本發(fā)明涉及建筑、民用、市政、工業(yè)等工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼管束混凝土柱。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)建筑尤其是工業(yè)建筑中，結(jié)構(gòu)體系基本為常規(guī)的鋼支撐-框架體系、鋼框架等，上述現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)體系存在結(jié)構(gòu)用鋼量大，制作成本高等不足；根據(jù)建筑物的綜合防火設(shè)計，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件往往需要達(dá)到一定的防火等級，無法避免地要在鋼框架柱、框架梁等外面涂刷一層厚厚的“外殼”，有的甚至需要達(dá)3～4厘米厚；

傳統(tǒng)的混凝土建筑結(jié)構(gòu)，工藝比較成熟；混凝土結(jié)構(gòu)的施工方需要模板支撐，對森林資源造成破壞，對環(huán)境造成污染；大量鋼筋需要人工綁扎，勞動強(qiáng)度大，不是工業(yè)化的生產(chǎn)方式。

另外，傳統(tǒng)的h型鋼，十字型，箱形等鋼結(jié)構(gòu)框架柱，強(qiáng)度高，延性好，抗震性能優(yōu)越，但承壓承載力穩(wěn)定性不高；而傳統(tǒng)的混凝土框架柱，承載能力非常強(qiáng)，剛度大，但脆性大大高于鋼材，往往破壞形式為脆性破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的一種鋼管束混凝土柱，可解決傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)框架制作成本高，安全性低的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種鋼管束混凝土柱，包括鋼管束結(jié)構(gòu)和混凝土，所述鋼管束結(jié)構(gòu)包括若干鋼管單元，所述鋼管單元依次排列連接，連接后的鋼管單元具有腔體，所述混凝土灌注在腔體內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述鋼管單元為方鋼管或u字型、c型、l型、z型、h型、一字型、十字型的型材。

進(jìn)一步的，所述相鄰的鋼管單元之間通過設(shè)置隔板封閉焊接，形成一個相互連接的封閉型結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述隔板上設(shè)置有通孔。

進(jìn)一步的，所述隔板為鋼板。

進(jìn)一步的，還包括預(yù)留的梁端，所述預(yù)留的梁端設(shè)置在鋼管束結(jié)構(gòu)內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述預(yù)留的梁端為h型鋼梁、箱形鋼梁或混凝土框架梁。

進(jìn)一步的，所述所述鋼管束結(jié)構(gòu)為實腹結(jié)構(gòu)或空腔結(jié)構(gòu)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供一種用鋼量經(jīng)濟(jì)，構(gòu)件制作簡單，施工方便快捷，便于工業(yè)化生產(chǎn)的新型建筑結(jié)構(gòu)件，即本發(fā)明提供一種鋼管束混凝土柱,由鋼管束組合結(jié)構(gòu)與內(nèi)灌混凝土組合而成；所述的鋼管束混凝土柱和h型鋼梁或箱形梁、混凝土梁等組成框架；本發(fā)明充分發(fā)揮鋼材與混凝土的優(yōu)勢，避免其缺點，有效利用材料，減小構(gòu)件截面；同時,工業(yè)化的加工、裝配，可以有效縮短工期，大大降低了樓面的含鋼量，整體質(zhì)量輕；構(gòu)件加工簡單，現(xiàn)場施工速度快，降低了成本。

本發(fā)明的鋼管束混凝土柱及封孔方法具有以下有益效果：

1、形成鋼管束后，鋼管壁厚減薄，可以節(jié)省材料；

2、鋼管束內(nèi)澆混凝土的柱，規(guī)格越大，混凝土吸收熱量能力越大，可以減少防火涂料的涂刷；(試驗證明，柱徑大于一米，耐火極限可達(dá)240分鐘，可以免刷防火涂料)

3、由于柱子是由多塊鋼板或鋼管“拼焊”而成，當(dāng)其用于多層鋼框架，與梁的連接形式更加靈活多樣；

4、鋼管束混凝土柱可以是正方形，也可以是矩形，可以通過方鋼管、l形、z形、h形、一字型等多種類型的型材組合而成；目的是形成大、小的腔體，便于填充混凝土；

5、避免了大構(gòu)件厚板的焊接，使鋼構(gòu)件加工更加便捷，簡單；

6、由于鋼結(jié)構(gòu)梁端可預(yù)設(shè)于混凝土柱中，使得結(jié)構(gòu)連接更為簡單，可靠，運輸也更加方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的軸測示意圖；

圖2是本發(fā)明不同大小鋼管束結(jié)構(gòu)的鋼管單元排列結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明鋼管束結(jié)構(gòu)實腹和空腔剖面示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

