本发明专利技术涉及一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，包括矩形钢管和高强混凝土，矩形钢管由翼缘和腹板固接而成，翼缘采用普通钢制成，腹板采用高强钢制成，矩形钢管竖直设置，矩形钢管内填充高强混凝土，高强混凝土内配有第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋沿矩形钢管横截面的长度方向依次布置，第一螺旋箍筋一侧和第二螺旋箍筋一侧固接。第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋提升了矩形钢管对高强混凝土的约束作用，延缓了矩形钢管的局部屈曲，提升了矩形钢管混凝土柱的承载力和延性，有效提高矩形钢管高强混凝土柱材料性能利用率，提升了构件抗震性能。本发明专利技术还涉及一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱的制备方法。
A double steel rectangular steel tube high strength concrete column and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱和制备方法
本专利技术涉及建筑结构领域，特别是涉及一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱和制备方法。
技术介绍
在土木工程领域中,有许多不同的建筑材料的组合形式,其中应用最广泛的材料为钢材与混凝土。钢管混凝土结构是钢——混凝土组合结构中的常见形式,是将混凝土填充到钢管内而制成。钢管混凝土柱在受力过程中,钢管对核心混凝土形成刚性约束作用,钢管和混凝土均处于三向应力状态,混凝土抗压强度和塑性变形能力均得到了很大的提高,延缓了钢管内核心混凝土的脆性破坏。现实生活中，由于建筑空间布置等原因，有些狭长区域对钢管混凝土柱提出了矩形截面的要求。然而矩形钢管混凝土柱存在角部弱约束区，矩形钢管相对容易局部屈曲，因此其承载力和延性相对较差，影响了矩形钢管混凝土柱的应用。如何改善矩形钢管混凝土柱角部约束区的工作性能，避免或延缓矩形钢管出现局部屈曲，合理配置矩形钢管翼缘和腹板，提高构件的承载力和延性，有效提升矩形钢管混凝土柱材料性能利用率，减小构件截面面积，提升构件抗震性能，已成为土木工程师亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的之一是：提供一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，其能够改善矩形钢管混凝土柱角部约束区的工作性能，避免或延缓矩形钢管出现局部屈曲，合理配置矩形钢管翼缘和腹板，提高构件的承载力和延性，有效提升矩形钢管高强混凝土柱材料性能利用率，减小构件截面面积，提升构件抗震性能。针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的之二是：提供一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱制备方法，通过该方法制得的矩形钢管高强混凝土柱，能够改善矩形钢管混凝土柱角部约束区的工作性能，避免或延缓矩形钢管出现局部屈曲，合理配置矩形钢管翼缘和腹板，提高构件的承载力和延性，有效提升矩形钢管高强混凝土柱材料性能利用率，减小构件截面面积，提升构件抗震性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，其特征在于：包括矩形钢管和高强混凝土，矩形钢管由翼缘和腹板固接而成，翼缘采用普通钢制成，腹板采用高强钢制成，矩形钢管竖直设置，矩形钢管内填充高强混凝土，高强混凝土内配有第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋延伸方向均和矩形钢管延伸方向平行，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋沿矩形钢管横截面的长度方向依次布置，第一螺旋箍筋一侧和第二螺旋箍筋一侧固接。进一步，还包括定位纵筋，定位纵筋竖直设置，定位纵筋设于第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋之间，第一螺旋箍筋一侧和第二螺旋箍筋一侧分别与定位纵筋固接。进一步，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋交错连接，交错连接处分别形成第一列连接点和第二列连接点，定位纵筋包括第一纵筋和第二纵筋，第一纵筋与第一列连接点固接，第二纵筋和第二列连接点固接。进一步，还包括第一连接件和第二连接件，第一连接件两端分别固接于矩形钢管上端，第一螺旋箍筋上端和第二螺旋箍筋上端分别固接于第一连接件中部；第二连接件两端分别固接于矩形钢管下端，第一螺旋箍筋下端和第二螺旋箍筋下端分别固接于第二连接件中部。进一步，矩形钢管腹板的钢材强度等级为Q420、Q460或Q690，矩形钢管翼缘的钢材强度等级为Q235或Q345，高强混凝土的强度等级大于或等于C50。进一步，矩形钢管由翼缘和腹板固接而成，翼缘采用普通钢制成，腹板采用高强钢制成。进一步，矩形钢管的横截面宽度大于或等于200mm，横截面长宽比小于或等于2；第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋的截面直径均为8mm、10mm、12mm、14mm或16mm，净间距均为60mm、80mm、100mm或120mm；第一纵筋和第二纵筋直径均为6mm。一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱的制备方法，包括以下步骤，S1，将第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋沿矩形钢管横截面的长度方向，依次布置于矩形钢管内，其中矩形钢管由翼缘和腹板固接而成，翼缘采用普通钢制成，腹板采用高强钢制成；将第一螺旋箍筋一侧与第二螺旋箍筋一侧固接；S2，在矩形钢管内浇注高强混凝土并振捣密实；S3，养护大于或等于28天。