CN86106474A - 预应力钢管混凝土柱 - Google Patents

Abstract

一种预应力钢管混凝土柱。钢管内壁涂有油质隔离剂，核心混凝土被预加压力，使钢管产生环向拉应力，形成预应力钢管混凝土柱。它比普通钢管混凝土柱提高承载能力1.5倍。适用于各种工业和民用建筑中受轴向压力较大的结构构件。

Description

本发明属于建筑工程的结构构件。

目前，在建筑工程中有采用钢管混凝土柱做承重构件的，由于钢管能和混凝土共同作用，可以改善钢管和混凝土在受压时各自的工作条件，对于钢管来说，由于管内填充了混凝土，管壁受压的稳定性有一定提高;对于核心混凝土来说，在受压过程中，由于有钢管壁的约束，处于三向应力的受力状态，使混凝土的强度有很大的提高。因此，整个钢管混凝土柱的受压承载能力较钢管和混凝土分别受压时的叠加值要提高1.5～2.5倍。

但是，这种普通钢管混凝土柱受压时的破坏特征，仍然是因钢管壁的失稳，引起核心混凝土三向应力状态的丧失，使整个构件失去承载能力。因此，钢材的强度仍未被充分发挥。

本发明的目的，是使混凝土和钢管充分隔离，只让核心混凝土受压，利用核心混凝土在轴向压缩时的横向膨胀，来使整个钢管壁产生环向拉力，从而充分发挥钢材的抗拉强度，来加强对核心混凝土的约束，使核心混凝土处于高强度的三向应力状态，提高整个构件的承载能力。

本发明的内容是预应力钢管混凝土柱及其制造方法。

预应力钢管混凝土柱由钢管和核心混凝土组成，钢管内壁涂有油质隔离剂，对核心混凝土施加预加压力，使钢管壁产生有接近钢管抗拉极限强度值的环向拉力。

预应力钢管混凝土柱的制造方法是，在钢管内壁涂刷一层油质隔离剂;浇灌混凝土，使钢管和混凝土保持隔离;然后对核心混凝土预加压力，利用核心混凝土轴向受压后横向膨胀的性能，造成钢管壁环向受拉的预应力;在钢管壁承受的环向拉应力接近钢材抗拉极限强度值以前，也即核心混凝土预加压力值小于柱体极限承载力时，核心混凝土继续保持三向应力状态，当核心混凝土完全进入塑性工作状态后，待因塑性工作而产生的变形全部终止时，卸去预加压力，此时，核心混凝土有较大残余变形，不能恢复原状。如此形成的预应力钢管混凝土柱，具有比普通钢管混凝土柱更大的承载能力，而且是预知的（即预加压力值），并大量减少结构的变形量，因残余变形量预先被消除。

当预应力钢管混凝土柱用于工程实际时，在柱体承受荷载小于预加压力时，钢管混凝土只有弹性变形，能正常工作;当承受荷载超过预加压力时，钢管混凝土柱才又出现塑性工作状态，失去承载能力。

本发明与普通钢管混凝土柱相比，其承载能力提高约1.5倍，可以节约钢材、水泥，降低造价;将核心混凝土的轴向压力转化为钢管的环向拉应力的力的传递过程十分明确，有利于计算理论的统一;预加压力方式，可以预知构件承载能力和减少结构的变形量;构件制作工艺简便，便于普及推广。

本发明与普通钢管混凝土受力性能对比如下：

试件高300毫米，钢管外径76毫米，壁厚3毫米，核心混凝土300号。

试验结果：

空心钢管的极限承载能力43～46吨

普通钢管混凝土极限承载能力63～68吨

预应力钢管混凝土极限承载能力95～105吨

本试验核心混凝土预加压力值取预应力钢管混凝土柱极限承载能力95吨的0.75倍，即70吨。当预加压力达70吨时，核心混凝土变形12.5毫米，卸载后，核心混凝土变形恢复3毫米，有9.5毫米残余变形。再次对核心混凝土加载（即相当于工程使用时），当荷载达70吨时，变形仍为3毫米，处于弹性工作状态;当荷载超过70吨时，整个预应力钢管混凝土柱才又出现塑性工作状态。

附图为预应力钢管混凝土柱结构图。

1-钢管;    2-核心混凝土;

3-油质隔离剂;    4-柱脚连接件;

5-柱顶连接件。

实施本发明的最佳方案：

在钢管内壁涂刷油质隔离剂;

在钢管内浇灌核心混凝土，在混凝土中预埋柱脚及柱顶连接件;

对混凝土进行养护，达到设计强度;

对已成型的钢管混凝土柱的核心混凝土预加压力，预压值取柱体极限承载能力的0.75倍;

卸掉预加压力，截去因核心混凝土压缩后多出来的一段钢管，即成预应力钢管混凝土柱。

Claims (2)

1、一种钢管混凝土柱，由钢管和核心混凝土组成，其技术特征是钢管内壁涂有油质隔离剂，核心混凝土施加有预加压力，钢管壁有环向拉应力。

2、如权利要求1所述的钢管混凝土柱，其技术特征是对核心混凝土的预加压力值小于钢管混凝土柱的极限承载能力，待核心混凝土进入塑性工作状态，变形终止后，才卸载。

Images