CN220184438U - 一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，包括至少四个钢构件，所述钢构件呈L形，且所述钢构件的两端朝向其内侧弯折形成连接端；相邻两个钢构件通过连接端固定相连围合形成矩形钢管柱；在所述钢构件的内侧设有一支撑构件，所述支撑构件的两端分别与钢构件两内侧壁固定相连；在矩形钢管柱内浇筑混凝土形成新型冷弯薄壁钢管混凝土柱。

Description

一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱。

背景技术

钢管混凝土柱通过在钢管内浇筑混凝土组合而成，不仅可以弥补两种材料的各自缺点，而且能够充分发挥二者的优势，使得钢管混凝土柱具有如下优点。①钢管约束混凝土，混凝土延缓或避免钢管过早屈曲，两者相互作用，从而使钢管混凝土柱具有较高的承载力；②钢管约束使得核心混凝土的塑性变形和韧性提高，因而抗震性能好；③与钢筋混凝土柱相比，钢管可充当模板，没有绑扎钢筋、支模和拆模等工序，施工方便；④核心混凝土能够吸收热量，与钢管协同互补，使得其具有较好的耐火性能。因此，钢管混凝土柱符合建筑工业化的建造要求，可节约人工费，降低工程造价。

对于多、高层建筑的钢管混凝土柱，为了满足规范对钢管宽厚比的要求，钢管厚度一般比较大，而承载力又有较大富余，造成了不必要的浪费。搭接式柱脚连接因钢管不用伸入基础、不影响基础内钢筋布置、施工方便、节约钢材和降低成本而备受欢迎，但对于普通钢管混凝土柱，由于钢管厚度大，含钢率高，若要实现柱脚等强连接，需要在柱脚段布置大量的纵筋，致使柱脚搭接区钢筋高密度布置，混凝难以浇筑，无法实现搭接式连接。此外，现有钢管柱内壁光滑，其内壁与内部混凝土之间的相互作用较差。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，以解决现有技术中钢管厚度大、难以实现柱脚搭接式连接、钢管与混凝土之间的相互作用较差的问题。

解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，包括至少四个钢构件，所述钢构件呈L形，且所述钢构件的两端朝向其内侧弯折形成连接端；相邻两个钢构件通过连接端固定相连围合形成矩形钢管柱；在所述钢构件的内侧设有一支撑构件，所述支撑构件的两端分别与钢构件两内侧壁固定相连；在矩形钢管柱内浇筑混凝土形成新型冷弯薄壁钢管混凝土柱。

优选地，所述支撑构件为锯齿钢筋，所述锯齿钢筋上具有多个凸起和凹槽，且锯齿钢筋通过凸起和凹槽与所述钢构件的两内侧壁固定相连。

优选地，所述支撑构件为支撑板，且支撑板的相对两侧边分别与所述钢构件的两内侧壁固定相连；所述支撑板上设有多个通孔，所述通孔贯穿支撑板的相对两侧，并沿支撑板的长度方向间隔分布。

优选地，所述支撑构件的两端分别与钢构件两内侧壁的中部固定相连。

优选地，所述支撑构件的两端分别与钢构件连接端弯折处的内壁固定相连。

相比现有技术，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型由四个钢构件和内设置支撑构件组焊而成的钢管柱，钢构件由一块薄钢板冷弯成带弯折边的L形钢，可全自动化生产，加工效率极大提高，相对普通钢管混凝土柱的钢管，钢管壁厚减小，用钢量降低，钢管混凝土柱的整体成本降低。

2、与普通钢管混凝土柱相比，由于本实用新型所述新型钢管混凝土柱的钢管壁厚减小，柱脚等强连接所需要的纵筋也相应减少，从而解决了普通钢管混凝土柱搭接式柱脚的搭接区钢筋高密度布置导致混凝土难以浇筑的问题，因此，新型钢管混凝土柱可以实现柱脚搭接式连接，使得施工更加方便。

