鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，包括鋼管、混凝土及內(nèi)部鋼筋，其中內(nèi)部鋼筋被混凝土包圍，并置于鋼管內(nèi)部，所述內(nèi)部鋼筋包括方形箍筋和縱筋，縱筋沿方形箍筋配置。本發(fā)明鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，減小構(gòu)件截面或者鋼管厚度，提高施工速度，抗火性能好，可以廣泛應(yīng)用于民用建筑結(jié)構(gòu)工程，建筑結(jié)構(gòu)工程包含各種高聳結(jié)構(gòu)；高層或超高層建筑；工業(yè)廠房；海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的支架柱；或者高架鐵路橋或公路橋。
【專利說明】鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)工程鋼管混凝土【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)已擁有成熟的工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)工程鋼管混凝土技術(shù)包括鋼管素混凝土柱和圓形配筋鋼管混凝土柱。其中，鋼管素混凝土柱:在鋼管中澆筑混凝土而形成的復(fù)合材料；圓形配筋鋼管混凝土柱；在鋼管混凝土中加配圓形鋼筋籠而形成的構(gòu)件，性能優(yōu)于鋼管素混凝土。
[0003]隨著高層及大跨結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，鋼管素混土負(fù)荷越來越大，構(gòu)件尺寸也越來越大，導(dǎo)致混凝土用量變大，造成了混凝土這種不可再生資源的浪費(fèi)；且鋼管變厚，在柱的直徑會(huì)達(dá)到2到3米時(shí)鋼管不易焊接；火災(zāi)時(shí)鋼管本身承載力喪失，另一方面對(duì)核心混凝土的約束喪失，故抗火性能不好。
[0004]而配圓形鋼筋的鋼管混凝土構(gòu)件在常溫高溫下的受力性能都優(yōu)于鋼管素混凝土，一方面內(nèi)部縱筋的配置可以減小鋼管的截面面積，另一方面受火后鋼管退出工作混凝土也不會(huì)脫落。但是圓形箍筋在工地現(xiàn)場(chǎng)很難加工，而且計(jì)算和設(shè)計(jì)復(fù)雜，因此造成了造價(jià)的提高和施工速度變慢。
[0005]綜上現(xiàn)有鋼管混凝土構(gòu)件主要存在以下問題和缺陷:
[0006]在大量的大跨、高聳、重載的工程結(jié)構(gòu)中，必須加大鋼管截面面積，導(dǎo)致鋼管厚度太大，焊接質(zhì)量得不到保證，否則承載力不夠。
[0007]配筋后可以改善鋼管過厚的問題，圓形配筋方式雖然受力性能好，但是圓形箍筋很難加工，計(jì)算方法也很復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)超高層和大跨建筑中鋼管混凝土構(gòu)件的不足，為了保證工程結(jié)構(gòu)的安全性、方便性，同時(shí)提升施工速度，特提出一種新型的鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件及其應(yīng)用形式，以適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載發(fā)展的需要，符合現(xiàn)代施工技術(shù)的工業(yè)化要求，具有很好的發(fā)展前景。隨著研究工作的深入和完善，其應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)施，具體地包括:
[0010]一種鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，包括鋼管1、混凝土 2及內(nèi)部鋼筋，其中內(nèi)部鋼筋被混凝土包圍，并置于鋼管內(nèi)部，所述內(nèi)部鋼筋包括方形箍筋3和縱筋4，縱筋沿方形箍筋配置。
[0011]所述方形箍筋為正方形，其邊長(zhǎng)選擇范圍根據(jù)實(shí)際使用情況而定。
[0012]所述縱筋和方形箍筋連接同普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為綁扎或焊接，其設(shè)置個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際使用情況而定。
[0013]所述方形箍筋和縱筋的材料選擇上同普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度根據(jù)實(shí)際使用情況而定。
[0014]所述方形箍筋和鋼管需要同軸心設(shè)置。
[0015]所述該結(jié)構(gòu)與圓形箍筋相比，在工地現(xiàn)場(chǎng)方便加工，而且計(jì)算和設(shè)計(jì)復(fù)簡(jiǎn)便，因此造價(jià)降低和施工速度變快。
[0016]所述方形箍筋內(nèi)部為混凝土。
[0017]所述鋼管和混凝土的材料選擇上同普通鋼管混凝土，根據(jù)實(shí)際使用情況來定。
[0018]所述整個(gè)鋼管方形鋼筋混凝土的截面尺寸范圍，縱向長(zhǎng)度要求，其承受的力學(xué)性能同普通鋼管混凝土，根據(jù)實(shí)際使用情況來定。
[0019]所述鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件減小構(gòu)件截面或者鋼管厚度，提高施工速度，抗火性能好。
[0020]本發(fā)明的鋼管混凝土構(gòu)件可以廣泛應(yīng)用于民用建筑結(jié)構(gòu)工程，包括但不限于:高層或超聞層建筑(柱和粧)；聞架鐵路橋或公路橋(柱和祐1肋拱)；聞聳結(jié)構(gòu)(柱和粧)；工業(yè)廠房(柱)；海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的支架柱(柱)。
