一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱及施工方法技术

本发明专利技术的一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱，包括多段钢管混凝土柱，相邻两段钢管混凝土柱通过梁柱节点连接；钢管混凝土柱包括钢管混凝土柱内钢管，钢管混凝土柱内钢管的内壁设置多段弧形肋且内部浇筑核心混凝土，外侧浇筑钢管外混凝土；钢管混凝土柱内钢管的两端设有连接卡榫，连接卡榫上设有柱螺栓孔；梁柱节点包括节点内钢管，节点内钢管的内壁上设有环向加劲肋，节点内钢管的内部设置井字形加劲板；梁柱节点与相邻两段钢管混凝土柱的连接处设有卡榫槽，卡榫槽内设有节点螺栓孔；节点内钢管的外侧焊接梁连接件；节点内钢管外侧浇筑节点混凝土；钢管混凝土柱和梁柱节点通过连接卡榫和卡榫槽配合拼装连接再通过螺栓加固。固。固。

【技术实现步骤摘要】
一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱及施工方法


[0001]本专利技术属于土木工程结构设计以及建造
，涉及一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱及施工方法。

技术介绍

[0002]近年来，国内施工技术发展迅速，许多沿海城市兴建了高层，超高层建筑。这其中就经常见到钢管混凝土的身影，钢管混凝土具有承载力高，塑性、延性好等优点，并且钢管在工厂中预制，不需要搭建模板施工，广受人们青睐。许多时候，在建设超高层建筑时，会使用大直径钢管混凝土柱，现有的大直径钢管混凝土柱因为钢管直径较大，在达到极限承载力之前，混凝土和钢管内壁之间的粘结力会大幅降低，可能会使构件在达到极限承载力之前先发生破坏。
[0003]现有的钢管混凝土柱结构体系多采用钢管焊接工艺等现场施工的方式进行，然而外管焊接工艺存在着焊接难度大和危险性高的技术问题，容易影响工程质量；常规的钢管混凝土柱与梁的连接通常采用钢梁连接形式，二者连接比较困难；常规的钢管混凝土柱外侧为钢管，在长时间的使用中，钢管会发生腐蚀和生锈现象。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱及施工方法。
[0005]一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱，包括多段钢管混凝土柱，相邻两段钢管混凝土柱通过梁柱节点连接；
[0006]所述钢管混凝土柱包括钢管混凝土柱内钢管，所述钢管混凝土柱内钢管的内壁设置多段弧形肋；钢管混凝土柱内钢管内部浇筑核心混凝土，外侧浇筑钢管外混凝土；钢管混凝土柱内钢管的两端设有连接卡榫，连接卡榫上设有柱螺栓孔；
[0007]所述梁柱节点包括节点内钢管，节点内钢管的内壁上设有环向加劲肋，节点内钢管的内部设置井字形加劲板；梁柱节点的节点内钢管与相邻两段钢管混凝土柱的连接处设有卡榫槽，卡榫槽内设有节点螺栓孔；节点内钢管的外侧焊接梁连接件；节点内钢管外侧浇筑节点混凝土；
[0008]钢管混凝土柱和梁柱节点通过连接卡榫和卡榫槽配合拼装连接再通过螺栓加固。
[0009]进一步的，沿钢管混凝土柱内钢管的轴向等间距设置多段弧形肋，在轴向同一高度处设置两段弧形肋；所述弧形肋采用顺时针弧形肋或逆时针弧形肋，所述顺时针弧形肋在钢管混凝土柱内钢管的内壁上沿顺时针方向向下旋转倾斜，所述逆时针弧形肋在钢管混凝土柱内钢管的内壁上沿逆时针方向向下旋转倾斜。
[0010]进一步的，相邻两段钢管混凝土柱安装时，设置有顺时针弧形肋的钢管混凝土柱和设置有逆时针弧形肋的钢管混凝土柱交错安装。
[0011]进一步的，多个连接卡榫以圆周阵列排布在钢管混凝土柱内钢管的两端，节点内
钢管的两端设置的卡榫槽的排布方式与连接卡榫相同。
[0012]进一步的，在节点内钢管的外侧均匀焊接四个梁连接件；所述梁连接件包括矩形外框架和设置在矩形外框架内部的三角形加劲肋。
[0013]进一步的，所述节点混凝土设有用于填补连接卡榫和卡榫槽之间缝隙的灌浆孔和用于安装螺栓的螺栓安装孔。
[0014]进一步的，所述螺栓的螺杆长度不大于螺杆直径的五倍。
[0015]进一步的，所述钢管混凝土柱和梁柱节点内所用钢材强度不低于Q420。
[0016]一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱的施工方法，包括：
[0017]步骤1：将钢管混凝土柱内钢管与两端的连接卡榫在工厂一体成型，在连接卡榫上预留柱螺栓孔；
[0018]步骤2：在钢管混凝土柱内钢管的内部沿轴向等间距焊接顺时针弧形肋或逆时针弧形肋；
[0019]步骤3：根据钢管外混凝土的尺寸搭建外部模具，同时浇筑核心混凝土和钢管外混凝土，在浇筑过程中对浇筑的混凝土进行高频强力振动，当钢管外混凝土达到强度要求时拆除模具，对浇筑完毕的钢管外混凝土和核心混凝土进行蒸汽养护、脱模；
[0020]步骤4：根据连接卡榫的尺寸，在节点内钢管上设置相应的卡榫槽并在卡榫槽预留节点螺栓孔；
[0021]步骤5：在节点内钢管外侧焊接梁连接件，并在节点内钢管内焊接环向加劲肋、井字形加劲板以及与螺栓装配的螺母；
[0022]步骤6：根据节点混凝土尺寸搭建外部模具，预留出卡榫槽、灌浆孔、螺栓安装孔，浇筑节点混凝土，在浇筑过程中进行高频强力振动，当连节点混凝土达到强度要求时拆除模具，对浇筑完毕的节点混凝土进行蒸汽养护、脱模；
[0023]步骤7：在工厂制作构件完成后，将钢管混凝土柱端部的连接卡榫插入梁柱节点端部的卡榫槽，按照对应方向旋转一定角度，将柱螺栓孔与节点螺栓孔对齐，通过预留的螺栓安装孔安装螺栓，完成钢管混凝土柱和梁柱节点的连接；
[0024]步骤8：重复步骤7将设置有顺时针弧形肋的钢管混凝土柱和设置有逆时针弧形肋的钢管混凝土柱与梁柱节点交错安装；
[0025]步骤9：在灌浆孔和螺栓安装孔内注入浆料，安装完成。
