一种加强型冷弯钢管混凝土柱及结构体系及施工方法技术

一种加强型冷弯钢管混凝土柱及结构体系及施工方法，其中，加强型冷弯钢管混凝土柱包括有钢管柱主体和浇筑在钢管柱主体中的柱混凝土；所述钢管柱主体为冷弯成型的钢管制成，且在钢管柱主体上、与待安装结构梁连接的位置处开有孔洞；在钢管柱主体的内部、位于孔洞的上侧和下侧分别设有水平加劲板，两块水平加劲板之间连接有第一竖向加劲板；所述水平加劲板上或者水平加劲板与钢管柱主体之间设有穿孔。本发明专利技术解决了传统结构体系防火，抗震效果差，施工速度慢以及施工质量差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种加强型冷弯钢管混凝土柱及结构体系及施工方法
本专利技术属于结构工程
，特别涉及一种加强型冷弯钢管混凝土柱及结构体系及施工方法。
技术介绍
建筑工业化是国家建设发展的重点，在《中国中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》（2016年2月6日）中明确指出“大力推广装配式建筑”、“鼓励建筑企业装配式施工，现场装配”、“建设国家级装配式建筑生产基地”、“加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”。我国是一个地震多发的国家，地震灾害是造成我国居民伤亡灾害最多的自然灾害，其中巨震灾害造成的人员伤亡、财产损失是地震灾害中的主要损失。因此对新建筑物的抗震性能要求越来越高，这就要求装配式建筑具有良好的抗剪力、延性，能够安全抵抗一定震级的破坏。现浇混凝土结构体系为目前主流的结构，但是存在施工时间长，抗震性能较差等不足。钢结构则存在耐火性差等缺点或不足。如何找到一种能够实现工业化生产、绿色、防火性能好、良好抗震性能的新型结构体系成为工程面临重要的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种加强型冷弯钢管混凝土柱及结构体系及施工方法，要解决传统结构体系防火、抗震效果差、施工速度慢以及施工质量差的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种加强型冷弯钢管混凝土柱，包括有钢管柱主体和浇筑在钢管柱主体中的柱混凝土；所述钢管柱主体为冷弯成型的钢管制成，且在钢管柱主体上、与待安装结构梁连接的位置处开有孔洞；在钢管柱主体的内部、位于孔洞的上侧和下侧分别设有水平加劲板，两块水平加劲板之间连接有第一竖向加劲板；所述水平加劲板上或者水平加劲板与钢管柱主体之间设有穿孔。优选的，所述钢管柱主体设有孔洞的一侧、对应上下水平加劲板的高度位置处分别设有水平的连接短板。优选的，所述钢管柱主体中设有钢筋笼。优选的，所述孔洞开在钢管柱主体与结构梁连接一侧；所述水平加劲板的形状与钢管柱主体的截面形状相适应，且水平加劲板的边缘与钢管柱主体侧壁之间焊接连接；所述穿孔开设在水平加劲板的板面上；所述第一竖向加劲板沿钢管柱主体的横轴方向连接在两个水平加劲板之间；在第一竖向加劲板的外侧、上下连接短板之间还连接有竖向短板。优选的，所述孔洞开在钢管柱主体与结构梁连接一侧；所述水平加劲板沿钢管柱主体的截面横轴通长设置，水平加劲板的两侧横边与钢管柱主体分别留有间距；所述水平加劲板的端部伸出钢管柱主体外部，并且伸出部分形成所述连接短板；所述水平加劲板与钢管柱主体之间的间隙形成所述穿孔；所述第一竖向加劲板连接在两个水平加劲板的横轴之间，且第一竖向加劲板的端部伸出钢管柱主体侧面上的孔洞外、与对应一侧的连接短板的端部平齐。一种加强型冷弯钢管混凝土柱的结构体系，包括结构梁、抗剪构件、楼板和基础；所述结构梁的端部与钢管柱主体上的连接短板对应连接；其中，结构梁的顶面与上部连接短板的顶面对应设置，结构梁的底面与下部连接短板的底面对应设置；结构梁的腹板与第一竖向加劲板或者竖向短板对应连接；所述钢管混凝土柱上还至少设有一个以上的第二竖向加劲板；所述第二竖向加劲板连接在第一竖向加劲板或者竖向短板与对应一侧的孔洞侧边之间，且封堵在孔洞位置处；所述抗剪构件通过连接件连接在由钢管混凝土柱与结构梁围合而成的框架结构中。