[發明專利]一種帶斜拉肋矩形鋼管鋼筋混凝土柱及其施工方法

在審

• 申請號: 201710261065.5
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106906952A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 甘丹;周緒紅;閆標;楊遠龍;周政
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34;E04G21/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心50201
• 代理人: 王翔

技術領域

本發明涉及土木工程領域，具體涉及一種帶斜拉肋矩形鋼管鋼筋混凝土柱。

背景技術

混凝土的延性較差，容易產生脆性破壞。對混凝土進行外部約束，形成矩形鋼管混凝土柱可明顯改善混凝土的延性性能。但矩形鋼管對核心混凝土約束較弱，當內填高強混凝土時其抗震性能較差，矩形鋼管混凝土柱的極限承載力基本上為矩形鋼管和高強混凝土承載力的簡單疊加。當矩形鋼管寬厚比較大時，澆筑混凝土易引起膨脹變形，且在峰值荷載前鋼管會發生局部失穩，材料得不到充分利用。為了保證鋼管混凝土柱滿足規定的耐火極限，通常在柱的外部附加防火保護層，往往影響建筑美觀，且占用較多的建筑使用面積，防火保護層還存在耐久性問題，需長期維護和定期更換，費用昂貴。

發明內容

本發明的目的是提供一種傳力明確且成本低的帶斜拉肋矩形鋼管鋼筋混凝土柱，以解決現有技術中矩形鋼管混凝土柱鋼管對混凝土約束弱、材料利用率低和耐火性差等問題。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種帶斜拉肋矩形鋼管鋼筋混凝土柱，包括矩形鋼管、混凝土和斜拉肋。

所述矩形鋼管包括兩塊扣合并焊接在一起的冷彎薄壁C形或U形鋼。所述矩形鋼管的四個內拐角處均焊接有若干斜拉肋。各內拐角與對應的若干斜拉肋合圍出豎向空腔A。若干縱筋穿入豎向空腔A中。所述矩形鋼管的內腔中澆筑有混凝土。

進一步，所述斜拉肋為鋼板、蛇形鋼筋或鋼板條。

本發明還公開一種關于上述帶斜拉肋矩形鋼管鋼筋混凝土柱的施工方法，包括以下步驟：

1)按設計要求將薄鋼板加工成兩塊冷彎薄壁C形或U形鋼。

2)將斜拉肋通過角焊縫分別焊接在所述冷彎薄壁C形或U形鋼的各個內拐角處。

3)將所述兩塊冷彎薄壁C形或U形鋼扣合并用熔透焊縫焊接在一起，形成矩形鋼管。其中，矩形鋼管與斜拉肋共同構成柱鋼管綜合體。

4)將步驟3)所述柱鋼管綜合體臨時吊裝定位并固定。

5)將若干縱筋穿入豎向空腔A中。

6)在矩形鋼管的內腔中澆筑柱混凝土。

本發明的技術效果是毋庸置疑的：

A.提高了矩形鋼管對核心混凝土的約束性能，提高了矩形鋼管的局部穩定承載力，力學性能優越；

B.結構簡單，施工方便快捷，成本低廉；

C.抗火性能和抗彎承載力優良。

附圖說明

圖1為帶斜拉肋矩形鋼管鋼筋混凝土柱結構示意圖；

圖2為鋼結構部分俯視圖；

圖3為實施例1中鋼管結構示意圖；

圖4為實施例2中矩形鋼管綜合體剖視圖；

圖5為實施例3中斜拉肋結構示意圖。

圖中：豎向空腔A、矩形鋼管1、冷彎薄壁C形或U形鋼101、混凝土2、斜拉肋3、排氣孔301、縱筋4。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不應該理解為本發明上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發明上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發明的保護范圍內。

實施例1：

本實施例公開一種帶斜拉肋矩形鋼管鋼筋混凝土柱，包括矩形鋼管1、混凝土2和斜拉肋3。

參見圖2和圖3，所述矩形鋼管1包括兩塊扣合并焊接在一起的冷彎薄壁C形或U形鋼101。所述矩形鋼管1的四個內拐角處均焊接有若干斜拉肋3。所述斜拉肋3為豎直布置的板狀結構。各內拐角與對應的斜拉肋3合圍出4個豎向空腔A。各豎向空腔A為上下端均敞口的中空三棱柱。所述斜拉肋3板面上開設有若干個排氣孔301，以使柱混凝土澆筑密實。豎向空腔A處為三角形強約束區域。同時，在鋼管內部形成八邊形的約束區域，大大提高矩形鋼管的約束效應和局部穩定性能。

參見圖1和圖3，4根大直徑縱筋4分別穿入一個豎向空腔A中。大直徑縱筋4并不配置箍筋，現場施工方便快捷。所述矩形鋼管1的內腔中澆筑有混凝土2。將縱筋4和斜拉肋3內置于混凝土2可以顯著提高鋼管柱的抗火能力，利用結構自身的抗火能力來滿足規定的耐火極限要求，通過性能化設計甚至可以取消額外的防火保護措施。

實施例2：

一種帶斜拉肋矩形鋼管鋼筋混凝土柱，包括矩形鋼管1、混凝土2和斜拉肋3。