一种约束竖向膨胀应力的钢管制造技术

本实用新型专利技术属于建筑施工技术领域，具体涉及一种约束竖向膨胀应力的钢管。目的是为了改善钢管微膨胀混凝土复合构件中的约束部件，通过缩径、约束竖向膨胀来提高结构、构部件的综合性能等技术问题。本实用新型专利技术包括有管体，所述管体为中空的圆柱体结构，所述管体的一端封闭，另一端的端口设置为纵向膨胀约束的结构；或所述管体两端开口，且管体两端均设置为纵向膨胀约束的结构。本实用新型专利技术所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口由大到小逐渐向内收缩，避免了浇筑材料的膨胀主要以竖向膨胀为主，实现了横向膨胀应力增大。

【技术实现步骤摘要】
一种约束竖向膨胀应力的钢管
本技术属于建筑施工
，具体涉及一种约束竖向膨胀应力的钢管。
技术介绍
随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，现代建筑业对于材料的性能要求越来越高。而钢管混凝土结构作为一种性能良好的材料结构，则可以完美满足现代建筑的要求，因此其被越来越广泛的应用于工业建筑，高层和超级高层建筑、桥梁和地下建筑中，并且产生了良好的经济效益和建筑效果，是一种越来越重要的建筑工程结构。随着深入的理论研究以及技术的完善，应用钢管混凝土的建筑将会呈现爆发式的增长，其应用前景也越来越好。混凝土填充钢管的材料结构简称钢管混凝土结构，其主要构成是将混凝土填充在薄壁钢管中，通过这种方式所形成的是一种复合性结构。混凝土填充钢管将钢材和混凝土有机的结合了起来，通过这种结合方式，充分的利用了钢的良好抗拉伸性和混凝土的高抗压强度，结合了二者的优点，从而提高了材料的抗变形能力。在相同载荷下，组件的截面比较小但是强度却仍然很高。同时钢管混凝土与其他的混凝土结构相比，其成本更低，且施工周期更短，经济效益比较高。钢管混凝土承载能力较强，钢管混凝土不仅增强了钢管壁的稳定性，而且使整体材料的强度和抗变形能力也有了大幅提高，由于对混凝土对钢管的约束作用，使材料的承载能力大大增强。薄壁钢管本身的可塑性比较强，但当其承受比较大的压力时，可能会出现稳定性丧失和轴向抗压能力下降的不良后果，从而导致其承载能力低；而对于混凝土这种建筑材料，它的抗压能力很强，但抗弯能力很弱。但如果将二者结合，将混凝土注入薄壁钢管形成钢管混凝土，则材料的局部稳定性将得到增强，抗弯能力和抗压能力也将得到提高，由于这种结构上的进步和改善，钢管混凝土的承载能力比一般材料强很多。钢管混凝土具有良好的延性和抗震性能，钢管混凝土结构中的核心混凝土处于三向压缩状态，不仅保持了材料的弹性，而且刚度也比较高。这种结构的材料在反复荷载下，具有良好的抗变性和延性，体现出了优越的抗震性能。耐火性与防火性能优良，钢管混凝土结构在耐火性上虽然比不上普通钢筋混凝土结构，但它仍比钢结构强很多。从钢管混凝土的结构上看，混凝土可以吸收大量的热能，而钢管中温度的分布很不均匀，这就增加了钢管混凝土结构的耐火时间，减缓了钢管混凝土结构的温升速率，提高了其整体的耐火性能。国内外专家学者也对钢管混凝土构部件的力学性能进行了大量研究，但是没有考虑微膨胀混凝土体积膨胀应力对钢管内壁作用的大小是否会影响钢管混凝土结构的力学性能，以及通过缩径、阻挡微膨胀混凝土竖向膨胀应力来提高钢管混凝土构部件的综合性能。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术旨在改善钢管微膨胀混凝土复合构件中的约束部件，通过缩径、约束竖向膨胀来提高结构、构部件的综合性能，实现浇筑材料硬化后与管内壁之间的摩擦阻力增大，达到结构安全、节材的目的。为了解决上述技术问题，本技术通过钢管两端缩径、阻挡微膨胀混凝土竖向膨胀的部件，就会产生纵向膨胀约束，实现横向膨胀，同时相当于给微膨胀混凝土增加了纵向预应力，进而提高微膨胀混凝土对钢管内壁的作用力和钢管混凝土构部件的抗弯能力。同时要考虑约束构件与内部浇筑的材料之间的作用力大小对复合构件综合力学性能的影响，也即浇筑材料硬化后的约束膨胀应力与管内壁之间多大为最佳。为了解决上述技术问题，提供一种约束竖向膨胀应力的钢管，包括有管体，所述管体为中空的圆柱体结构，所述管体的一端封闭，另一端的端口设置为纵向膨胀约束的结构；或所述管体两端开口，且管体两端均设置为纵向膨胀约束的结构。进一步，所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口由大到小逐渐向内收缩。再进一步，所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口向外延伸且向内收缩设置为阶梯状，并且设置有两个阶梯。