端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱及其制備方法
【專利摘要】一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱及其制備方法，屬于組合結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明在鋼管混凝土柱端部塑性鉸區(qū)域內(nèi)的鋼管與混凝土之間設置無粘結(jié)段，并在無粘結(jié)段設置內(nèi)部加勁肋。不僅提高其塑性鉸區(qū)鋼管對混凝土的約束作用，并在塑性鉸區(qū)的無粘結(jié)段形成應變均勻分布的鋼管段，充分發(fā)揮鋼管的材料性能，延緩其局部屈曲及塑形發(fā)展，有效提高鋼管混凝土柱端塑性鉸區(qū)的延性與耗能能力，改善約束混凝土的工作狀況。整個結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，施工方便，經(jīng)濟性高。
【專利說明】 端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱及其制備方法，屬于組合結(jié)構(gòu)工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在各國的結(jié)構(gòu)工程的組合結(jié)構(gòu)中，由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)性能、經(jīng)濟指標、抗震能力等方面的優(yōu)越性，使其在建筑工程中得到廣泛的應用。且鋼管混凝土最宜做為柱，而柱是框架結(jié)構(gòu)的重要承重構(gòu)件之一，對地震效應極為敏感。地震作用下，柱的性能主要表現(xiàn)為柱端塑性鉸區(qū)的抗震性能。由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)屬于新型結(jié)構(gòu)體系，發(fā)展迅速但是震害實例較少，但是近年頻發(fā)的強震及人們對生命財產(chǎn)的保護意識不斷提高，鋼管混凝土柱的抗震性能要求也在不斷提高。鑒于此，本發(fā)明提出了一種對鋼管混凝土柱塑性鉸區(qū)采取的構(gòu)造措施，在提高鋼管對柱塑性鉸區(qū)混凝土的約束作用的同時，提高其在地震過程中的延性及耗能能力，提高鋼管混凝土柱塑性鉸區(qū)的抗震性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對提高鋼管混凝土柱塑性鉸區(qū)抗震性能的問題，提出在施工中采取一種構(gòu)造措施，即一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱及制備方法，以改善柱塑性鉸區(qū)混凝土的工作狀況及抗震性能。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下，一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱，包括鋼管(2)和內(nèi)填充混凝土(I);在柱端鋼管內(nèi)側(cè)設置加勁肋(3)，并在柱端鋼管與混凝土之間設置一層油月旨(4)以使鋼管、加勁肋與混凝土之間無粘結(jié)。
[0005]所述鋼管為普通熱軋鋼管。
[0006]所述鋼管加勁肋與鋼管材質(zhì)相同，高度h與鋼管外直徑相同，厚度為10?20mm，寬度為25?50mm。
[0007]所述涂油脂層高度為h，即I倍鋼管外直徑，厚度0.5?3mm。
[0008]上述端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱的制備方法，其步驟如下:
[0009]步驟一:將(3)加勁肋按照設計尺寸加工好，然后焊接到(2)鋼管內(nèi)側(cè)；
[0010]步驟二:將(2)鋼管定位好，并在I倍鋼管外直徑高度范圍的鋼管內(nèi)側(cè)均勻刷一層油脂；
[0011]步驟三:在(2 )鋼管內(nèi)部澆注(I)混凝土。
[0012]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0013]1、約束效果好、延性耗能能力高。鋼管混凝土柱端部鋼管與混凝土無粘結(jié)，根據(jù)Mises準則，鋼管分擔的縱向力降低橫向力增加，同時內(nèi)部加勁肋的設置在固定鋼管與混凝土相對位置的同時提高了鋼管對混凝土的約束作用。此外，無粘結(jié)段的設置使得鋼管的應力能夠均勻分布，充分發(fā)揮鋼管混凝土柱端塑性鉸區(qū)域鋼管的力學性能，大大延緩鋼管發(fā)生局部屈曲，提高鋼管混凝土在地震作用下的延性及耗能能力。[0014]2、施工簡單、易于安裝。施工過程中加勁肋的焊接及油脂的涂抹均由普通工人即可完成，具有操作簡單，施工方便快捷等特點。
