專利名稱：一種內(nèi)插y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼管混凝土柱，特別涉及一種內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱。屬于建筑工程、橋梁工程等領(lǐng)域，適用于承載力要求大，柱身截面尺寸受材料或使用功能要求無法增大的鋼管混凝土柱工程。
背景技術(shù)：
鋼管混凝土柱是指在鋼管中填充混凝土使鋼管及其核心混凝土共同承受荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，被廣泛使用于廠房、框架結(jié)構(gòu)等建筑工程中。在功能上能夠?qū)摴芎突炷恋膬?yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，可使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，由于套箍效應(yīng)，抗壓強(qiáng)度提高較大。同時由于混凝土的存在，提高了鋼管的剛度，兩者協(xié)同發(fā)揮作用，從而大大地提高了承載性能，具體表現(xiàn)為以下幾個方面:(I)鋼管混凝土柱承載力高、延性好，抗震性能優(yōu)越，鋼管對其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度；鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。研究表明，鋼管混凝土柱的承載力高于相應(yīng)的鋼管柱承載力和混凝土柱承載力之和。鋼管和混凝土之間的相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐?，?gòu)件的延性性能明顯改善，具有優(yōu)越的抗震性能。鋼管混凝土構(gòu)件抗震性也比鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)得多，結(jié)構(gòu)的吸能性能好，無剛度退化或退化效應(yīng)小，因此，鋼管混凝土柱的抗震性能也優(yōu)于鋼柱。(2)施工方便，工期大大縮短，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時，鋼管可以做為勁性骨架承擔(dān)施工階段的施工荷載和結(jié)構(gòu)重量，施工不受混凝土養(yǎng)護(hù)時間的影響；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時，不需要模板，同時簡化了混凝土的養(yǎng)護(hù)工藝。(3)有利于鋼管的耐火和防火，由于鋼管內(nèi)填有混凝土，能吸收大量的熱能，增加了柱子的耐火時間。(4)耐腐蝕性能優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)，鋼管中澆注混凝土使鋼管的外露面積減少，受外界氣體腐蝕面積比鋼結(jié)構(gòu)少得多，抗腐和防腐所需費(fèi)用也比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省。具備上述優(yōu)點(diǎn)的同時，對于抗震及承載力要求較高的建筑，目前的鋼管混凝土柱由于一般內(nèi)部不設(shè)鋼筋，承載力難以達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)；對于建筑物的使用功能提出內(nèi)部空間有較高要求的情況，普通鋼管混凝土柱由于無法增大截面尺寸而難以滿足其承載要求；此外混凝土與鋼管之間的連接強(qiáng)度也是影響結(jié)構(gòu)整體受力性能的重要因素，但實(shí)際工程中往往對此考慮不足。綜上所述，隨著鋼管混凝土柱在高層建筑、橋梁工程及大跨度結(jié)構(gòu)中越來越多的被采用，目前亟需發(fā)明一種承載力高、安裝方便、施工快速的勁芯鋼管混凝土柱，以滿足建筑物不斷提高的高承載力及使用功能對大空間的需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，將鋼管混凝土柱與Y形鋼板組合利用，同時通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力大幅提高柱的承載力及穩(wěn)定性，整體承載力高、延性好、抗震性能優(yōu)越，適用于高層建筑及橋梁等工程中。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:一種內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，其特征在于鋼管內(nèi)設(shè)置Y形鋼板，Y形鋼板兩端對稱焊接帶孔鋼板，兩帶孔鋼板內(nèi)側(cè)與Y形鋼板間焊接一個及以上端部加勁板，Y形鋼板的相鄰鋼板之間沿豎向均勻焊接一個以上的橫向加勁肋板，帶孔鋼板之間連接預(yù)應(yīng)力鋼絞線；鋼管內(nèi)壁沿環(huán)向均勻焊接橫向短鋼筋，并沿鋼管豎向均勻間隔設(shè)置一個以上斷面；Y形鋼板安置完成后，澆筑混凝土，形成鋼管混凝土柱。前述的內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，其特征在于Y形鋼板是由三塊等面積、等長度的鋼板焊接而成，且夾角相等；連接在相鄰鋼板之間的橫向加勁肋板的頂角等于Y形鋼板的夾角；γ形鋼板與帶孔鋼板為垂直設(shè)置，焊接在Y形鋼板的鋼板與帶孔鋼板之間的端部加勁板為直角三角形，兩個直角邊分別焊接至Y形鋼板的鋼板與帶孔鋼板上。前述的內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，其特征在于所述的預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿帶孔鋼板截面均勻設(shè)置3根及以上，通過上部對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力。本實(shí)用新型具有以下的特點(diǎn)和有益效果:(1)鋼管內(nèi)插的Y形鋼板，其慣性矩大于同面積環(huán)形、矩形、工字形等截面，使鋼管混凝土柱具有更好的抗水平承載性能，同時達(dá)到節(jié)約鋼材、降低造價的目的。(2)Υ形鋼板的加筋作用及預(yù)應(yīng)力鋼絞線的施加預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，可以在不增大柱截面的情況下顯著提高鋼管混凝土柱的豎向及水平承載性能，并可大幅改善核心混凝土的受力性能。(3)鋼管內(nèi)壁焊接橫向短鋼筋，可以增強(qiáng)鋼管與混凝土之間的連接性能，橫向加勁肋板可增強(qiáng)Y形鋼板與混凝土之間的連接性能，大大提高結(jié)構(gòu)的整體性，同時操作簡單易行，具有較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。