更进一步，所述管体的端口内径与所述管体的中部内径之比为：1:0.9～0.95。更进一步，所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口焊接有多个圆柱形条。更进一步，所述多个圆柱形条设置方向沿管体轴向延伸，并且周向均匀分布。更进一步，所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口焊接有十字形架。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1.本技术所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口由大到小逐渐向内收缩；所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口向外延伸且向内收缩设置为阶梯状，并且设置有两个阶梯；所述管体的端口内径与所述管体的中部内径之比为：1:0.9～0.95，所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口焊接有多个圆柱形条，所述多个圆柱形条设置方向沿管体轴向延伸，并且周向均匀分布，所述管体端口纵向膨胀约束的结构为端口焊接有十字形架，通过这样设置能增大浇筑材料硬化后与钢管内壁之间的摩擦阻力、横向应力，并钢管中混凝土增加了预应力，提高构部件的综合力学性能，实现节材，避免了浇筑材料的膨胀主要以竖向膨胀为主，实现了横向膨胀应力增大，实现了微膨胀混凝土的合理膨胀对构部件可靠性的提高，且因为微膨胀混凝土的膨胀应力可调可控，进一步提高约束构部件的综合性能。附图说明图1是本技术实施例1和5的结构示意图；图2是本技术实施例1和6的剖面图；图3是本技术实施例2的结构示意图；图4是本技术实施例2的剖面图；图5是本技术实施例3和7的结构示意图；图6是本技术实施例3的剖面图；图7是本技术实施例4和8的结构示意图；图8是本技术实施例4的剖面图；图9是本技术实施例5的剖面图；图10是本技术实施例6的剖面图；图11是本技术实施例7的剖面图；图12是本技术实施例7的俯视结构示意图；图13是本技术实施例8的剖面图；图14是本技术实施例8的俯视结构示意图；图中：1-管体、2-圆柱形条、3-十字形架。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1如图1-2所示，本实施例中的一种约束竖向膨胀应力的钢管，所述管体1为中空的圆柱体结构，所述管体1的一端封闭，另一端的端口设置为纵向膨胀约束的结构，所述管体1端口纵向膨胀约束的结构为端口由大到小逐渐向内收缩，所述管体1的端口内径与所述管体1的中部内径之比为：1:0.94。实施例2如图3-4所示，本实施例中的一种约束竖向膨胀应力的钢管，所述管体1为中空的圆柱体结构，所述管体1的一端封闭，另一端的端口设置为纵向膨胀约束的结构，所述管体1端口纵向膨胀约束的结构为端口向外延伸且向内收缩设置为阶梯状，并且设置有两个阶梯，所述管体1的端口内径与所述管体1的中部内径之比为：1:0.9。实施例3如图5-6所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种约束竖向膨胀应力的钢管，其特征在于：包括有管体(1)，所述管体(1)为中空的圆柱体结构，所述管体(1)的一端封闭，另一端的端口设置为纵向膨胀约束的结构；或所述管体(1)两端开口，且管体(1)两端均设置为纵向膨胀约束的结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种约束竖向膨胀应力的钢管，其特征在于：包括有管体(1)，所述管体(1)为中空的圆柱体结构，所述管体(1)的一端封闭，另一端的端口设置为纵向膨胀约束的结构；或所述管体(1)两端开口，且管体(1)两端均设置为纵向膨胀约束的结构。


2.根据权利要求1所述的一种约束竖向膨胀应力的钢管，其特征在于：所述管体(1)端口纵向膨胀约束的结构为端口由大到小逐渐向内收缩。


3.根据权利要求1所述的一种约束竖向膨胀应力的钢管，其特征在于：所述管体(1)端口纵向膨胀约束的结构为端口向外延伸且向内收缩设置为阶梯状，并且设置有两个阶梯。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宪军，刘宏，罗艳霞，邓美林，张强，杨晶，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：新型
国别省市：山西;14