一种加强型闭合钢管混凝土柱制造技术

本实用新型专利技术属于建筑技术领域，具体涉及一种加强型闭合钢管混凝土柱。一种加强型闭合钢管混凝土柱，包括闭合钢管、加劲肋和混凝土，所述的闭合钢管由四个侧钢板依次焊接组成方形钢管，四个所述的侧钢板内壁分别焊接有由闭合钢管四周向其内部施力的加劲肋，相对的侧钢板上的加劲肋相对设置，所述的加劲肋上均匀设置有若干开孔，开孔的直径和加劲肋高度的一半相等，所述的混凝土浇筑于闭合钢管的内部。该加强型闭合钢管混凝土柱通过在加劲肋上增加开孔以达到增强抗剪承载力和抗剪刚度的目的。

A reinforced closed concrete-filled steel tubular column

【技术实现步骤摘要】
一种加强型闭合钢管混凝土柱
本技术属于建筑
，具体涉及一种加强型闭合钢管混凝土柱。
技术介绍
钢管混凝土柱有着延性好，承载能力高，抗震性能好等优势，并能充分发挥钢管和混凝土两种材料的优点，因此在土木工程的各个领域得到了广泛应用。钢管混凝土柱按截面形状主要可分为圆形钢管混凝土柱和闭合钢管混凝土柱两种。其中，圆形钢管混凝土柱的钢管与混凝土间的约束效果最好，但圆钢管不便于进行节点连接，在工程中应用受到限制。闭合钢管混凝土被越来越多的建筑结构采用，同时也逐渐表现出一些不足，主要如下：闭合钢管对混凝土的约束不如圆形钢管；为了防止钢管壁压屈，要控制宽厚比，造成钢材浪费，闭合钢管混凝土柱的截面惯性矩大且便于节点连接，其对四角的混凝土约束作用也比较强，但闭合钢管对四边中部的混凝土几乎不存在约束，造成其对混凝土的约束作用十分不均衡，大大降低其承载能力，且闭合钢管的四边中部容易局部屈曲，限制了高强度钢在钢管混凝土结构中的应用。公告号为CN108930364A的专利公开了一种侧板加劲的钢管混凝土柱，属于建筑
提出这种钢管混凝土柱包含闭合外骨架、加劲钢板以及混凝土；闭合外骨架由矩形钢板和圆钢管通过焊接而成；加劲钢板与矩形钢板通过焊接相连；混凝土浇筑于闭合外骨架的内部以及圆钢管的内部，其四角为圆钢管，侧边均焊接有加劲钢板，圆钢管位于四角的情况使得相邻混凝土柱之间不容易粘接导致粘接力较小，另外增加的加劲钢板与闭合钢管混凝土界面粘结强度不足，抗剪承载力和刚度不足，不能满足对抗剪承载力和刚度要求高的建筑的需要。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种加强型闭合钢管混凝土柱，该加强型闭合钢管混凝土柱通过在加劲肋上增加开孔以达到增强抗剪承载力和抗剪刚度的目的。本技术的技术方案是：一种加强型闭合钢管混凝土柱，包括闭合钢管、加劲肋和混凝土，所述的闭合钢管由四个侧钢板依次焊接组成方形钢管，四个所述的侧钢板内壁分别焊接有由闭合钢管四周向其内部施力的加劲肋，相对的侧钢板上的加劲肋相对设置，所述的加劲肋上均匀设置有若干开孔，开孔的直径和加劲肋高度的一半相等，所述的混凝土浇筑于闭合钢管的内部。具体的，所述的加劲肋上开孔个数最少为五个。具体的，相邻的所述开孔之间的间距为as，as符合下面式子的条件，as≥V/fyt0+d且as≥V/fvt0，其中V为抗剪承载力设计值，fv为钢材的抗剪强度标准值。具体的，所述的加劲肋的上端与闭合钢管的上端部相距55mm，所述的加劲肋的的下端与闭合钢管的底部相距55mm。具体的，所述的加劲肋所在的面与侧钢板板身所在的面相互垂直，所述的加劲肋同时垂直于水平面，所述加劲肋板身所在的面与侧钢板板身所在的面的交叉线为侧钢板的中线。具体的，所述的加劲肋的大小、形状、宽度一致。具体的，所述的混凝土的粗骨料最大粒径不能超过35mm以使其充分进入加劲肋开孔。本技术的有益效果是：该加强型闭合钢管混凝土柱在所述的加劲肋2上设置有若干开孔，开孔的直径和加劲肋2高度的一半相等，所述的混凝土3浇筑于闭合钢管1的内部，相邻的所述开孔之间的间距为as，as符合下面式子的条件，as≥V/fyt0+d且as≥V/fvt0，其中V为抗剪承载力设计值，fv为钢材的抗剪强度标准值，开孔即形成内置开孔加劲肋，加强了柱身对混凝土的侧向越苏，技能抑制或延缓钢管的局部屈曲，提高其延性以及承载能力，闭合钢管混凝土界面抗剪承载力和抗剪刚度均有了极大地提高，极限承载力提高了2.06倍，正常使用状态下抗剪刚度和抗剪承载力提高了4.56倍，随着粗骨料最大粒径的增大，内置开孔加劲肋加劲型闭合钢管混凝土界面使用状态抗剪承载力、抗剪刚度和极限抗剪承载力均表现出增大趋势。本技术结构简单，通过多次实验的验证得出在加劲肋上设置开孔是正确的，全面提高了建筑使用性能，有利于节点连接，制作工艺简单，能提高施工效率。