本发明专利技术提供了一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，包括：圆形钢管(1)，圆形钢管(1)内部自上而下设置多个水平的钢隔板层(4)，钢隔板层(4)的外周与圆形钢管(1)的内壁紧贴，钢隔板(4)之间设置若干条水平加劲肋(2)，在圆形钢管(1)、钢隔板(4)和水平加劲肋(2)围成的空间内浇筑混凝土，钢隔板层(4)由多块扇形的钢隔板连接而成，连接处具有钢隔板连接缝(3)，还包括竖向加劲肋，竖向加劲肋设置于钢隔板层之间，与钢隔板层连接缝留有焊接空间，圆形钢管(1)内设置三层圆形钢筋笼，每层所述钢筋笼包括钢管柱构造纵筋(6)和钢管柱构造箍筋(7)，圆形钢管(1)的顶部和底部也设置钢隔板层(4)。
A giant concrete-filled circular steel tube column for super high rise building
【技术实现步骤摘要】
一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱
本专利技术涉及建筑领域，特别是涉及一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱。
技术介绍
随着国民经济的发展，城市土地日趋紧张，超高层建筑迎来蓬勃发展。钢管混凝土柱在国内外建筑工程中得到广泛应用，拥有强度高，延性好，施工周期短等特点，在超高层结构设计中得到广泛应用。圆形钢管混凝土柱具有美观、对混凝土约束效应好等特点，尤其受到青睐。但是随着建筑高度的增加，普通尺寸的钢管混凝土柱已经无法适应超高层建筑巨大的承载力要求，由于举行钢管混凝土柱承载力高、抗震性能号，施工便捷，在超高层建筑中逐步得到应用。矩形钢管混凝土柱具有的主要优点包括：截面形式灵活，通过调整构件截面尺寸，采用普通强度的材料，即可以形成构件巨大的承载能力；由于钢管对内部混凝土具有一定的约束作用，可以发挥混凝土三向受压时强度可以显著提高的特性，使构件的承载力高于按两种材料强度叠加的计算结果；有利于应用高强材料，高强混凝土延性差和脆性的缺点可以由钢管进行弥补，发挥两种材料各自的优点，构件截面尺寸小，自重轻，可增加有效使用建筑面积，无需施工模板，现场整洁，对施工场地要求低，避免了型钢混凝土构件中型钢与钢筋复杂的连接构造，施工方便，受到施工单位欢迎。然而，目前世界上其他公司设计的超高层建筑中未使用过直径超过4米的巨型圆形钢管混凝土柱，相关构造措施和力学性能无从考证，主要是由于巨型钢管混凝土柱存在的缺点包括：与型钢混凝土柱相比，用钢量较大，钢材表面需要进行防腐涂装，并且需要通过防火保护措施达到耐火极限的要求，一般采用免振捣自密实混凝土，高强度混凝土比较黏稠，施工质量检验困难，巨型钢管单件吊重大，钢管现场焊接工作量大。最重要的，大直径(大于2m)钢管混凝土柱现存问题主要是管内混凝土收缩会造成钢管与混凝土脱开，影响钢与混凝土的共同受力，并且管内过大体积的素混凝土也不利于整个构件的受力性能。国家标准《钢管混凝土结构技术规范》正在编制过程中，目前仅有征求意见稿，为解决上述问题，在现行的国家或行业标准中，《高层建筑混凝土结构技术规程》、《钢管混凝土结构技术规程CECS28:2012》以及《组合结构涉及规范JGJ138-2011》提出了三种构造措施：1、管内设置钢筋笼。2、钢管分仓。3、钢管内设置栓钉。但是未提供明确的布置方法和指导意见，因此在设计过程中没有明确的依据。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，设计一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱的构造做法，应用本实施例设计的某超高层建筑结构中，项目地处高风压高地震烈度地区，抗震设防烈的8度0.30g,基本风压0.75kN/m2，建筑高度超高，为地震力，风荷载双控建筑。为满足建筑外立面和功能需要，同时保证项目结构安全性，采用巨型框架核心筒结构体系，外框柱直径超过四米。此种大截面圆形钢管混凝土柱在世界范围内超高层建筑首层采用。此种圆形钢管混凝土柱构造方法解决了混凝土收缩等不利影响，提高混凝土和钢结构的整体作用，减少钢材用量，便于施工。本专利技术的目的在于提供一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，包括：圆形钢管(1)，所述圆形钢管(1)内部自上而下设置多个水平的钢隔板层(4)，所述钢隔板层(4)的外周与所述圆形钢管(1)的内壁紧贴，所述钢隔板(4)之间设置若干条水平加劲肋(2)，在所述圆形钢管(1)、钢隔板(4)和水平加劲肋(2)围成的空间内浇筑混凝土。优选的，所述巨型圆钢管混凝土柱的柱截面直径为4200mm。优选的，所述圆形钢管(1)的直径为4200mm，壁厚为80mm。优选的，所述钢隔板层(4)由多块扇形的钢隔板连接而成，多块扇形的所述钢隔板的扇形角度之和为360度，多块所述扇形的钢隔板连接处具有钢隔板连接缝(3)，所述钢隔板层(4)结合楼层高度设置，每4.5米高的楼层设置一道所述钢隔板层(4)。优选的，所述钢隔板的外伸宽度为320mm，厚度为30mm。优选的，所述水平加劲肋(2)的外伸宽度为大于或等于框架梁宽度的0.7倍，所述水平加劲肋(2)的厚度与所述框架梁翼缘的厚度相同。