如圖1、圖2所示，本實施例一所述的鋼管束混凝土柱，包括鋼管束結(jié)構(gòu)1和混凝土2，所述鋼管束結(jié)構(gòu)1包括若干鋼管單元5，所述鋼管單元5依次排列連接，連接后的鋼管單元5具有腔體4，所述混凝土2灌注在腔體4內(nèi)。

所述鋼管單元5包括方鋼管或u字型、c型、l型、z型、h型、一字型、十字型的型材。鋼管單元為不同形狀，可根據(jù)現(xiàn)場需要充分利用型材，降低成本。

所述相鄰的鋼管單元5之間通過設(shè)置隔板封閉焊接，形成一個相互連接的封閉型結(jié)構(gòu)。

所述隔板上設(shè)置有通孔，設(shè)置通孔，可實混凝土充分填充，更安全堅固。

所述隔板為鋼板，隔板選用鋼板，更堅固可靠。

還包括預(yù)留的梁端3，所述預(yù)留的梁端3設(shè)置在鋼管束結(jié)構(gòu)1內(nèi)。

所述預(yù)留的梁端3為h型鋼梁、箱形鋼梁或混凝土框架梁。

所述鋼管束結(jié)構(gòu)1為實腹結(jié)構(gòu)或空腔結(jié)構(gòu)，如圖3所示所述鋼管束結(jié)構(gòu)1內(nèi)部實體或者形成空腔7。

本實施例的鋼管束混凝土柱,是一種新型的鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，較好的發(fā)揮鋼材輕質(zhì)高強(qiáng)、混凝土剛度大的優(yōu)點，避免了鋼構(gòu)件穩(wěn)定性差、混凝土脆性及剛度退化快的缺點。鋼管束組合結(jié)構(gòu)采用工業(yè)化的生產(chǎn)方式；由于鋼材和混凝土組合延性好，可以有效增大鋼柱高度或減小柱截面尺寸，建筑適應(yīng)性強(qiáng)，框架梁可直接預(yù)設(shè)置于柱中，不需要再構(gòu)造復(fù)雜的鋼梁或混凝土梁端結(jié)構(gòu)。整個構(gòu)件不用鋼筋，混凝土直接灌注，也不需要模板，施工速度非?？臁?/p>

本實施例的鋼管束混凝土柱承載力相較于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土柱,承載能力大為提高，其抗壓和抗剪承載能力相對普通鋼筋混凝土優(yōu)勢較為明顯，相對于普能的鋼框架柱無局部失穩(wěn)問題。

對于受壓為主的鋼管束混凝土柱，規(guī)范規(guī)定矩形截面邊長和壁厚之比b/t不應(yīng)大于對受彎為主的鋼管束混凝土構(gòu)件，矩形截面邊長和壁厚之比b/t不應(yīng)大于而傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)方管柱，矩形截面邊長和壁厚之比b/t應(yīng)控制在相較于此，構(gòu)件高厚比問題大大放松，從而可以以較小的壁厚做更大的截面，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著；

鋼管束混凝土柱塑性性能好，防止了管內(nèi)砼的脆性破壞。規(guī)范規(guī)定，鋼管混凝土構(gòu)件套箍系數(shù)θ最大可取到2.0，規(guī)范公式fsc＝(1.212+bθ+cθ²)fc，由公式可以看出，當(dāng)套箍系數(shù)θ越大時，構(gòu)件的承載能力越高；由于鋼管束的套箍效應(yīng)，柱子截面可大幅減小，擴(kuò)大了結(jié)構(gòu)的使用空間，同時相應(yīng)的自重大幅減小，地震引起的地震反應(yīng)也相應(yīng)減少。

由于鋼管束內(nèi)填有混凝土，能吸收大量的熱能，因此遭受火災(zāi)時鋼管束柱截面溫度場的分布很不均勻，增加了柱子的耐火時間，減慢鋼柱的升溫速度，并且一旦鋼管束柱屈服，混凝土可以承受大部分的軸向荷載，防止結(jié)構(gòu)倒塌。經(jīng)實驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:達(dá)到一級耐火3小時要求和鋼柱相比可節(jié)約防火涂料1/3一2/3甚至更多，隨著鋼管直徑增大，節(jié)約涂料也越多。

鋼管束混凝土結(jié)構(gòu)施工時，鋼管束可以作為勁性骨架承擔(dān)施工階段的施工荷載和結(jié)構(gòu)重量，施工不受混凝土養(yǎng)護(hù)時間的影響；由于鋼管混凝土內(nèi)部沒有鋼筋，便于混凝土的澆注和搗實；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時，不需要模板，既節(jié)省了支模、拆模的材料和人工費用，也節(jié)省了時間。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。