵列设置，且多块加强板的内侧壁均与圆柱状钢管的外周壁贴合并固定。本申请实施例提供的圆柱状钢管混凝土柱，在达到传统钢管混凝土柱相同抗弯能力的情况下，能够不增加圆柱状钢管整体的壁厚，将柱子主要受力区域，即需要承受较高抗弯能力的部位增设加强板，使该位置沿径向的厚度增厚，就能大幅度提高自身的承载能力和抗弯能力，从而降低了用钢量，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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为本申请实施例提供的圆柱状钢管混凝土柱的结构示意图一；
图2为本申请实施例提供的圆柱状钢管混凝土柱的结构示意图二。
图标：1-圆柱状钢管；2-混凝土；3-加强板；4-连续角焊缝；5-穿孔塞焊的焊点；θ-加强板的两端点之间的弧度；L-焊点间距。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
请参照图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种圆柱状钢管混凝土柱，包括圆柱状钢管1、混凝土2和多块加强板3。圆柱状钢管1的内腔填满混凝土2。多块加强板3均为弧形板，多块加强板3围绕圆柱状钢管1的外周壁以相同的间距周向阵列设置，且多块加强板3的内侧壁均与圆柱状钢管1的外周壁贴合并固定。其中，加强板3可以为三块、四块、五块等，如图1示出了加强板3为四块的结构示意图，其中四块加强板3分别以相同的间距周向阵列设置。
本申请实施例提供的圆柱状钢管混凝土柱，在达到传统钢管混凝土柱相同抗弯能力的情况下，能够不增加圆柱状钢管1整体的壁厚，将柱子主要受力区域，即需要承受较高抗弯能力的部位增设加强板3，使该位置沿径向的厚度增厚，就能大幅度提高自身的承载能力和抗弯能力，从而降低了用钢量，节约了成本。
进一步地，多块加强板3的两侧均与圆柱状钢管1的外周壁通过连续角焊的方式固定，即多块加强板3的两侧均与圆柱状钢管1的外周壁通过连续角焊的方式连接为一体。如图1和图2示出了连续角焊缝4所在位置的结构示意图。连续角焊对于两块金属垂直连接在一起有较好的焊接效果，可使焊接于圆柱状钢管1上的固定板不容易掉落，焊接牢固。
可选的，当加强板3的弧长≥250mm时，加强板3的横截面的中点的连线位置处通过穿孔塞焊的方式进一步将加强板3与圆柱状钢管1的外周壁固定，即通过穿孔塞焊的方式将加强板3与圆柱状钢管1的外周壁连接为一体。本申请实施例的穿孔塞焊具体过程为在加强板3上打透孔，再把这个透孔焊起来。本申请实施例通过穿孔塞焊的方式使加强板3与圆柱状钢管1的外周壁固定效果更好。如图1和图2示出了穿孔塞焊的焊点5所在位置的结构示意图。
在实际应用中，穿孔塞焊的焊点间距L选自150mm～200mm范围的任意值，如150mm、175mm或者200mm等，从而能够使焊点受力位置的长和宽相差更小，从而受力的约束效果更好。
进一步地，加强板3的壁厚≤圆柱状钢管1的壁厚的二倍，能够便于加强板3焊接于圆柱状钢管1上，同时使加强板3与圆柱状钢管1的协调性更好，使圆柱状钢管混凝土柱的抗弯能力更好。
如图1所示，加强板3的两端点之间的弧度θ选自30°～45°范围的任意值，从而在达到圆柱状钢管混凝土柱所需的抗弯能力的同时，能够节约加强板3所需的材料。
进一步地，圆柱状钢管1的外径与厚度的比值为
其中，f为圆柱状钢管1的抗弯强度，从而使圆柱状钢管混凝土柱在节省成本的情况下，达到更好的抗弯能力。
在实际应用中，本申请实施例提供的圆柱状钢管混凝土柱，其钢结构部分的截面面积可根据下式计算：
其中，A为圆柱状钢管混凝土柱的钢结构部分的截面面积，单位为mm2；D为圆柱状钢管1的外径，单位为mm；t1为圆柱状钢管1的壁厚，单位为mm；t2为加强板3的壁厚，单位为mm；θ为加强板3的两端点之间的弧度，单位为rad。
本申请实施例提供的圆柱状钢管混凝土柱，可根据下式验算其钢结构部分的抗弯强度：
其中，Mx为圆柱状钢管混凝土柱的钢结构部分的弯矩设计值，单位为kN.m；Wx为对X轴的截面模量，单位为mm4；Ix为对X轴的截面惯性矩，单位为mm3；f为圆柱状钢管1的抗弯强度设计值，单位为N/mm2；D为圆柱状钢管1的外径，单位为mm；t1为圆柱状钢管1的壁厚，单位为mm，t2为加强板3的厚度，单位为mm，θ为加强板3的两端之间的弧度，单位为rad。
本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种圆柱状钢管混凝土柱，其特征在于，包括圆柱状钢管、混凝土和多块加强板；
所述圆柱状钢管的内腔填满所述混凝土；
多块所述加强板均为弧形板，多块所述加强板围绕所述圆柱状钢管的外周壁以相同的间距周向阵列设置，且多块所述加强板的内侧壁均与所述圆柱状钢管的外周壁贴合并固定。
2.根据权利要求1所述的圆柱状钢管混凝土柱，其特征在于，多块所述加强板的两侧均与所述圆柱状钢管的外周壁通过连续角焊的方式固定。
3.根据权利要求2所述的圆柱状钢管混凝土柱，其特征在于，当所述加强板的弧长≥250mm时，所述加强板的横截面的中点的连线位置处通过穿孔塞焊的方式进一步将所述加强板与所述圆柱状钢管的外周壁固定。
4.根据权利要求3所述的圆柱状钢管混凝土柱，其特征在于，所述穿孔塞焊的焊点间距选自150mm～200mm范围的任意值。
5.根据权利要求1所述的圆柱状钢管混凝土柱，其特征在于，所述加强板的壁厚≤圆柱状钢管的壁厚的二倍。
6.根据权利要求1所述的圆柱状钢管混凝土柱，其特征在于，所述加强板的两端点之间的弧度选自30°～45°范围的任意值。
7.根据权利要求1所述的圆柱状钢管混凝土柱，其特征在于，所述圆柱状钢管的外径与厚度的比值为
其中，f为圆柱状钢管的抗弯强度。
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2021
- 2021-11-16 CN CN202122799768.8U patent/CN216239367U/zh active Active
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