[發(fā)明專利]復合方鋼管混凝土柱及施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510033302.3
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104631707B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 叢術平;張征;王清;韓金生
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E04C3/36
• 分類號: E04C3/36;E04G21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及土木工程中鋼管混凝土柱領域。

背景技術

鋼管混凝土柱具有承載力高、塑性和韌性好、施工方便、抗火性能較好等優(yōu)點，在重載、大跨結構中的應用越來越廣泛。方鋼管混凝土柱具有節(jié)點構造簡單、抗彎性能好等優(yōu)點，但也存在一些缺點，一是方鋼管對內部混凝土的約束作用較小，混凝土的承載力提高不多，方鋼管混凝土柱的承載力較圓鋼管混凝土柱低；二是方鋼管在混凝土的外側，火災中容易喪失承載力，抗火性能比鋼筋混凝土柱差；三是鋼管與混凝土之間的粘結較弱，受荷初期鋼管的泊松比大于混凝土的泊松比，鋼管與混凝土之間容易脫離。為了克服方鋼管混凝土柱的上述缺點，需要一種新型的方鋼管混凝土柱及施工方法。

發(fā)明內容

為了克服方鋼管混凝土柱對內部混凝土的約束作用較小、鋼管與混凝土容易脫離的問題，提高方鋼管混凝土柱的抗火性能，本發(fā)明公開一種復合方鋼管混凝土柱及施工方法。

本發(fā)明的復合方鋼管混凝土柱的技術方案是：復合方鋼管混凝土柱由L形半鋼管、銷釘、豎桿、橫桿和混凝土組成。L形半鋼管兩肢的長度相等，在每肢的內壁上沿豎向布置兩排銷釘，豎桿與銷釘?shù)尼斆眱葌冉佑|，卡在兩排銷釘內，位置相對的兩根豎桿通過橫桿連接起來，兩個L形半鋼管焊接形成方鋼管，方鋼管內部澆筑混凝土。兩排銷釘沿L形半鋼管肢的中心線對稱，凈距等于豎桿的截面長度，銷釘沿豎向均勻分布，間距為L形半鋼管肢長的0.5倍，兩肢上銷釘?shù)母叨炔煌恳粚愉N釘高度相差100mm。豎桿的高度與L形半鋼管的高度相同。橫桿沿豎向均勻分布，間距為L形半鋼管肢長的0.5倍，每一層橫桿與銷釘?shù)闹行母叨认嗤?/p>

受荷初期，鋼材的泊松比大于混凝土的泊松比，鋼管向外的變形大于混凝土，通過銷釘可增強鋼管與混凝土之間的相互作用，避免出現(xiàn)鋼管與混凝土脫離的現(xiàn)象；受荷后期，鋼材的泊松比小于混凝土的泊松比，混凝土向外膨脹，通過豎桿、橫桿和銷釘，約束兩對邊鋼管壁的變形，能夠更好地約束混凝土，為混凝土提供較大的圍壓力，提高混凝土的抗壓強度，進而提高柱的承載力。豎桿有混凝土保護，火災中升溫較為緩慢，承載力下降也較為緩慢，能夠提高柱的耐火極限。

本發(fā)明的復合方鋼管混凝土柱的施工方法是：將鋼板加工成等肢的L形半鋼管；在L形半鋼管的內壁上對銷釘?shù)奈恢眠M行定位，兩排銷釘沿肢的中心線對稱，凈距等于豎桿的截面長度，銷釘沿豎向均勻分布，間距為L形半鋼管肢長的0.5倍，兩肢上銷釘?shù)母叨炔煌恳粚愉N釘高度相差100mm，在L形半鋼管每肢的內壁上焊接銷釘；用鋼板加工豎桿和橫桿，豎桿的高度與L形半鋼管的高度相同，在豎桿上對橫桿的位置進行定位，橫桿沿豎向均勻分布，間距為L形半鋼管肢長的0.5倍，兩根豎桿上橫桿的中心高度與L形半鋼管一肢上銷釘?shù)闹行母叨认嗤韮筛Q桿上橫桿的中心高度與L形半鋼管另一肢上銷釘?shù)闹行母叨认嗤趦筛Q桿之間焊接橫桿，在第三根豎桿上焊接橫桿，將第三根豎桿上的橫桿穿過連成整體的兩根豎桿，并在橫桿上焊接第四根豎桿；將兩個L形半鋼管扣在一起，把豎桿從端部穿入到銷釘內，將兩個L形半鋼管焊接成整體；在方鋼管內部澆筑混凝土。

本發(fā)明的復合方鋼管混凝土柱提高了方鋼管對內部混凝土的約束作用、增強了混凝土與方鋼管之間的連接、提高了柱的抗火性能，所述施工方法解決了方鋼管內部不易施工的問題。本發(fā)明能夠克服方鋼管混凝土柱的缺點，具有承載力高、抗火性能好等優(yōu)點。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的復合方鋼管混凝土柱的截面示意圖。

圖2是本發(fā)明的L形半鋼管和銷釘?shù)妮S測圖。

圖3是本發(fā)明的豎桿和橫桿的軸測圖。

圖4是本發(fā)明的施工過程圖。

圖中：1—L形半鋼管，2—銷釘，3—豎桿，4—橫桿，5—混凝土，6—焊縫。

具體實施方式