复合方钢管混凝土柱及施工方法技术

一种复合方钢管混凝土柱及施工方法。复合方钢管混凝土柱由L形半钢管、销钉、竖杆、横杆和混凝土组成。L形半钢管每肢的内壁上布置两排销钉，竖杆之间通过横杆连接，并卡在两排销钉内，两个L形半钢管焊接成方钢管，内部浇筑混凝土。柱的施工中，将钢板加工成L形半钢管，内壁上焊接销钉，在两根竖杆间焊接横杆，将两个L形半钢管扣在一起，把竖杆穿入到销钉内，将两个L形半钢管焊接成整体，并在方钢管内部浇筑混凝土。本发明专利技术的复合方钢管混凝土柱克服了方钢管混凝土柱的缺点，具有承载力高、抗火性能好等优点，所述施工方法解决了方钢管内部不易施工的问题。

【技术实现步骤摘要】
复合方钢管混凝土柱及施工方法
本专利技术涉及土木工程中钢管混凝土柱领域。
技术介绍
钢管混凝土柱具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、抗火性能较好等优点，在重载、大跨结构中的应用越来越广泛。方钢管混凝土柱具有节点构造简单、抗弯性能好等优点，但也存在一些缺点，一是方钢管对内部混凝土的约束作用较小，混凝土的承载力提高不多，方钢管混凝土柱的承载力较圆钢管混凝土柱低；二是方钢管在混凝土的外侧，火灾中容易丧失承载力，抗火性能比钢筋混凝土柱差；三是钢管与混凝土之间的粘结较弱，受荷初期钢管的泊松比大于混凝土的泊松比，钢管与混凝土之间容易脱离。为了克服方钢管混凝土柱的上述缺点，需要一种新型的方钢管混凝土柱及施工方法。
技术实现思路
为了克服方钢管混凝土柱对内部混凝土的约束作用较小、钢管与混凝土容易脱离的问题，提高方钢管混凝土柱的抗火性能，本专利技术公开一种复合方钢管混凝土柱及施工方法。本专利技术的复合方钢管混凝土柱的技术方案是：复合方钢管混凝土柱由L形半钢管、销钉、竖杆、横杆和混凝土组成。L形半钢管两肢的长度相等，在每肢的内壁上沿竖向布置两排销钉，竖杆与销钉的钉帽内侧接触，卡在两排销钉内，位置相对的两根竖杆通过横杆连接起来，两个L形半钢管焊接形成方钢管，方钢管内部浇筑混凝土。两排销钉沿L形半钢管肢的中心线对称，净距等于竖杆的截面长度，销钉沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管肢长的0.5倍，两肢上销钉的高度不同，每一层销钉高度相差100mm。竖杆的高度与L形半钢管的高度相同。横杆沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管肢长的0.5倍，每一层横杆与销钉的中心高度相同。受荷初期，钢材的泊松比大于混凝土的泊松比，钢管向外的变形大于混凝土，通过销钉可增强钢管与混凝土之间的相互作用，避免出现钢管与混凝土脱离的现象；受荷后期，钢材的泊松比小于混凝土的泊松比，混凝土向外膨胀，通过竖杆、横杆和销钉，约束两对边钢管壁的变形，能够更好地约束混凝土，为混凝土提供较大的围压力，提高混凝土的抗压强度，进而提高柱的承载力。竖杆有混凝土保护，火灾中升温较为缓慢，承载力下降也较为缓慢，能够提高柱的耐火极限。本专利技术的复合方钢管混凝土柱的施工方法是：将钢板加工成等肢的L形半钢管；在L形半钢管的内壁上对销钉的位置进行定位，两排销钉沿肢的中心线对称，净距等于竖杆的截面长度，销钉沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管肢长的0.5倍，两肢上销钉的高度不同，每一层销钉高度相差100mm，在L形半钢管每肢的内壁上焊接销钉；用钢板加工竖杆和横杆，竖杆的高度与L形半钢管的高度相同，在竖杆上对横杆的位置进行定位，横杆沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管肢长的0.5倍，两根竖杆上横杆的中心高度与L形半钢管一肢上销钉的中心高度相同，另两根竖杆上横杆的中心高度与L形半钢管另一肢上销钉的中心高度相同，在两根竖杆之间焊接横杆，在第三根竖杆上焊接横杆，将第三根竖杆上的横杆穿过连成整体的两根竖杆，并在横杆上焊接第四根竖杆；将两个L形半钢管扣在一起，把竖杆从端部穿入到销钉内，将两个L形半钢管焊接成整体；在方钢管内部浇筑混凝土。本专利技术的复合方钢管混凝土柱提高了方钢管对内部混凝土的约束作用、增强了混凝土与方钢管之间的连接、提高了柱的抗火性能，所述施工方法解决了方钢管内部不易施工的问题。本专利技术能够克服方钢管混凝土柱的缺点，具有承载力高、抗火性能好等优点。