[發明專利]一種預應力鋼管混凝土構件、建筑物外殼結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201910267069.3
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109914696A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 鐘繼文
• 申請（專利權）人: 蘭州中睿天成建筑工程有限公司
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 趙立權

本發明公開了一種預應力鋼管混凝土構件、建筑物外殼結構及其制作方法，鋼管混凝土構件包括鋼管和堵盤，鋼管的兩端均連接有堵盤，鋼管內澆筑有混凝土，兩個堵盤的外端分別固定有與其同軸的連桿，連桿的外端設有用于連接的螺紋。該鋼管混凝土構件在使用之前需要對鋼管內的混凝土施加壓力載荷，使其產生預應力。用作建筑物外殼時，相鄰兩預應力鋼管混凝土構件之間設有球節點，預應力鋼管混凝土構件通過其連桿與球節點固定連接，形成桁架狀的建筑物外殼結構。該預應力鋼管混凝土構件在制作過程中，使用加載設備對混凝土施加壓力并產生預應力，可大大提高構件的抗拉能力，減少混凝土受力變形產生的裂紋，從而提高該構件的強度。

技術領域

本發明屬于建筑工程領域，具體涉及一種預應力鋼管混凝土構件、建筑物外殼結構及其制作方法。

背景技術

混凝土的抗壓強度高，但抗彎能力較弱，由于混凝土自身重量太大，在高架建筑物上使用時會降低建筑物的安全系數。建筑中使用的鋼材，特別是型鋼抗彎能力強，具有良好的彈塑性，但在受壓時會因為失去穩定性而喪失軸向抗壓能力。因此將兩種材料的性能相結合發明出的鋼管混凝土具有以上兩種材料的力學性能優點，抗壓能力高于混凝土，并具有良好的彈塑性。

近年來，隨著我國基礎設施建設的大力推進，各地建造了許多大型大跨度公共建筑，為了保證建筑的強度，往往需要使用大量鋼材，造成這種大跨度建筑不僅能耗較大，而且建造成本也較高。建造過程中，鋼結構在工廠制造好之后才能運往施工現場進行安裝調試，由于這些鋼結構體積較大、形狀復雜，因此，還存在運輸困難的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對建造大跨度建筑時，提供一種兼具抗拉和抗壓性能且制作方便的預應力鋼管混凝土構件。

本發明的另一目的在于提供一種由上述預應力鋼管混凝土構件構成的建筑物外殼結構。

本發明的再一目的在于提供一種上述預應力鋼管混凝土構件的制作方法。

為此，本發明采用如下技術方案：

一種預應力鋼管混凝土構件，包括鋼管，所述鋼管為圓柱形且其兩端均敞口，鋼管的兩端均設有內螺紋及與之螺紋配合的堵盤；所述鋼管內澆筑有混凝土，堵盤的外端分別固定有與其同軸的連桿。

進一步地，所述連桿的外端設有螺紋。

一種建筑物外殼，包括上述的預應力鋼管混凝土構件，相鄰兩預應力鋼管混凝土構件之間設有球節點，預應力鋼管混凝土構件通過其連桿與球節點固定連接，形成桁架狀的建筑物外殼結構。

進一步地，所述建筑物外殼結構呈拱形。

一種預應力鋼管混凝土構件的制作方法，包括以下步驟：

（1）將其中一個堵盤安裝到鋼管的一端并進行固定；

（2）通過鋼管敞口的一端向鋼管內澆筑混凝土，使混凝土填滿整個鋼管，再將混凝土搗實，然后將另一個堵盤安裝到鋼管的另一端；

（3）將鋼管進行固定，在步驟（2）中安裝的堵盤上連接旋轉加載設備，轉動堵盤將其不斷旋入鋼管內并對鋼管內的混凝土施加壓力，在壓力載荷下使混凝土獲得預應力，然后停止轉動并將該堵盤固定于鋼管上。

進一步地，步驟（3）中，旋轉加載設備加載時，轉動側堵盤所受壓強為30～50牛頓/平方毫米，加載時間為5～15分鐘。

本發明的有益效果在于：

（1）該預應力鋼管混凝土構件在制作過程中，使用加載設備對混凝土施加壓力并產生預應力，可大大提高構件的抗拉能力，減少混凝土受力變形產生的裂紋，從而提高該構件的強度；

（2）該預應力鋼管混凝土構件兩端的堵盤及連桿采用對稱式結構設計，可保證該構件兩端受力一致，從而提高構件的穩定性及力學性能；同時也便于生產以及現場安裝調試作業；