本发明专利技术公开了一种SCS方形钢管混凝土墩柱，包括方形钢管、套装于方形钢管内部的圆形钢管、四个分别布设于方形钢管的四个内侧壁上的加劲肋板组和由填充于方形钢管与圆形钢管之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构；每一个加劲肋板组均包括多道呈平行布设的纵向加劲肋，且多道纵向加劲肋均与其所处方形钢管的内侧壁呈垂直布设；四个加劲肋板组中的所有纵向加劲肋的结构和尺寸均相同；方形钢管和圆形钢管呈同轴布设；每一道纵向加劲肋的横向宽度均小于其所布设位置处方形钢管和圆形钢管之间的间距。本发明专利技术结构简单、设计合理、施工方便且施工成本较低、力学性能优良、使用效果好，能有效解决现有方形钢管混凝土结构存在的多种问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种支撑墩柱，尤其是涉及一种SCS方形钢管混凝土墩柱。
技术介绍
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土后形成的结构。钢和混凝土两种材料相互 弥补彼此的弱点，充分发挥彼此的长处，使钢管混凝土具有很高的承载力，有优良的力学性 能。现如今，钢管混凝土结构在海洋平台与大跨、重载、轻型桥梁等结构中有着越来越广泛 的应用，且所采用的钢管混凝土结构主要有圆形、方形和矩形三种截面形式。但是，目前所 使用的钢管混凝土结构普遍存在结构自重大的缺陷，因而在很大程度上限制了钢管混凝土 结构的发展应用。其中，方钢管混凝土结构具有以下优点第一、方钢管混凝土梁柱节点形式简单， 易于施工，尤其在框架结构中，这种节点的优势可以得到很好地发挥；第二、截面的相对惯 性矩较大，整体稳定性及抗压弯性能较好；第三、具有良好的抗震性能和延性性能。但是，方 钢管对核心混凝土的约束作用较差，易发生局部屈曲，且用钢量较大，结构自重大，因而使 得方钢管混凝土的发展应用受到限制。针对方钢管混凝土结构存在的上述缺陷和不足，目 前主要采用在方钢管内设加劲肋、钢筋、钢骨、圆钢管等方法进行改善。综上，现如今的方钢管混凝土柱普遍存在几个问题第一、方钢管对混凝土的套箍 作用较弱，易发生局部屈曲，且组合结构的整体性不够；第二、方钢管混凝土柱的自重偏大， 因而限制了柱体的结构尺寸；3.钢材耐火性能较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种SCS方形 钢管混凝土墩柱，其结构简单、设计合理、施工方便且施工成本较低、力学性能优良、使用效 果好，能有效解决现有方形钢管混凝土结构存在的自重大、施工不便、外侧钢管与其内部混 凝土之间的连接性能差、外侧钢管对内部混凝土的套箍作用小等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种SCS方形钢管混凝土墩柱， 其特征在于包括方形钢管、套装于方形钢管内部的圆形钢管、四个分别布设于方形钢管的 四个内侧壁上的加劲肋板组和由填充于方形钢管与圆形钢管之间空腔内的混凝土浇筑成 型的混凝土结构；每一个所述加劲肋板组均包括多道呈平行布设的纵向加劲肋，多道所述 纵向加劲肋的布设方向均与方形钢管和圆形钢管的中心轴线方向一致，且多道所述纵向加 劲肋均与其所处方形钢管的内侧壁呈垂直布设；四个所述加劲肋板组中的所有纵向加劲肋 的结构和尺寸均相同；所述方形钢管和圆形钢管呈同轴布设；四个所述加劲肋板组中的所 有纵向加劲肋的布设方向均与所述圆形钢管和方形钢管的中心轴线方向一致，且四个所述 加劲肋板组中的所有纵向加劲肋均与混凝土结构紧固连接为一体；所述纵向加劲肋为长条 形钢肋板，每一道所述纵向加劲肋外侧壁均紧固固定在方形钢管的内侧壁上，且每一道所 述纵向加劲肋的横向宽度均小于其所布设位置处方形钢管和圆形钢管之间的间距；所述方形钢管、圆形钢管和多道所述PBL加劲肋的纵向长度均相同；所述方形钢管的顶端和多道所述PBL加劲肋的顶端均与所述圆形钢管的顶端相平齐，且所述方形钢管的底端和多道所述PBL加劲肋的底端均与所述圆形钢管的底端相平齐。上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是所述长条形钢肋板的中部由上至下开有多个通孔，且多个所述通孔布设在同一直线上。上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是每一道所述纵向加劲肋的外侧壁与方形钢管的内侧壁之间均以焊接方式进行连接。