进一步，S1和S2之间还包括以下步骤，将矩形钢管上端、第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋上端分别固接于第一连接件，将矩形钢管下端、第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋下端分别固接于第二连接件。进一步，S1中将第一螺旋箍筋一侧与第二螺旋箍筋一侧固接的实现方式为，将第一螺旋箍筋水平交错连接第二螺旋箍筋，交错连接处分别形成第一列连接点和第二列连接点，第一纵筋与第一列连接点固接，第二纵筋和第二列连接点固接。总的说来，本专利技术具有如下优点：矩形钢管高强混凝土柱在承受轴向力时，矩形钢管和高强混凝土直接承受轴向力，高强混凝土受压横向膨胀。由于高强混凝土内配有第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋以及矩形钢管对高强混凝土的横向膨胀起到双重约束作用，共同限制高强混凝土的横向变形，加强了对核心高强混凝土的约束能力，提升了高强混凝土在三向受力状态下的抗压强度，从而提升了矩形钢管高强混凝土柱的承载力；第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋的纵向连续性提升了高强混凝土的抗剪性能，避免高强混凝土过早发生脆性破坏，延缓了矩形钢管的局部屈曲，进而提升了矩形钢管高强混凝土柱的承载力和延性，有效提高矩形钢管高强混凝土柱材料性能利用率，提升构件的抗震性能。当矩形钢管高强混凝土柱处于偏压状态下，由于第一螺旋箍筋一侧与第二螺旋箍筋一侧固接，可充分利用第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋的联合工作性能，避免高强混凝土单侧过早发生脆性破坏，能够更好地分配截面荷载，同时延缓了矩形钢管的局部屈曲，从而提升了矩形钢管高强混凝土柱的受力性能。矩形钢管翼缘采用普通钢制成，腹板采用高强钢制成，在轴压时，由于腹板采用高强钢制成，可有效提高钢管的受压承载力，从而提高了矩形钢管高强混凝土柱的承载力；在偏压或受到地震作用时，由于翼缘采用普通钢制成，可充分利用普通钢延性较好的优点，保证构件足够的变形能力，更好地发挥第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋的联合工作性能，提升构件的整体性，有效提高了矩形钢管高强混凝土柱的延性和抗震性能。矩形钢管高强混凝土柱具有节点构造简单、施工周期短、装配化程度高、绿色环保节能等优点，可有效提高生产效率,承载力及延性优越，特别适合应用在钢管混凝土柱有矩形截面要求的高层建筑结构中。附图说明图1为本专利技术实施例剖开上部后的立体结构示意图。图2为本专利技术实施例的横截面示意图。图3是本专利技术实施例的立体结构示意图。附图标记说明：1——矩形钢管、11——腹板、12——翼缘；21——第一螺旋箍筋、22——第二螺旋箍筋；3——高强混凝土；41——第一纵筋、42——第二纵筋；51——第一连接钢筋。具体实施方式下面来对本专利技术做进一步详细的说明。如图1～图3所示，一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，包括矩形钢管1和高强混凝土3，矩形钢管1由翼缘12和腹板11固接而成，翼缘12采用普通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，其特征在于：包括矩形钢管和高强混凝土，矩形钢管由翼缘和腹板固接而成，翼缘采用普通钢制成，腹板采用高强钢制成，矩形钢管竖直设置，矩形钢管内填充高强混凝土，高强混凝土内配有第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋延伸方向均和矩形钢管延伸方向平行，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋沿矩形钢管横截面的长度方向依次布置，第一螺旋箍筋一侧和第二螺旋箍筋一侧固接。/n
【技术特征摘要】
1.一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，其特征在于：包括矩形钢管和高强混凝土，矩形钢管由翼缘和腹板固接而成，翼缘采用普通钢制成，腹板采用高强钢制成，矩形钢管竖直设置，矩形钢管内填充高强混凝土，高强混凝土内配有第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋延伸方向均和矩形钢管延伸方向平行，第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋沿矩形钢管横截面的长度方向依次布置，第一螺旋箍筋一侧和第二螺旋箍筋一侧固接。
2.按照权利要求1所述的一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，其特征在于：还包括定位纵筋，定位纵筋竖直设置，定位纵筋设于第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋之间，第一螺旋箍筋一侧和第二螺旋箍筋一侧分别与定位纵筋固接。
3.按照权利要求2所述的一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，其特征在于：第一螺旋箍筋和第二螺旋箍筋交错连接，交错连接处分别形成第一列连接点和第二列连接点，定位纵筋包括第一纵筋和第二纵筋，第一纵筋与第一列连接点固接，第二纵筋和第二列连接点固接。
4.按照权利要求1、2或3所述的一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，其特征在于：还包括第一连接件和第二连接件，第一连接件两端分别固接于矩形钢管上端，第一螺旋箍筋上端和第二螺旋箍筋上端分别固接于第一连接件中部；第二连接件两端分别固接于矩形钢管下端，第一螺旋箍筋下端和第二螺旋箍筋下端分别固接于第二连接件中部。
5.按照权利要求4所述的一种双钢种矩形钢管高强混凝土柱，其特征在于：矩形钢管腹板的钢材强度等级为Q420、Q460或Q690，矩形钢管翼缘的钢材强度等级为Q235或Q345。
6.按照权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：康澜，梁国立，方淇臻，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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