3、本实用新型还采用了不同的支撑构件，这些支撑构件一方面限制钢构件面外变形，从而增强钢构件对核心混凝土的约束作用，另一方面使得钢管内壁不再光滑，限制了钢管与混凝土的相对滑移，从而增强钢管柱与混凝土协同受力。

附图说明

图1为本实用新型一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱的结构示意图。

图2为支撑构件另一种实施方式的结构示意图。

图3为支撑构件为锯齿钢筋的结构示意图。

图4为支撑板上圆形孔的结构示意图。

图5为支撑板上六边形孔的结构示意图。

图中：钢构件1、连接端2、支撑构件3、凸起4、凹槽5、通孔6。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供了一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，如图1所示，包括至少四个钢构件1，所述钢构件呈L形，且所述钢构件的两端朝向其内侧弯折形成连接端2，连接端的设置主要有两个作用，一是连接端包括圆弧段和平直段，平直段使得四个钢构件组拼更加方便，两个钢构件的圆弧段拼在一起形成焊缝池，不用再在钢板上开坡口，因此，连接端使得钢构件制作更加方便；二是连接端可作为整个截面的纵向加劲肋，延缓或防止钢管局部屈曲，从而增强钢管对核心混凝土的约束作用。相邻两个钢构件通过连接端固定相连形成矩形钢管柱。在所述钢构件的内侧设有一支撑构件3，所述支撑构件的两端分别与钢构件两内侧壁固定相连；在矩形钢管柱内浇筑混凝土形成新型冷弯薄壁钢管混凝土柱。

现有钢管混凝土柱的钢管一般采用焊接而成或冷弯成型，为了满足宽厚比要求，这类钢管柱的壁厚一般较大，含钢率较高，整体经济性较差。本实用新型采用至少四个L形的钢构件组合而成钢管柱，所述钢构件为一次冷弯而成的卷边薄壁钢构件，相邻两个钢构件通过连接端焊接而成，与现有技术的钢管相比，能够减小钢管壁厚度，经济性好。同时，现有普通钢管混凝土柱中的钢管由于厚度大，当柱脚采用纵筋搭接式连接时，要实现等强连接，这就需要在搭接区段布置大量纵筋，致使柱脚搭接区钢筋高度密集，难以浇筑混凝土，最终无法实现搭接式柱脚连接。而本实用新型的新型钢管混凝土柱，由于钢管厚度小，采用较少的纵筋就可以实现等强或超强连接，从而解决普通钢管混凝土柱搭接区纵筋高度密集的问题，可以方便混凝土浇筑，从而实现搭接式连接。

在一些实施方式中，钢构件一侧壁与该侧壁上的连接端之间的夹角优选为45°或90°，当夹角为90°时，如图1~2所示；当夹角为45°时，支撑构件位于连接端的外侧，并与连接端的外侧壁固定相连，此时连接端伸入至钢构件内的混凝土中，既可以提升钢构件与混凝土之间的相互作用，也能够对钢管柱内的核心混凝土起到约束作用，还能够防止钢构件出现局部屈曲，并有利于控制焊接所导致的变形。

在一种实施方式中，如图1~3所示，所述支撑构件为锯齿钢筋，所述锯齿钢筋上具有多个凸起4和凹槽5。在该实施方式中，锯齿钢筋与钢构件之间的连接方式也可以为两种：一种是锯齿钢筋的长度方向与钢构件的长度方向相互平行，该锯齿钢筋通过凸起和凹槽与所述钢构件的两内侧壁固定相连；另一种是锯齿钢筋的长度方向与钢构件的长度方向相互垂直，并且沿钢构件的长度方向间隔分布，该锯齿钢筋沿其长度方向的两端分别与钢构件的两内侧壁固定相连。无论是哪种连接方式，支撑构件都能够增强钢管与混凝土的相互作用，从而提升新型钢管混凝土柱的承载力和延性。