[0015]3、整體性好。在鋼管內(nèi)焊加勁肋并涂抹油脂后，一次澆筑混凝土成型，使鋼管與混凝土形成一體，實現(xiàn)不同粘結(jié)區(qū)域的內(nèi)力傳遞。
[0016]4、經(jīng)濟性高。本方案應用在柱的塑性鉸區(qū)，效果明顯而且不會顯著地提高工程造價，性價比較強，適合在工程中廣泛推廣。
[0017]下面通過附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明在鋼管混凝土柱端塑性鉸區(qū)的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1中A-A剖面圖。
[0020]圖3為圖1中B-B剖面圖。
[0021]圖中1.內(nèi)澆混凝土，2.鋼管，3.內(nèi)置加勁肋，4.油脂層。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和實施方式，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0023]如圖1-3所示。
[0024]1、鋼管內(nèi)置加勁肋
[0025]鋼管內(nèi)置加勁肋高度取I倍柱外直徑，厚度為10?20臟，寬度為25?50mm。鋼管內(nèi)焊接加勁肋必須嚴格按照相關(guān)焊接規(guī)范進行，保證焊接質(zhì)量。
[0026]2、無粘結(jié)層設置
[0027]鋼管內(nèi)置加勁肋后，對鋼管柱端部I倍柱外直徑范圍內(nèi)均勻涂抹油脂，油脂層覆蓋鋼管內(nèi)壁及加勁肋與混凝土接觸各面。油脂不得流動性過大，否則影響無粘結(jié)段以外的粘結(jié)性能。
[0028]3、鋼管定位
[0029]將鋼管根據(jù)施工要求定位。
[0030]4、混凝土的澆筑與振搗
[0031]將混凝土澆筑到鋼管內(nèi)并進行振搗，直至密實。
[0032]以上所述，僅為本發(fā)明的其中一種實施例，也可以用于其他鋼管混凝土構(gòu)件的塑性鉸區(qū)的混凝土約束，如方矩形鋼管混凝土柱及復合鋼管混凝土柱等形式構(gòu)件。凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例做的任何修改、變更或等效結(jié)構(gòu)變化，均應屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱，其特征在于:該柱包括鋼管(2)和內(nèi)填充混凝土(I);在柱端鋼管內(nèi)側(cè)設置加勁肋(3)，并在柱端鋼管與混凝土之間設置一層油脂(4)以使鋼管、加勁肋與混凝土之間無粘結(jié)。
2.依權(quán)利I要求所述的一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱，無粘結(jié)鋼管混凝土柱的制備方法，其特征在于:其步驟如下， 步驟一，將(3)加勁肋按照設計尺寸加工好，然后焊接到(2)鋼管內(nèi)側(cè)； 步驟二，將(2)鋼管定位好，并在I倍鋼管外直徑高度范圍的鋼管內(nèi)側(cè)均勻刷一層油脂； 步驟三，在(2 )鋼管內(nèi)部澆注(I)混凝土。
3.根據(jù)權(quán)利I要求所述的一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱，其特征在于:所述鋼管為普通熱軋鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利I要求所述的一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱，其特征在于:所述鋼管加勁肋與鋼管材質(zhì)相同，高度h與鋼管外直徑相同，厚度為10?20mm，寬度為25?50mm。
5.根據(jù)權(quán)利I要求所述的一種端部無粘結(jié)鋼管混凝土柱，其特征在于:所述涂油脂層高度為h，即I倍鋼管外直徑，厚度0.5?3mm。
【文檔編號】E04B1/98GK103924738SQ201410151347
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】李振寶, 王文靜, 解詠平, 宋坤, 馬華 申請人:北京工業(yè)大學