[0026]本专利技术的一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱至少具有以下有益效果：
[0027]1、本专利技术通过在钢管混凝土柱内钢管焊接螺旋状的弧形肋，能够实现改善混凝土与钢管之间的界面性能，提高混凝土与钢管内壁之间的粘结力，从而避免大直径钢管混凝土柱在达到极限承载力之前发生破坏，减少经济损失，扩大大直径钢管混凝土的适用范围。
[0028]2、本专利技术中的钢管混凝土柱与梁柱节点都在工厂预制好，只对连接节点部分进行注浆就可以实现连接，节约时间，还可以保证施工质量。
[0029]3、梁柱节点预留出与梁的连接部分，在大直径钢管混凝土柱施工完成后，即可与梁进行连接；钢管混凝土柱和梁柱节点在工厂预制时，外层均浇筑有混凝土保护钢管不受腐蚀和生锈。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术的可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱的轴向剖面示意图；
[0032]图3为设置有顺时针弧形肋的钢管混凝土柱的轴向剖面示意图；
[0033]图4为设置有逆时针弧形肋的钢管混凝土柱的轴向剖面示意图；
[0034]图5为梁柱节点的整体示意图；
[0035]图6为梁柱节点的轴向剖面示意图；
[0036]图7为梁柱节点与钢管混凝土柱连接部位的局部放大图；
[0037]图8为钢管混凝土柱内钢管与节点内钢管的连接示意图；
[0038]1‑
钢管混凝土柱，11
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钢管混凝土柱内钢管，12
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顺时针弧形肋，13
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逆时针弧形肋，14
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连接卡榫，15
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柱螺栓孔，16
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核心混凝土，17
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钢管外混凝土，2
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梁柱节点，21
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节点内钢管，22
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环向加劲肋，23
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井字形加劲板，24
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梁连接件，25
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节点螺栓孔，26
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱，其特征在于，包括多段钢管混凝土柱，相邻两段钢管混凝土柱通过梁柱节点连接；所述钢管混凝土柱包括钢管混凝土柱内钢管，所述钢管混凝土柱内钢管的内壁设置多段弧形肋；钢管混凝土柱内钢管内部浇筑核心混凝土，外侧浇筑钢管外混凝土；钢管混凝土柱内钢管的两端设有连接卡榫，连接卡榫上设有柱螺栓孔；所述梁柱节点包括节点内钢管，节点内钢管的内壁上设有环向加劲肋，节点内钢管的内部设置井字形加劲板；梁柱节点的节点内钢管与相邻两段钢管混凝土柱的连接处设有卡榫槽，卡榫槽内设有节点螺栓孔；节点内钢管的外侧焊接梁连接件；节点内钢管外侧浇筑节点混凝土；钢管混凝土柱和梁柱节点通过连接卡榫和卡榫槽配合拼装连接再通过螺栓加固。2.如权利要求1所述的可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱，其特征在于，沿钢管混凝土柱内钢管的轴向等间距设置多段弧形肋，在轴向同一高度处设置两段弧形肋；所述弧形肋采用顺时针弧形肋或逆时针弧形肋，所述顺时针弧形肋在钢管混凝土柱内钢管的内壁上沿顺时针方向向下旋转倾斜，所述逆时针弧形肋在钢管混凝土柱内钢管的内壁上沿逆时针方向向下旋转倾斜。3.如权利要求2所述的可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱，其特征在于，相邻两段钢管混凝土柱安装时，设置有顺时针弧形肋的钢管混凝土柱和设置有逆时针弧形肋的钢管混凝土柱交错安装。4.如权利要求1所述的可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱，其特征在于，多个连接卡榫以圆周阵列排布在钢管混凝土柱内钢管的两端，节点内钢管的两端设置的卡榫槽的排布方式与连接卡榫相同。5.如权利要求1所述的可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱，其特征在于，在节点内钢管的外侧均匀焊接四个梁连接件；所述梁连接件包括矩形外框架和设置在矩形外框架内部的三角形加劲肋。6.如权利要求1所述的可改善界面性能的大直径钢管混凝土柱，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭超，王庆，冯心妍，魏子濠，孙继坤，付佳俊，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：