在一种实施方式中，如图4所示，所述支撑构件为支撑板，且支撑板的相对两侧边分别与所述钢构件的两内侧壁固定相连；支撑板的长度方向与钢构件的长度方向相互垂直，并且支撑板沿钢构件的长度方向间隔分布。所述支撑板上设有多个通孔6，所述通孔贯穿支撑板的相对两侧，并沿支撑板的长度方向间隔分布。所述支撑板为钢板，通孔在钢板上均匀分布，具有通孔的支撑板可以和混凝土形成组合榫作用，增强钢管与混凝土的协同受力，且支撑板通过两侧与所述钢构件的两内侧壁固定相连，使钢构件内侧形成较为稳定的三角形结构，同时加长连接端的平直段，也可以对钢管形成三点约束，进一步限制钢管面外变形，从而进一步增强钢管与混凝土的相互作用。所述通孔为圆形孔（如图4所示）或六边形孔，更优选为六边形孔，因为六边形孔与混凝土形成组合销栓结构，进一步增强钢管柱与混凝土之间的相互作用；同时，六边形的通孔在加工过程中能够有效防止材料浪费，在实际施工时，选择满足要求的钢板作为强化板，然后按照六边形一半的轮廓进行切割，使切割后的两块钢板能够沿着切割边错缝拼接形六边形孔，如图5所示；但如果通孔为圆形孔，则需要在钢板上切割形成圆形孔，而切割后形成的圆形材料则会被浪费掉，导致材料消耗增高，加工成本也随之升高。

在一种实施方式中，支撑构件可以选择上述支撑板或锯齿钢筋中的一种或两种均采用的形式进行实施，但支撑构件的两端与钢构件的连接位置存在不同的实施方式。一种为：所述支撑构件的两端分别与钢构件两内侧壁的中部固定相连，如图1所示，此时支撑构件能够与钢构件内侧形成较为稳定的三角形结构，同时加长连接端的平直段，这样可以对钢管形成三点约束，进一步限制钢管面外变形，从而进一步增强钢管与混凝土的相互作用。另一种为：所述支撑构件的两端分别与钢构件连接端弯折处的内壁固定相连，如图2所示，使钢构件内侧形成较为稳定的三角形结构，增强对柱截面中部钢板的约束作用，进一步限制中部钢管面外变形，从而进一步增强钢管对混凝土的约束作用；此外，支撑构件与钢构件固定相连，支撑构件可以限制钢管与混凝土的相对滑移，从而增强钢管与混凝土协同受力。

本实用新型并不限于上述的实施方式，采用与本实用新型上述实施例相同或者近似的结构，均在本实用新型的保护范围之内。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，其特征在于，包括至少四个钢构件（1），所述钢构件呈L形，且所述钢构件的两端朝向其内侧弯折形成连接端（2）；相邻两个钢构件通过连接端固定相连围合形成矩形钢管柱；在所述钢构件的内侧设有一支撑构件（3），所述支撑构件的两端分别与钢构件的两内侧壁固定相连；在矩形钢管柱内浇筑混凝土形成新型冷弯薄壁钢管混凝土柱。

2.根据权利要求1所述新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，其特征在于，所述支撑构件为锯齿钢筋，所述锯齿钢筋上具有多个凸起（4）和凹槽（5），且锯齿钢筋通过凸起和凹槽与所述钢构件的两内侧壁固定相连。

3.根据权利要求1所述新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，其特征在于，所述支撑构件为支撑板，且支撑板的相对两侧边分别与所述钢构件的两内侧壁固定相连；所述支撑板上设有多个通孔（6），所述通孔贯穿支撑板的相对两侧，并沿支撑板的长度方向间隔分布。

4.根据权利要求1所述新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，其特征在于，所述支撑构件的两端分别与钢构件两内侧壁的中部固定相连。

5.根据权利要求1所述新型冷弯薄壁钢管混凝土柱，其特征在于，所述支撑构件的两端分别与钢构件连接端弯折处的内壁固定相连。