[實用新型]一種裝配式自密實鋼管混凝土組合結構

無效

• 申請號: 201020574989.4
• 申請日: 2010-10-18
• 公開（公告）號: CN201826439U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 何振軍;韓林海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34;E21D15/02;E21D15/50;E01D19/02;E01D101/28
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本實用新型屬于結構工程技術領域，特別涉及一種裝配式自密實鋼管混凝土組合結構。

背景技術

鋼管混凝土作為一種組合構件，利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過程中的相互作用，能夠充分發揮鋼材抗拉強度大和混凝土受壓性能好的優點，同時彌補了兩種材料各自的缺點，這是鋼管混凝土組合結構的優勢所在。其基本原理具體為：①利用內填混凝土的支撐作用，增強鋼管壁的幾何穩定性，改變空鋼管的失穩破壞模式，以避免或延緩鋼管發生局部屈曲，從而保證鋼管材料性能的充分發揮。②利用鋼管對核心混凝土的約束作用，使核心混凝土處于三向壓應力狀態，對管內混凝土形成的剛性拘束作用，從而提高混凝土的抗壓強度和變形能力，其塑性和韌性大為改善，防止了鋼管內混凝土的脆性破壞。另外，在鋼管混凝土的施工過程中，鋼管還可以作為澆筑核心混凝土的模板，因此施工方便且能降低施工費用。正如上所述，組成鋼管混凝土的鋼管及其核心混凝土間的協同互補作用是鋼管混凝土具有一系列突出優點的根本原因，因此，鋼管和核心混凝土能否共同工作十分重要。這就需要解決澆筑過程中在核心混凝土內部、核心混凝土與鋼管壁等之間所產生空隙、氣泡等澆筑缺陷；同時，也需要解決核心混凝土由于收縮與鋼管壁之間產生的縫隙等問題。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種可應用于新建工程，特別適于作為高層建筑工程、大跨度高架橋梁工程、地鐵車站隧道工程等重要、特殊復雜結構的柱和支撐構件的裝配式自密實鋼管混凝土組合結構。

本實用新型采用的技術方案為：所述組合結構為由裝配式鋼板圍成的矩形結構，并在其內部裝填核心混凝土。四塊裝配式鋼板的端部分別設有滑塊，所述裝配式鋼板通過滑塊在所述組合結構的角部或中部由鋼板嵌套相互嵌套，并可以滑動；相鄰的兩個所述鋼板嵌套由鋼板嵌套固定剛性鋼塊連接；在所述組合結構的內部、外部或四個角部的不同橫截面上設置多根預應力鋼筋，分別稱為穿心式、體外式和角部式，裝配式鋼板在預壓應力作用下能夠向內部做緊縮運動，產生預壓應力能夠使所述組合結構內的氣體排放，而且可以彌補后續核心混凝土四周表面由于收縮而產生的縫隙，使核心混凝土始終處于三向壓應力狀態。

所述預應力鋼筋布置在所述組合結構四周高度為1000-2500mm的位置，采用分層的對稱式布置方式，并在每根預應力鋼筋的端部、所述組合結構的外壁上設置預應力筋錨固端，避免局部鋼板或混凝土由于預應力鋼筋應力集中而破壞，或鋼板端部的翹起。

所述組合結構的外壁四個面上中心對稱設置高度間距為800～1200mm、直徑為12～15mm的排氣孔，在所述預應力鋼筋緊縮壓應力的作用下，有利于組合結構內部的氣體排放，同時也作為預防火災構造措施的蒸汽排氣孔。

所述裝配式鋼板為屈服強度在550MPa以上的高強鋼、普通鋼或者不銹鋼；混凝土為普通混凝土或抗壓強度在80～120MPa的高強混凝土和自密實混凝土。

所述預應力鋼筋產生的預壓應力為0.2～1.0MPa。

所述預應力鋼筋位于該組合結構外部的時候，應對其作防銹處理。

所述預應力鋼筋的數量隨所述組合結構截面的增大而增加。

本實用新型的有益效果為：

該結構不但工藝簡單，制作簡便，具有常規鋼管混凝土結構的優點，而且由于采用了裝配式鋼板以及在鋼管壁上采用了預應力，以及排氣孔等輔助構造的設置，在預應力鋼筋的預壓應力作用下，可以克服核心混凝土由于收縮、澆筑而造成的鋼管壁與核心混凝土之間及其內部的不密實問題，使核心混凝土縱橫向始終處于三向壓應力狀態，避免截面內力和體系內力重分布；同時預應力鋼筋又起到高強的、可塑的約束拉桿作用，提高管壁的穩定性，避免局部凸鼓屈曲，而且由于有預拉應力，其對鋼管混凝土所提供的強度和剛度將更高、延性更好；從而使該組合結構較常規鋼管混凝土結構獲得更高的承載力、更大的抗彎側向剛度、更好的延性、更優越的抗震性能、更快捷的運輸-施工-安裝等優點。另外也可以大幅度降低構件的截面尺寸和自重，充分發揮材料的作用和節省結構造價，不需或少需焊接和設置模板。因此，本實用新型可用于新建工程，特別適于大跨高架橋橋墩、超高層結構、地鐵隧道等，對承載力、抗彎側向剛度、抗震性能等力學性能指標要求較高的重要、特殊復雜結構。

附圖說明

圖1為本實用新型所述組合結構的立面示意圖；

圖2(a)為組成鋼管四塊鋼板端部為角部嵌套、穿筋式、鋼管為矩形截面的A-A面截面概念圖；

圖2(b)為組成鋼管四塊鋼板端部為中部嵌套、穿筋式、鋼管為矩形截面的A-A面截面概念圖；

圖3(a)為組成鋼管四塊鋼板端部為角部嵌套、穿筋式、鋼管為矩形截面的A-A面截面示意圖；