[0021]本發(fā)明通過配置鋼筋后的鋼管混凝土的靜力性能、延性都要優(yōu)于鋼管素混凝土，而且箍筋是方形的，加工速度快，能有效提高施工速度。配方形鋼筋的鋼管混凝土構(gòu)件可以等效為配置方箍筋的鋼管混凝土柱與縱筋的疊加，考慮鋼管和箍筋對(duì)核心混凝土的多重套箍效應(yīng)。雖然受力性能不比圓形配筋方式，但是也能滿足受力要求，彌補(bǔ)了圓形箍筋不易加工的缺點(diǎn)。
[0022]綜上所述，雖然配方形鋼筋的鋼管混凝土構(gòu)件的受力雖略遜于圓形箍筋好，但能完全滿足建筑要求，但是能明顯有效降低鋼管厚度，提高施工速度。
[0023]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果包括:
[0024](I)減小構(gòu)件截面或者鋼管厚度:此截面形式在不影響其工作性能的同時(shí)，可很好地減小構(gòu)件截面尺寸，減輕自重，通過降低鋼管的厚度，從而提高焊接質(zhì)量，降低焊接難度，而且降低厚壁鋼管應(yīng)力不均勻?qū)?gòu)件承載力產(chǎn)生的不利影響。
[0025](2)提高施工速度:方形箍筋常見而且容易加工，這樣大大提高施工速度，降低成本。
[0026](3)抗火性能好:結(jié)構(gòu)發(fā)生火宅時(shí)，鋼管退出工作后由于縱筋的存在混凝土仍不剝落，提高了抗火性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1:本發(fā)明鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件截面圖，圖中，1-鋼管；2_混凝土 ；3_方形箍筋；4_縱筋。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0029]實(shí)施例1鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件
[0030]如附圖1所示，一種鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，包括鋼管2、混凝土 2及內(nèi)部鋼筋，其中內(nèi)部鋼筋被混凝土包圍，并置于鋼管I內(nèi)部，所述內(nèi)部鋼筋包括方形箍筋2和縱筋3，縱筋沿方形箍筋配置。
[0031]整個(gè)鋼管方形鋼筋混凝土的截面尺寸800mmX4mmX 1500mm,方形箍筋的尺寸為300mmX 300mm,縱筋直徑為8mm,沿方形箍筋每隔10mm設(shè)置一個(gè),縱筋每邊3根均勻放置，共8根，和方形箍筋綁扎連接。
[0032]所述方形鋼筋鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的承載力要比素鋼管混凝土高，但是比圓形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)要低。
[0033]實(shí)施例2鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件
[0034]一種鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，包括鋼管2、混凝土 2及內(nèi)部鋼筋，其中內(nèi)部鋼筋被混凝土包圍，并置于鋼管I內(nèi)部，所述內(nèi)部鋼筋包括方形箍筋2和縱筋3，縱筋沿方形箍筋配置。
[0035]根據(jù)實(shí)施例1的方案，整個(gè)鋼管方形鋼筋混凝土的截面尺寸，方形箍筋的尺寸，縱筋直徑，設(shè)置個(gè)數(shù)和位置，和方形箍筋綁扎連接可根據(jù)實(shí)際使用情況而定，在實(shí)施例1的方案上進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。
[0036]所述方形鋼筋鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的承載力要比素鋼管混凝土高，但是比圓形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)要低。
[0037]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，其特征在于，包括鋼管(I)、混凝土(2)及內(nèi)部鋼筋，其中內(nèi)部鋼筋被混凝土包圍，并置于鋼管內(nèi)部，所述內(nèi)部鋼筋包括方形箍筋(3)和縱筋(4)，縱筋沿方形箍筋配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，其特征在于，所述方形箍筋為正方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，其特征在于，所述縱筋和方形箍筋連接為綁扎或焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，其特征在于，所述方形箍筋內(nèi)部均為混凝土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，其特征在于，所述方形箍筋和鋼管同軸心設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件，其特征在于，所述方形箍筋的尺寸為300mmX 300mm,縱筋直徑為8mm,沿方形箍筋每隔10mm設(shè)置一個(gè),縱筋每邊3根均勻放置，共8根。
7.一種建筑，其特征在于，所述建筑含有權(quán)利要求1一6任一權(quán)利要求所述的鋼管方形鋼筋混凝土構(gòu)件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述建筑，其特征在于，所述建筑包含高聳結(jié)構(gòu)；高層或超高層建筑；工業(yè)廠房；海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的支架柱；或者聞架鐵路橋或公路橋。
【文檔編號(hào)】E04C3/36GK104234316SQ201410459442
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】查曉雄, 王維肖 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院