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的复合方钢管混凝土柱的截面示意图。图2是本专利技术的L形半钢管和销钉的轴测图。图3是本专利技术的竖杆和横杆的轴测图。图4是本专利技术的施工过程图。图中：1—L形半钢管，2—销钉，3—竖杆，4—横杆，5—混凝土，6—焊缝。具体实施方式如图1-3所示，一种复合方钢管混凝土柱，由L形半钢管（1）、销钉（2）、竖杆（3）、横杆（4）和混凝土（5）组成。L形半钢管（1）的两肢长度相等，在每肢的内壁上沿竖向布置两排销钉（2），两排销钉（2）沿肢的中心线对称，净距等于竖杆（3）的截面长度，销钉（2）沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管（1）肢长的0.5倍，两肢上销钉（2）的高度不同，每一层销钉（2）高度相差100mm。竖杆（3）与销钉（2）的钉帽内侧接触，卡在两排销钉（2）内，竖杆（3）的高度与L形半钢管（1）的高度相同。位置相对的两根竖杆（3）通过横杆（4）连接起来，横杆（4）沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管（1）肢长的0.5倍，每一层横杆（4）与销钉（2）的中心高度相同。两个L形半钢管（1）扣在一起，通过焊缝（6）连接成整体，方钢管内部浇筑混凝土（5）。图4为本专利技术的复合方钢管混凝土柱的施工过程图，整个施工过程分为a、b、c、d、e五个步骤，具体的施工过程为：步骤a，将钢板加工成等肢的L形半钢管（1）；步骤b，在L形半钢管（1）的内壁上对销钉（2）的位置进行定位，两排销钉（2）沿肢的中心线对称，净距等于竖杆（3）的截面长度，销钉（2）沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管（1）肢长的0.5倍，两肢上销钉（2）的高度不同，每一层销钉（2）高度相差100mm，在L形半钢管（1）每肢的内壁上焊接销钉（2）；步骤c，用钢板加工竖杆（3）和横杆（4），竖杆（3）的高度与L形半钢管（1）的高度相同，在竖杆（3）上对横杆（4）的位置进行定位，横杆（4）沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管（1）肢长的0.5倍，两根竖杆（3）上横杆（4）的中心高度与L形半钢管（1）一肢上销钉（2）的中心高度相同，另两根竖杆（3）上横杆（4）的中心高度与L形半钢管（1）另一肢上销钉（2）的中心高度相同，在两根竖杆（3）之间焊接横杆（4），在第三根竖杆（3）上焊接横杆（4），将第三根竖杆（3）上的横杆（4）穿过连成整体的两根竖杆（3），并在横杆（4）上焊接第四根竖杆（3）；步骤d，将两个L形半钢管（1）扣在一起，把竖杆（3）从端部穿入到销钉（2）内，将两个L形半钢管（1）通过焊缝（6）连接成整体；步骤e，在方钢管内部浇筑混凝土（5）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合方钢管混凝土柱，由L形半钢管、销钉、竖杆、横杆和混凝土组成，其特征是：L形半钢管每肢的内壁上沿竖向布置两排销钉；竖杆与销钉的钉帽内侧接触，卡在两排销钉内；位置相对的两根竖杆通过横杆连接起来。

【技术特征摘要】
1.一种复合方钢管混凝土柱，由L形半钢管、销钉、竖杆、横杆和混凝土组成，其特征是：L形半钢管每肢的内壁上沿竖向布置两排销钉；竖杆与销钉的钉帽内侧接触，卡在两排销钉内；位置相对的两根竖杆通过横杆连接起来。2.根据权利要求1所述的复合方钢管混凝土柱，其特征是：两排销钉沿L形半钢管肢的中心线对称，净距等于竖杆的截面长度；销钉沿竖向均匀分布；L形半钢管两肢上销钉的高度不同，每一层销钉高度相差100mm。3.根据权利要求1所述的复合方钢管混凝土柱，其特征是：横杆沿竖向均匀分布，每一层横杆与销钉的中心高度相同。4.一种实现权利要求1所述的复合方钢管混凝土柱的施工方法，其特征是：将钢板加工成等肢的L形半钢管；在L形半钢管的内壁上对销钉的位置进行定位，两排销钉沿肢的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛术平，张征，王清，韩金生，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37