上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是所述方形钢管的四个内侧壁包括呈左右对称布设的左侧壁和右侧壁以及呈前后对称布设的前侧壁和后侧壁，所述前侧壁和后侧壁上所布设纵向加劲肋的数量均为NI，且所述左侧壁和右侧壁上所布设纵向加劲肋的数量均为N2，其中NI ^ N2，所述前侧壁和后侧壁的横向宽度LI >所述左侧壁和右侧壁的横向宽度L2，NI和N2均为正整数且N2彡2 ;当所述方形钢管的横截面为正方形时，N1=N2 ； 当所述方形钢管的横截面为长方形时，且LI > L2。上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是四个所述加劲肋板组中的所有纵向加劲肋上所开设通孔的数量和各通孔的布设位置均相同；多个所述通孔由上至下呈均匀布设，且多个所述通孔的结构和尺寸均相同。上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是所述混凝土结构为碳纤维混凝土结构。上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是所述圆形钢管的外径为φ 102mm Φ 2000mm,所述方形钢管和圆形钢管的壁厚均为4mm 100mm,且Al : A2=l : (O. 6 0.8)，其中八1=&1+131，al为方形钢管的横截面积且bl为方形钢管内侧中空部的横截面积， Α2=π ·Γ2且r为圆形钢管的外径。上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是每一道所述纵向加劲肋的横向宽度，均为其所布设位置处方形钢管和圆形钢管之间间距的(j ~-)o4 2上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是所述通孔为圆形孔，且所述圆形孔的孔杠d2= ( I ~ i ) (13，其中d3为所述圆形孔所处纵向加劲肋的横向宽度。D 3上述一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征是所述方形钢管的横截面积优选为 4m2 IOm2且其壁厚优选为18mm 25mm,所述圆形钢管的壁厚优选为18mm 25mm ;所述长条形钢肋板的横向宽度优选为IOOmm 250mm且其厚度优选为12mm 22mm ;所述圆形孔的直径优选为Φ30mm Φ50mm,且上下相邻两个所述圆形孔的间距优选为IOOmm 200mm。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、结构简单、设计合理且施工成本较低。2、结构轻盈且抗震与抗扭性能良好。同时，使用方式灵活，可适用于墩柱、拱肋、横梁等结构中。3、施工方便、使用效果好、力学性能好且结构轻盈，内外两层钢管之间通过所浇注的混凝土连接成为一个整体。实际使用时，本专利技术能充分改善方形钢管混凝土结构自重大、 施工不便等缺陷，其利用方形钢管较大的截面积来提供较大的截面抗扭与抗弯惯性矩，利用圆形钢管有效减小混凝土体积来减轻自重，并且夹层混凝土处于三向受压状态并将内方 形钢管连成整体。因而，本专利技术能充分发挥方形钢管混凝土节点所具有的形式简单、易于施 工等优点，截面的相对惯性矩较大，抗震、抗扭性能好，能有效克服方形钢管与其内部混凝 土之间的连接性能差、外侧钢管对内部混凝土的套箍作用小等缺点，本专利技术利用内置的圆 钢管增强对混凝土的套箍作用，并利用圆形钢管有效混凝土体积来减轻自重的目的。4、内方形钢管之间所浇注的混凝土既可以采用普通混凝土，也可以采用碳纤维混 凝土。并且，所采用的碳纤维混凝土中所添加碳纤维的含量为质量百分含量在O. 6%左右， 可将混凝土的抗拉强度和抗拉延性分别提高30%和25%。碳纤维是由碳纤维长丝经过短 切机械切制而成，长度一般以mm为单位，外形为一定长度的绒须，具有轻质、高强、高模、耐 腐蚀、导电、屏蔽性能好、吸波性高等特点，且具有分散均匀，喂料方式多样，工艺简单的优 点。混凝土中加入适量的短切碳纤维，可以提高混凝土的抗拉强度、抗强度和抗冲击性能， 降低干缩，改善耐磨性能，且这种混凝土较普通混凝土质量轻，具有一定的隔热性能和减震 性能。