优选的，所述结构梁为钢梁或者为钢骨梁或者为预制变刚度混合式组合梁，且结构梁的截面呈工字形；所述结构梁的腹板端部与对应一侧的第一竖向加劲板端部或者竖向短板的端部栓接和/或焊接连接；所述抗剪构件为钢板剪力墙板或者面外约束钢板剪力墙板或者钢板钢筋混凝土剪力墙板或者预制钢筋混凝土剪力墙板或者钢支撑；所述连接件为连接在由钢管混凝土柱与结构梁围合而成的框架结构内侧的钢板和/或者栓钉；所述楼板为预制钢筋混凝土楼板或者钢筋桁架混凝土楼板或者压型钢板现浇钢筋混凝土楼板；其中，楼板混凝土为普通混凝土或者为再生混凝土或者为高粉煤灰混凝土；所述基础为钢筋混凝土独立基础或者钢筋混凝土筏板基础或者钢筋混凝土梁式基础或者钢筋混凝土箱型基础或者钢筋混凝土桩基础或者钢筋混凝土桩筏基础；所述钢管混凝土柱中的柱混凝土为普通混凝土或者为再生混凝土或者为高粉煤灰混凝土。一种含有加强型冷弯钢管混凝土柱的结构体系的施工方法，包括步骤如下。步骤一，施工钢筋混凝土基础。步骤二，将在工厂预制好的钢管柱主体安装在固定；其中，钢管柱主体上、与待安装结构梁连接的位置处开有孔洞。所述钢管柱主体工厂预制包括如下步骤。步骤1，准备原材料：包括冷弯成型钢管、钢板和型钢材料的准备。步骤2，钢材的矫正：对钢板和型钢进行矫直。步骤3，放样：包括按照设计要求对孔洞、水平加劲板、第一竖向加劲板、连接短板以及第二竖向加劲板的放样。步骤4，切割：按照步骤3中放样的位置，在冷弯成型钢管进行孔洞切割；同时，切割钢板制作出水平加劲板、第一竖向加劲板和第二竖向加劲板。步骤5，在切割完成的冷弯成型钢管上焊接连接水平加劲板、第一竖向加劲板和第二竖向加劲板。步骤6，对焊接完成的钢管柱主体进行矫正，至此加工完毕。步骤三，施工结构梁；将结构梁的端部与对应一侧的钢管柱主体外侧的连接短板和第一竖向加劲板或者竖向短板对应连接。步骤四，浇筑钢管柱主体中的柱混凝土。步骤五，吊装楼板。步骤六，重复步骤二至步骤五直至施工至顶层；至此施工结束。优选的，步骤二的步骤3中还包括对竖向短板的放样；步骤4中还包括对连接短板和竖向短板的切割，并且制作出的水平加劲板形状与钢管柱主体的截面形状相适应的，且水平加劲板的板面上开设有穿孔；步骤5的具体方法为将水平加劲板的边缘与钢管柱主体侧壁之间焊接连接，将第一竖向加劲板沿钢管柱主体的横轴方向连接在两个水平加劲板之间，将连接短板连接在钢管柱主体上开设的孔洞的一侧、对应上下水平加劲板的高度位置处，并将竖向短板连接在上下连接短板之间，竖向短板的内侧边与第一竖向加劲板对应连接；步骤三中，施工结构梁具体施工方法为，将结构梁的端部在与钢管混凝土柱相交的位置处、与连接短板和竖向短板对应连接；当钢管混凝土柱中设置有钢筋笼时，在步骤三与步骤四之间施工钢筋笼，将钢筋笼从水平加劲板中部开设的第一穿孔中穿过。优选的，步骤二的步骤4中制作出的水平加劲板形状为长条状；步骤5的具体方法为将水平加劲板沿钢管柱主体的截面横轴通长设置，水平加劲板的两侧横边与钢管柱主体分别留有间距，水平加劲板的端部伸出钢管柱主体外部，并且伸出部分形成所述连接短板；将第一竖向加劲板沿钢管柱主体的横轴方向连接在两个水平加劲板之间，并且第一竖向加劲板的端部伸出钢管柱主体侧面上的孔洞外、与对应一侧的连接短板的端部平齐；步骤三中，施工结构梁具体施工方法为，将结构梁的端部在与钢管混凝土柱相交的位置处、与连接短板和第一竖向加劲板对应连接；当钢管混凝土柱中设置有钢筋笼时，所述钢筋笼在工厂中与钢管柱主体加工成一体。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果。1、目前的冷弯钢管混凝土柱与梁连接通常为横隔板方式连接，横隔板在大震或巨震作用下，存在竖向受拉破坏，进而导致整体结构破坏的风险；而本专利技术中的加强型冷弯钢管混凝土柱采用冷弯成型的钢管制成，并且在钢管柱主体上、与待安装结构梁连接的位置处开有孔洞，在钢管柱主体的内部、位于孔洞的上侧和下侧分别设有水平加劲板，两块水平加劲板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加强型冷弯钢管混凝土柱，包括有钢管柱主体（1.2）和浇筑在钢管柱主体（1.2）中的柱混凝土（1.3）；其特征在于：所述钢管柱主体（1.2）为冷弯成型的钢管制成，且在钢管柱主体（1.2）上、与待安装结构梁连接的位置处开有孔洞（5）；在钢管柱主体（1.2）的内部、位于孔洞（5）的上侧和下侧分别设有水平加劲板（12），两块水平加劲板（12）之间连接有第一竖向加劲板（14）；所述水平加劲板（12）上或者水平加劲板（12）与钢管柱主体（1.2）之间设有穿孔（13）。