优选的，还包括竖向加劲肋，所述竖向加劲肋设置于所述钢隔板层之间，与钢隔板层连接缝留有焊接空间。优选的，所述圆形钢管(1)内设置三层圆形钢筋笼，每层所述钢筋笼包括钢管柱构造纵筋(6)和钢管柱构造箍筋(7)，所述圆形钢筋笼的配筋率不小于0.8％，每层所述钢筋笼的钢管柱构造纵筋(6)中的钢筋间距在50～200mm之间，所述三层圆形钢筋笼分别为：内圈布置10根直径36钢筋，中圈布置26根直径32钢筋，外圈布置42根直径32钢筋；三层圆形钢筋笼间距从内至外分别是距钢管内壁530mm、550mm和930mm，钢管柱构造箍筋(7)配置为直径10钢筋，每300mm一道，所述中圈和外圈的所述圆形钢筋笼每隔四米对称设置一道人孔(5)，所述人孔(5)尺寸为400x1500。优选的，所述圆形钢管(1)的顶部和底部也设置所述钢隔板层(4)。优选的，所述钢隔板和所述竖向加劲肋的厚度、间距，所述圆形钢筋笼的配筋率、配置层数以及所述人孔(5)的尺寸可调。本专利技术的有益效果：通过设置竖向加劲肋、水平环形加劲板以及钢筋笼，实现对巨型圆形钢管混凝土柱内的混凝土进行有效的分割，增强了混凝土的受约束能力，提高了混凝土和钢结构部分的协同作用，有效的提高的巨型圆形钢管混凝土柱的承载力和变形能力，同时，此种布置方式易于施工，可加快施工进度，提高了结构构件的强度和使用寿命，满足超高层建筑的使用需求。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本专利技术的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：附图1为根据本专利技术实施例的巨型圆钢管混凝土柱框架柱柱身平面构造示意图；附图2为根据本专利技术实施例的人孔立面示意图。具体实施方式本实施例超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱的构造做法，应用于本实施例设计的某超高层建筑结构中，项目地处高风压高地震烈度地区，抗震设防烈的8度0.30g,基本风压0.75kN/m2，建筑高度超高，为地震力，风荷载双控建筑。为满足建筑外立面和功能需要，同时保证项目结构安全性，采用巨型框架核心筒结构体系，外框柱直径超过四米。此种大截面圆形钢管混凝土柱在世界范围内超高层建筑首层采用。此种圆形钢管混凝土柱构造方法解决了混凝土收缩等不利影响，提高混凝土和钢结构的整体作用，减少钢材用量，便于施工。参见图1，超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，包括：圆形钢管1，圆形钢管1内部自上而下设置多个水平的钢隔板层4，钢隔板层4的外周与圆形钢管1的内壁紧贴，钢隔板4之间设置若干条水平加劲肋2，在圆形钢管1、钢隔板4和水平加劲肋2围成的空间内浇筑混凝土。本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，其特征在于包括：/n圆形钢管(1)，所述圆形钢管(1)内部自上而下设置多个水平的钢隔板层(4)，所述钢隔板层(4)的外周与所述圆形钢管(1)的内壁紧贴，所述钢隔板(4)之间设置若干条水平加劲肋(2)，在所述圆形钢管(1)、钢隔板(4)和水平加劲肋(2)围成的空间内浇筑混凝土。/n
【技术特征摘要】
1.一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，其特征在于包括：
圆形钢管(1)，所述圆形钢管(1)内部自上而下设置多个水平的钢隔板层(4)，所述钢隔板层(4)的外周与所述圆形钢管(1)的内壁紧贴，所述钢隔板(4)之间设置若干条水平加劲肋(2)，在所述圆形钢管(1)、钢隔板(4)和水平加劲肋(2)围成的空间内浇筑混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，其特征在于：所述巨型圆钢管混凝土柱的柱截面直径为4200mm。
3.根据权利要求1所述的一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，其特征在于：所述圆形钢管(1)的直径为4200mm，壁厚为80mm。
4.根据权利要求1所述的一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，其特征在于：所述钢隔板层(4)由多块扇形的钢隔板连接而成，多块扇形的所述钢隔板的扇形角度之和为360度，多块所述扇形的钢隔板连接处具有钢隔板连接缝(3)，所述钢隔板层(4)结合楼层高度设置，每4.5米高的楼层设置一道所述钢隔板层(4)。
5.根据权利要求4所述的一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，其特征在于：所述钢隔板的外伸宽度为320mm，厚度为30mm。
6.根据权利要求5所述的一种超高层建筑结构用巨型圆钢管混凝土柱，其特征在于：所述水平加劲肋(2)的外伸宽度为大于或等于框架梁宽度的0....
【专利技术属性】
技术研发人员：张松，张同亿，王宁，张哲，罗佑新，任晟楠，
申请(专利权)人：中国中元国际工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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