与圆形钢管内部以及圆形钢管与方形钢管之间形成的空间内均填满混凝土的钢管混 凝土结构相比，本专利技术能充本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征在于：包括方形钢管（1）、套装于方形钢管（1）内部的圆形钢管（2）、四个分别布设于方形钢管（1）的四个内侧壁上的加劲肋板组和由填充于方形钢管（1）与圆形钢管（2）之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构（4）；每一个所述加劲肋板组均包括多道呈平行布设的纵向加劲肋（3），多道所述纵向加劲肋（3）的布设方向均与方形钢管（1）和圆形钢管（2）的中心轴线方向一致，且多道所述纵向加劲肋（3）均与其所处方形钢管（1）的内侧壁呈垂直布设；四个所述加劲肋板组中的所有纵向加劲肋（3）的结构和尺寸均相同；所述方形钢管（1）和圆形钢管（2）呈同轴布设；四个所述加劲肋板组中的所有纵向加劲肋（3）的布设方向均与所述圆形钢管（2）和方形钢管（1）的中心轴线方向一致，且四个所述加劲肋板组中的所有纵向加劲肋（3）均与混凝土结构（4）紧固连接为一体；所述纵向加劲肋（3）为长条形钢肋板，每一道所述纵向加劲肋（3）外侧壁均紧固固定在方形钢管（1）的内侧壁上，且每一道所述纵向加劲肋（3）的横向宽度均小于其所布设位置处方形钢管（1）和圆形钢管（2）之间的间距；所述方形钢管（1）、圆形钢管（2）和多道所述PBL加劲肋（3）的纵向长度均相同；所述方形钢管（1）的顶端和多道所述PBL加劲肋（3）的顶端均与所述圆形钢管（2）的顶端相平齐，且所述方形钢管（1）的底端和多道所述PBL加劲肋（3）的底端均与所述圆形钢管（2）的底端相平齐。...
【技术特征摘要】
1.一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征在于包括方形钢管(I)、套装于方形钢管 (O内部的圆形钢管(2)、四个分别布设于方形钢管(I)的四个内侧壁上的加劲肋板组和由填充于方形钢管(I)与圆形钢管(2)之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构(4);每一个所述加劲肋板组均包括多道呈平行布设的纵向加劲肋(3)，多道所述纵向加劲肋(3)的布设方向均与方形钢管(I)和圆形钢管(2)的中心轴线方向一致，且多道所述纵向加劲肋(3)均与其所处方形钢管(I)的内侧壁呈垂直布设；四个所述加劲肋板组中的所有纵向加劲肋(3)的结构和尺寸均相同；所述方形钢管(I)和圆形钢管(2)呈同轴布设；四个所述加劲肋板组中的所有纵向加劲肋(3)的布设方向均与所述圆形钢管(2)和方形钢管(I)的中心轴线方向一致，且四个所述加劲肋板组中的所有纵向加劲肋(3)均与混凝土结构(4)紧固连接为一体；所述纵向加劲肋(3)为长条形钢肋板，每一道所述纵向加劲肋(3)外侧壁均紧固固定在方形钢管(I)的内侧壁上，且每一道所述纵向加劲肋(3)的横向宽度均小于其所布设位置处方形钢管(I)和圆形钢管(2)之间的间距；所述方形钢管(I)、圆形钢管(2)和多道所述PBL加劲肋(3)的纵向长度均相同；所述方形钢管(I)的顶端和多道所述PBL加劲肋(3)的顶端均与所述圆形钢管(2)的顶端相平齐，且所述方形钢管(I)的底端和多道所述PBL加劲肋(3)的底端均与所述圆形钢管(2)的底端相平齐。2.按照权利要求1所述的一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征在于所述长条形钢肋板的中部由上至下开有多个通孔(5)，且多个所述通孔(5)布设在同一直线上。3.按照权利要求1或2所述的一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征在于每一道所述纵向加劲肋(3)的外侧壁与方形钢管(I)的内侧壁之间均以焊接方式进行连接。4.按照权利要求1或2所述的一种SCS方形钢管混凝土墩柱，其特征在于所述方形钢管(I)的四个内侧壁包括呈左右对称布设的左侧壁和右侧壁以及呈前后对称布设的前侧壁和后侧壁，所述前侧壁和后侧壁上所布设纵向加劲肋(3)的数量均为NI，且所述左侧壁和右侧壁...
【专利技术属性】
技术研发人员：高小育，王旭，刘永健，杨光辉，张俊光，程高，刘鹏，黄月超，黄嘉瑞，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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