【技术特征摘要】
1.一种加强型冷弯钢管混凝土柱，包括有钢管柱主体（1.2）和浇筑在钢管柱主体（1.2）中的柱混凝土（1.3）；其特征在于：所述钢管柱主体（1.2）为冷弯成型的钢管制成，且在钢管柱主体（1.2）上、与待安装结构梁连接的位置处开有孔洞（5）；在钢管柱主体（1.2）的内部、位于孔洞（5）的上侧和下侧分别设有水平加劲板（12），两块水平加劲板（12）之间连接有第一竖向加劲板（14）；所述水平加劲板（12）上或者水平加劲板（12）与钢管柱主体（1.2）之间设有穿孔（13）。2.根据权利要求1所述的一种加强型冷弯钢管混凝土柱，其特征在于：所述钢管柱主体（1.2）设有孔洞（5）的一侧、对应上下水平加劲板（12）的高度位置处分别设有水平的连接短板（11）。3.根据权利要求1所述的一种加强型冷弯钢管混凝土柱，其特征在于：所述钢管柱主体（1.2）中设有钢筋笼（1.1）。4.根据权利要求2所述的一种加强型冷弯钢管混凝土柱，其特征在于：所述孔洞（5）开在钢管柱主体（1.2）与结构梁连接一侧；所述水平加劲板（12）的形状与钢管柱主体（1.2）的截面形状相适应，且水平加劲板（12）的边缘与钢管柱主体（1.2）侧壁之间焊接连接；所述穿孔（13）开设在水平加劲板（12）的板面上；所述第一竖向加劲板（14）沿钢管柱主体（1.2）的横轴方向连接在两个水平加劲板（12）之间；在第一竖向加劲板（14）的外侧、上下连接短板（11）之间还连接有竖向短板（15）。5.根据权利要求2所述的一种加强型冷弯钢管混凝土柱，其特征在于：所述孔洞（5）开在钢管柱主体（1.2）与结构梁连接一侧；所述水平加劲板（12）沿钢管柱主体（1.2）的截面横轴通长设置，水平加劲板（12）的两侧横边与钢管柱主体（1.2）分别留有间距；所述水平加劲板（12）的端部伸出钢管柱主体（1.2）外部，并且伸出部分形成所述连接短板（11）；所述水平加劲板（12）与钢管柱主体（1.2）之间的间隙形成所述穿孔（13）；所述第一竖向加劲板（14）连接在两个水平加劲板（12）的横轴之间，且第一竖向加劲板（14）的端部伸出钢管柱主体（1.2）侧面上的孔洞（5）外、与对应一侧的连接短板（11）的端部平齐。6.一种含有权利要求4或者5中所述的加强型冷弯钢管混凝土柱的结构体系，包括结构梁、抗剪构件、楼板（4）和基础（8）；其特征在于：所述结构梁的端部与钢管柱主体（1.2）上的连接短板（11）对应连接；其中，结构梁的顶面与上部连接短板（11）的顶面对应设置，结构梁的底面与下部连接短板（11）的底面对应设置；结构梁的腹板与第一竖向加劲板（14）或者竖向短板（15）对应连接；所述钢管混凝土柱（1）上还至少设有一个以上的第二竖向加劲板（6）；所述第二竖向加劲板（6）连接在第一竖向加劲板（14）或者竖向短板（15）与对应一侧的孔洞（5）侧边之间，且封堵在孔洞（5）位置处；所述抗剪构件通过连接件（7）连接在由钢管混凝土柱（1）与结构梁围合而成的框架结构中。7.根据权利要求6所述的一种含有加强型冷弯钢管混凝土柱的结构体系，其特征在于：所述结构梁为钢梁（2）或者为钢骨梁（10）或者为预制变刚度混合式组合梁（9），且结构梁的截面呈工字形；所述结构梁的腹板端部与对应一侧的第一竖向加劲板（14）端部或者竖向短板（15）的端部栓接和/或焊接连接；所述抗剪构件为钢板剪力墙板或者面外约束钢板剪力墙板或者钢板钢筋混凝土剪力墙板（3）或者预制钢筋混凝土剪力墙板或者钢支撑；所述连接件（7）为连接在由钢管混凝土柱（1）与结构梁围合而成的框架结构内侧的钢板和/或栓钉；所述楼板（4）为预制钢筋混凝土楼板或者钢筋桁架混凝土楼板或者压型钢板现浇钢筋混凝土楼板；其中，楼板混凝土为普通混凝土或者为再生混凝土或者为高粉煤灰混凝土；所述基础...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚攀峰，
申请(专利权)人：姚攀峰，
类型：发明
国别省市：北京,11