一种波纹铝合金管混凝土组合柱制造技术

本发明专利技术公开了一种波纹铝合金管混凝土组合柱，包括铝合金管和填充其内的混凝土，混凝土可为素混凝土或者高性能混凝土。铝合金管为波纹铝合金管，铝合金管内还可以设置有钢筋笼，钢筋笼由纵向钢筋和箍筋绑扎构成，钢筋笼的截面形心与波纹铝合金管的截面形心重合，本发明专利技术采用材质更轻的铝合金管作为混凝土的约束，与传统的钢管混凝土结构相比，约束效应类似，但是构件自重更轻，采用波纹铝合金管可防止受压时铝合金管管壁过早屈曲，同时增加铝合金管与混凝土的粘结力。本发明专利技术是一种波纹铝合金管、普通混凝土或钢筋混凝土或高性能混凝土协同工作的构造措施，构造简单、施工方便，具有重量轻、不同材料间协同工作性好、承载力高、抗震性能好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种波纹铝合金管混凝土组合柱
本专利技术涉及一种承载结构，具体地说是波纹铝合金管混凝土柱。
技术介绍
铝合金管混凝土柱是在铝合金管中填充混凝土制成的结构构件。与传统的钢管混凝土柱相比，铝合金管混凝土柱的自重更小，钢材的密度是7850kg/m3，典型牌号铝合金的密度范围是2720kg/m3-2820kg/m3，铝合金的密度约为钢材密度的三分之一，而铝合金的抗拉强度与钢材的抗拉强度类似或者更好，铝合金管对核心混凝土起到约束作用，在轴心受压荷载作用下，混凝土处于三向受压状态，可延缓其受压时的纵向开裂，从而提高了混凝土的强度，塑性和韧性性能得到改善。铝合金管混凝土柱应用于多层或者高层建筑时，可以减轻结构自重，有利于结构抗震。普通铝合金管内填充混凝土可以延缓或避免铝合金管过早地发生局部屈曲，但是在已有的普通钢管混凝土柱抗压承载力试验中，达到钢管混凝土柱承载力时，常常发生外部钢管的局部屈曲，特别是对于方形截面和矩形截面钢管混凝土柱。对于普通铝合金管混凝土柱，受压承载力试验时，也有类似的破坏特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种波纹铝合金管混凝土组合柱，与常用的钢管混凝土组合柱相比，自重更小、波纹铝合金管抗屈曲能力更强，而且施工工艺简单，易于实现。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种波纹铝合金管混凝土组合柱，包括铝合金管，所述铝合金管内填充有混凝土，所述混凝土为素混凝土或者高性能混凝土；所述铝合金管为波纹铝合金管，所述波纹铝合金管的波纹折叠方向为管的周向，所述波纹铝合金管为整体式或是焊接而成。进一步讲，本专利技术一种波纹铝合金管混凝土组合柱，其中，所述铝合金管内设有钢筋笼，所述钢筋笼由纵向钢筋和箍筋绑扎构成。所述波纹铝合金管的整体铝合金管的横截面为圆形、方形或矩形；对于横截面为圆形的波纹铝合金管为圆管或者由两个半圆铝合金板焊接而成；对于方形或矩形波纹铝合金管均由四块波纹铝板焊接而成。所述钢筋笼至少包括有四根纵向钢筋，所述钢筋笼的截面形心与所述波纹铝合金管的截面形心重合。所述钢筋笼包括四根纵向钢筋，所述波纹铝合金管的整体铝合金管为圆形时，四根纵向钢筋按照钢筋笼的周向均布，所述波纹铝合金管的整体铝合金管为方形或矩形时，四根纵向钢筋布置在钢筋笼横截面的顶角位置处。所述高性能混凝土是钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土、碳纤维混凝土、玻璃纤维混凝土和玄武岩纤维混凝土中的任何一种。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：(1)由于波纹铝合金管对混凝土具有很好套箍约束作用，在波纹铝合金管混凝土柱受压承载时，核心混凝土不但承受纵向压力，还受到波纹铝合金管的侧向约束，处于三向受压的应力状态，提高了核心混凝土的承载力和抵抗纵向变形的能力。核心混凝土在波纹铝合金管的约束下，不但在使用阶段改善了混凝土的弹性性质，而且在破坏时具有较大的塑性变形。此外波纹铝合金管混凝土柱在承受冲击荷载和振动荷载时，韧性良好。由于波纹铝合金管混凝土柱具有良好的塑性和韧性，因而抗震性能好。(2)当采用波纹铝合金管作为混凝土的外部约束时，由于截面形状的变化，波纹铝合金管的波纹可以提供更大的截面惯性矩，在受压承载力试验时，波纹铝合金管与其内部填充的混凝土共同作用，可以进一步增强铝合金管的抗屈曲能力，延缓或避免外部铝合金管发生局部屈曲破坏，提高铝合金管混凝土柱结构抵抗铝合金管发生局部屈曲破坏的能力。同时采用波纹铝合金管增强了铝合金管与混凝土的粘结作用，延缓填充混凝土与波纹铝合金管之间的粘结滑移，保证波纹铝合金管与混凝土共同受力，提高波纹铝合金管混凝土柱的强度和延性。(3)波纹铝合金管截面内可以放置由纵向钢筋和箍筋形成的钢筋笼，纵向钢筋和箍筋组成的钢筋笼的中心与波纹铝合金管的中心重合。纵向钢筋和箍筋形成的钢筋笼可以进一步提高钢筋笼内混凝土的套箍性能，同时增强铝合金管与混凝土的粘结作用，延缓填充混凝土与波纹铝合金管之间的粘结滑移，保证波纹铝合金管与混凝土共同受力，提高波纹铝合金管混凝土柱的强度和延性。