[發明專利]一種帶弧形內鋼管的空心鋼管混凝土柱

有效

• 申請號: 202010351348.0
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111535505B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 左志亮;徐哲;蔡健;鄭嘉豪;陳慶軍;姜正榮;楊春
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: E04C3/32
• 分類號: E04C3/32;E04C3/34
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 謝靜娜

本發明公開一種帶弧形內鋼管的空心鋼管混凝土柱，包括外鋼管、內鋼管和鋼板延長件，外鋼管和內鋼管之間填充混凝土，內鋼管包括多個第一弧形板和多個第二弧形板，第二弧形板的兩端分別連接相鄰兩個第一弧形板，多個第一弧形板和第二弧形板圍設形成內鋼管，內鋼管空心設置，外鋼管和內鋼管的幾何中心重合，第一弧形板和第二弧形板均朝外鋼管的幾何中心處凸起，第一弧形板的兩端分別與鋼板延長件連接。通過弧形內鋼管提高內鋼管壁的縱向屈曲強度和對內、外鋼管之間混凝土的約束作用。鋼板延長件深入混凝土中，鋼板延長件具備導熱能力，可以將混凝土產生的水化熱向中空部分傳遞，有效減小大體積混凝土內部水化熱效應產生的細微裂縫。

技術領域

本發明涉及建筑工程技術領域，特別涉及一種帶弧形內鋼管的空心鋼管混凝土柱。

背景技術

近年來，我國高層超高層建筑數量日益增長，隨之而來的對豎向承重構件承載力和抗震性能的要求也不斷提高，導致豎向構件截面尺寸增大，影響建筑使用空間。鋼管混凝土結構通過將具有鋼材和混凝土合理組合，充分發揮了鋼材和混凝土的材料性能，同普通混凝土柱相比有效降低了截面尺寸。

但隨著建筑高度的進一步突破，結構底層和中層的鋼管混凝土柱的尺寸也越來越大。混凝土的用量隨結構尺寸大幅增大，因而導致鋼管混凝土結構中心混凝土不僅對結構承載能力貢獻降低，而且在澆筑后容易因水化熱難以向外傳遞而導致有害裂縫的出現。空心鋼管混凝土柱可以在一定程度上解決上述問題，但現有的內鋼管為方形的空心鋼管混凝土柱在工程應用時，常出現內鋼管屈曲，工程應用效果并不理想。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種帶弧形內鋼管的空心鋼管混凝土柱，提升了空心鋼管混凝土柱內鋼管的受力性能，解決了混凝土柱在澆筑后容易因水化熱難以向外傳遞而導致出現有害裂縫的問題。

本發明的技術方案為：一種帶弧形內鋼管的空心鋼管混凝土柱，包括外鋼管、內鋼管和鋼板延長件，外鋼管和內鋼管之間填充混凝土，內鋼管包括多個第一弧形板和多個第二弧形板，第二弧形板的兩端分別連接相鄰兩個第一弧形板，多個第一弧形板和第二弧形板圍設形成內鋼管，內鋼管空心設置，外鋼管和內鋼管的幾何中心重合，第一弧形板和第二弧形板均朝外鋼管的幾何中心處凸起，第一弧形板的兩端分別與鋼板延長件連接。

進一步，所述第一弧形板與鋼板延長件一體成型，形成第三弧形板，第三弧形板的長度大于第二弧形板，第三弧形板和第二弧形板的截面曲率半徑相同。

進一步，所述第三弧形板的截面圓心角為90°，所述第二弧形板的截面圓心角為45°。

進一步，還包括多個直鋼板，所述第三弧形板的兩端分別與直鋼板的板面連接，第一弧形板端部處的切線與直鋼板的板面之間形成夾角。

進一步，所述第三弧形板端部處的切線與直鋼板的板面互相垂直，通過直鋼板降低內鋼管與混凝土之間的相對滑移，同時直鋼板具有導熱能力，可以將混凝土產生的水化熱向中空部分傳遞，有效減小大體積混凝土內部水化熱效應產生的細微裂縫，保證了混凝土質量。

進一步，所述直鋼板沿第三弧形板的縱向高度全長設置。

進一步，所述鋼板延長件為角鋼，第一弧形板與第二弧形板的尺寸相同，相鄰兩個第一弧形板和第二弧形板的端部相互連接，角鋼的一邊連接至相鄰兩個第一弧形板和第二弧形板的連接處，通過角鋼降低內鋼管與混凝土之間的相對滑移，同時角鋼具有導熱能力，可以將混凝土產生的水化熱向中空部分傳遞，有效減小大體積混凝土內部水化熱效應產生的細微裂縫，保證了混凝土質量。

進一步，所述第一弧形板和第二弧形板的截面圓心角為45°-60°。

進一步，所述角鋼沿第一弧形板的縱向高度全長設置。

進一步，所述外鋼管為圓形或方形，所述第一弧形板和第二弧形板的數量均為兩個，兩個第一弧形板分別相對設置，兩個第二弧形板分別相對設置。