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是实施例1提供的加劲肋结构示意图；图3是实施例2提供的加劲肋结构示意图；图4是加劲肋开孔与不开孔情况下荷载随滑移量变化示意图；图5是几种典型的破坏模式对应的极限承载力计算公式；图6是钢板为Q235，混凝土强度等级为C30时不同模式下承载力变异系数变化图；图7是钢板为Q420，混凝土强度等级为C30时不同模式下承载力变异系数变化图；图8是钢板为Q235，混凝土强度等级为C50时不同模式下承载力变异系数变化图；图9是钢板为Q420，混凝土强度等级为C50时不同模式下承载力变异系数变化图。1闭合钢管、2加劲肋、3混凝土、1-1侧钢板、2-1上开孔、2-2下开孔。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术的技术方案进行详细的说明实施例1。一种加强型闭合钢管混凝土柱的基本结构示意图如图1所示，包括闭合钢管1、加劲肋2和混凝土3，所述的闭合钢管1由四个侧钢板1-1依次焊接组成方形钢管，四个所述的侧钢板1-1内壁分别焊接有由闭合钢管1四周向其内部施力的加劲肋2，所述的加劲肋2的上端与闭合钢管1的上端部相距55mm，所述的加劲肋2的的下端与闭合钢管1的底部相距55mm。所述的加劲肋2所在的面与侧钢板板身所在的面相互垂直，所述的加劲肋同时垂直于水平面，所述加劲肋板身所在的面与侧钢板板身所在的面的交叉线为侧钢板的中线。所述的加劲肋2的大小、形状、宽度一致。相对的侧钢板1-1上的加劲肋2相对设置，所述的加劲肋2上均匀设置有若干开孔，开孔的直径和加劲肋2高度的一半相等，所述的混凝土3浇筑于闭合钢管1的内部。为了验证分析在加劲肋2是否开孔对承载力性能的影响，提取了试件LSC1和试件PSC1、试件PSC2的荷载-滑移曲线，试件LSC1为粗骨料尺寸为5~15mm的内置加劲肋未开孔钢管混凝土构件，试件PSC1为粗骨料尺寸为5~20mm的内置开孔加劲肋加劲型闭合钢管混凝土构件，试件PSC2为粗骨料尺寸为5~15mm的内置开孔加劲肋加劲型闭合钢管混凝土构件，试件PSC1和试件PSC2开孔数量和开孔直径相等。表1列出了三者的承载力和抗剪刚度试验结果值。表1加劲肋是否开孔的实验结果试件编号是否开孔使用状态承载力/kN抗剪刚度/kN/mm极限承载力/kNLSC1否131655819PSC1是72434872512PSC2是67833902525闭合钢管混凝土界面粘结滑移量随荷载的变化规律有一定差异；设纵肋闭合钢管混凝土在达到极限荷载以后，荷载随滑移量的增加而呈逐渐减小趋势，闭合钢管混凝土在达到极限荷载以后，荷载滑移量基本保持不变，如图4所示。结合图4和表1可知，纵肋开孔与否，设开孔纵肋闭合钢管混凝土较设不开孔纵肋闭合钢管混凝土界面抗剪承载力和抗剪刚度均有了极大地提高；带肋闭合钢管混凝土纵肋开孔后，极限承载力提高了2.06倍，正常使用状态下抗剪承载力和抗剪刚度提高了4.56倍。本实施例中所述的加劲肋2上开孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加强型闭合钢管混凝土柱，包括闭合钢管（1）、加劲肋（2）和混凝土（3），其特征在于，所述的闭合钢管（1）由四个侧钢板（1-1）依次焊接组成方形钢管，四个所述的侧钢板（1-1）内壁分别焊接有由闭合钢管（1）四周向其内部施力的加劲肋（2），相对的侧钢板（1-1）上的加劲肋（2）相对设置，所述的加劲肋（2）上均匀设置有若干开孔，开孔的直径和加劲肋（2）高度的一半相等，所述的混凝土（3）浇筑于闭合钢管（1）的内部。/n

【技术特征摘要】
1.一种加强型闭合钢管混凝土柱，包括闭合钢管（1）、加劲肋（2）和混凝土（3），其特征在于，所述的闭合钢管（1）由四个侧钢板（1-1）依次焊接组成方形钢管，四个所述的侧钢板（1-1）内壁分别焊接有由闭合钢管（1）四周向其内部施力的加劲肋（2），相对的侧钢板（1-1）上的加劲肋（2）相对设置，所述的加劲肋（2）上均匀设置有若干开孔，开孔的直径和加劲肋（2）高度的一半相等，所述的混凝土（3）浇筑于闭合钢管（1）的内部。


2.根据权利要求1所述加强型闭合钢管混凝土柱，其特征在于，所述的加劲肋（2）上开孔个数最少为五个。


3.根据权利要求2所述加强型闭合钢管混凝土柱，其特征在于，相邻的所述开孔之间的间距为as，as符合下面式子的条件，as≥V/fyt0+d且as≥V/fvt0，其中V为抗剪承载力设计值，fv为钢材的抗剪强度标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫赛，唐鹏，
申请(专利权)人：南阳理工学院，
类型：新型
国别省市：河南;41