(4)波纹铝合金管截面内可以不放置由纵向钢筋和箍筋形成的钢筋笼，铝合金管只填充素混凝土或者纤维混凝土，这种铝合金管混凝土柱施工方便，省去了绑扎钢筋、钢筋定位等工艺，混凝土浇筑更加方便。(5)在波纹铝合金管混凝土柱施工时，首先安装好外部的波纹铝合金管，然后在波纹铝合金管的内部浇筑混凝土，波纹铝合金管可以作为内部混凝土的模板，省去了模板支撑、模板拆除等工作，加快了施工进度。附图说明图1为本专利技术实施例1中为圆形波纹铝合金管混凝土桩的横截面示意图；图2为图1所示波纹铝合金管混凝土组合桩中钢筋笼的纵向示意图；图3为本专利技术实施例1中为方形波纹铝合金管混凝土桩的横截面示意图；图4为图3所示波纹铝合金管混凝土桩中钢筋笼的纵向示意图；图5为本专利技术实施例1中为矩形波纹铝合金管混凝土桩的横截面示意图；图6为图5所示波纹铝合金管混凝土桩中钢筋笼的纵向示意图；图7是本专利技术实施例2中圆形波纹铝合金管混凝土桩的横截面示意图；图8是本专利技术实施例2中方形波纹铝合金管混凝土桩的横截面示意图；图9是本专利技术实施例2中矩形波纹铝合金管混凝土桩的横截面示意图。图中：1-波纹铝合金管，2-混凝土，3-钢筋笼，31-纵筋，32-箍筋。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：本专利技术提出的一种波纹铝合金管混凝土组合柱，包括铝合金管，所述铝合金管内填充有混凝土2，所述混凝土2为素混凝土或者高性能混凝土，所述高性能混凝土是钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土、碳纤维混凝土、玻璃纤维混凝土和玄武岩纤维混凝土中的任何一种。所述铝合金管为波纹铝合金管1，所述波纹铝合金管1的波纹折叠方向为管的周向，所述波纹铝合金管的整体铝合金管的横截面为圆形、方形、矩形或者其他形状。所述波纹铝合金管1为整体式或是焊接而成。对于横截面为圆形的波纹铝合金管为圆管或者由两个半圆铝合金板焊接而成；对于方形或矩形波纹铝合金管均由四块波纹铝板焊接而成。所述铝合金管内可以设有钢筋笼3，所述钢筋笼3由纵向钢筋31和箍筋32绑扎构成。所述钢筋笼3至少包括有四根纵向钢筋31，所述钢筋笼3的截面形心与所述波纹铝合金管的截面形心重合。所述波纹铝合金管的整体铝合金管为圆形时，四根纵向钢筋31按照钢筋笼3的周向均布，若所述钢筋笼3包括四根纵向钢筋31，所述波纹铝合金管的整体铝合金管为方形或矩形时，四根纵向钢筋31布置在钢筋笼3横截面的顶角位置处。实施例1：结合图1～图6，该实施例1的波纹铝合金管混凝土组合柱包括波纹铝合金管1、混凝土2、钢筋笼3，钢筋笼3由纵向钢筋31和箍筋32构成。对于圆形的波纹铝合金管1，整体铝合金管可为全铝合金管或者由半铝合金管焊接而成，对于方形或矩形的波纹铝合金管1，整体铝合金管由四块波纹铝板焊接而成。钢筋笼3设置在波纹铝合金管1内部，纵向钢筋31至少为四根，钢筋笼3的截面几何形心与波纹铝合金管的截面几何形心重合。波纹铝合金管混凝土柱施工时，首先将波纹铝合金管1固定，然后将纵向钢筋31和箍筋32绑扎成钢筋笼3，将钢筋笼固定在波纹铝合金管1的内部，最后在波纹铝合金管1内浇筑混凝土，最终形成了本专利技术的波纹铝合金管混凝土组合柱。实施例2：结合图7～图9，该实施例2的波纹铝合金管混凝土组合柱包括波纹铝合金管1和填充其内的混凝土2。对于整体铝合金管为圆形的波纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波纹铝合金管混凝土组合柱，包括铝合金管，所述铝合金管内填充有混凝土(2)，所述混凝土(2)为素混凝土或者高性能混凝土；其特征在于：所述铝合金管为波纹铝合金管(1)，所述波纹铝合金管(1)的波纹折叠方向为管的周向，所述波纹铝合金管(1)为整体式或是焊接而成。

【技术特征摘要】
1.一种波纹铝合金管混凝土组合柱，包括铝合金管，所述铝合金管内填充有混凝土(2)，所述混凝土(2)为素混凝土或者高性能混凝土；其特征在于：所述铝合金管为波纹铝合金管(1)，所述波纹铝合金管(1)的波纹折叠方向为管的周向，所述波纹铝合金管(1)为整体式或是焊接而成。2.根据权利要求1所述波纹铝合金管混凝土组合柱，其特征在于，所述铝合金管内设有钢筋笼(3)，所述钢筋笼(3)由纵向钢筋(31)和箍筋(32)绑扎构成。3.根据权利要求1所述波纹铝合金管混凝土组合柱，其特征在于：所述波纹铝合金管的整体铝合金管的横截面为圆形、方形或矩形；对于横截面为圆形的波纹铝合金管为圆管或者由两个半圆铝合金板焊接而成；对于方形或矩形波纹铝合金管均由四块波纹铝板焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：项凯，潘雁翀，王国辉，杨震铭，
申请(专利权)人：公安部天津消防研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12