圖1是本實(shí)用新型內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱斷面圖；圖2是本實(shí)用新型Y形鋼板立體圖。圖中:1_鋼管，2-Υ形鋼板，3-帶孔鋼板，4-端部加勁板，5-預(yù)應(yīng)力鋼絞線，6-橫向加勁肋板，7-混凝土，8-橫向短鋼筋。
具體實(shí)施例Y形鋼板的焊接工藝、鋼管的安裝及防腐、混凝土的澆注工藝等本實(shí)施例中不再累述，具體闡述本實(shí)用新型涉及結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。圖1是本實(shí)用新型內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱斷面圖，圖2是本實(shí)用新型Y形鋼板立體圖，參照圖1、圖2所示，一種內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，鋼管I采用Q345鋼材，其外徑為1000mm、壁厚為12mm、長度為3000mm，混凝土 7采用C30混凝土，其特征在于鋼管I內(nèi)設(shè)置Y形鋼板2，Y形鋼板2兩端對稱焊接帶孔鋼板3，兩帶孔鋼板3內(nèi)側(cè)與Y形鋼板2間焊接端部加勁板4，Y形鋼板2的3塊鋼板上下兩側(cè)均焊接一個端部加勁板4，Y形鋼板2的相鄰鋼板之間沿豎向均勻間隔600_焊接一個橫向加勁肋板6，帶孔鋼板3之間連接預(yù)應(yīng)力鋼絞線5，預(yù)應(yīng)力鋼絞線5沿帶孔鋼板3截面均勻設(shè)置3根，通過上部對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼絞線5采用I X 7型公稱直徑為15.2mm的II級預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線。帶孔鋼板3為厚度為10mm、直徑為900mm的圓形鋼板,開孔的孔徑為20mm,開孔邊緣距離帶孔鋼板3周邊的距離不小于30mm。端部加勁板4采用厚度為8.0mm、直角邊長為250mm的等腰直角三角形鋼板。橫向加勁肋板6采用厚度為8.0mm、直角邊長為450mm的等腰直角三角形鋼板。鋼管I內(nèi)壁沿環(huán)向均勻焊接橫向短鋼筋8，并沿鋼管I豎向均勻間隔設(shè)置一個以上斷面，橫向短鋼筋8采用直徑14mm、長度為30mm的HRB335級鋼筋。Y形鋼板2安置完成后，澆筑混凝土 7，形成鋼管混凝土柱。Y形鋼板2是由三塊等面積、等長度的鋼板焊接而成，且夾角相等，Y形鋼板2由厚度為8.0mm、寬度為450mm、長度為3000mm的Q235鋼板焊接而成；連接在相鄰鋼板之間的橫向加勁肋板6的頂角等于Y形鋼板2的夾角；Y形鋼板2與帶孔鋼板3為垂直設(shè)置，焊接在Y形鋼板2的鋼板與帶孔鋼板3之間的端部加勁板4為直角三角形，兩個直角邊分別焊接至Y形鋼板2的鋼板與帶孔鋼板3上。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，其特征在于鋼管內(nèi)設(shè)置Y形鋼板，Y形鋼板兩端對稱焊接帶孔鋼板，兩帶孔鋼板內(nèi)側(cè)與Y形鋼板間焊接一個及以上端部加勁板，Y形鋼板的相鄰鋼板之間沿豎向均勻焊接一個以上的橫向加勁肋板，帶孔鋼板之間連接預(yù)應(yīng)力鋼絞線.<入一， 鋼管內(nèi)壁沿環(huán)向均勻焊接橫向短鋼筋，并沿鋼管豎向均勻間隔設(shè)置一個以上斷面； Y形鋼板安置完成后，澆筑混凝土，形成鋼管混凝土柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，其特征在于Y形鋼板是由三塊等面積、等長度的鋼板焊接而成，且夾角相等；連接在相鄰鋼板之間的橫向加勁肋板的頂角等于Y形鋼板的夾角；γ形鋼板與帶孔鋼板為垂直設(shè)置，焊接在Y形鋼板的鋼板與帶孔鋼板之間的端部加勁板為直角三角形，兩個直角邊分別焊接至Y形鋼板的鋼板與帶孔鋼板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，其特征在于所述的預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿帶孔 鋼板截面均勻設(shè)置3根及以上，通過上部對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)插Y形鋼板的勁芯鋼管混凝土柱，其特征在于鋼管內(nèi)設(shè)置異形Y形鋼板，Y形鋼板兩端對稱焊接帶孔鋼板，兩帶孔鋼板內(nèi)側(cè)焊接端部加勁板，Y形鋼板的相鄰鋼板之間沿豎向均勻焊接一個以上的橫向加勁肋板，帶孔鋼板之間連接預(yù)應(yīng)力鋼絞線；鋼管內(nèi)壁沿環(huán)向均勻焊接橫向短鋼筋，并沿鋼管豎向均勻間隔設(shè)置一個以上斷面；Y形鋼板安置完成后，澆筑混凝土，形成鋼管混凝土柱。本實(shí)用新型可大幅提高鋼管混凝土柱的豎向及橫向承載性能、抗震性能好，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號E01D19/02GK203034686SQ201220636499
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者黃勝芬, 黃建光, 程千文, 楊潔, 林祖客, 朱雷, 麻建勇, 沈金樑, 林田夫, 王純 申請人:方泰建設(shè)集團(tuán)有限公司