本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土柱，具體涉及一種波紋鋼管鋼筋混凝土柱,屬于建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

背景技術(shù)：

在空鋼管內(nèi)填筑混凝土并共同承擔(dān)外荷載，從而形成鋼管混凝土柱這種新型豎向受力構(gòu)件，因鋼管與核心混凝土的相互作用，可以有效彌補(bǔ)兩種材料的不足，使得鋼管混凝土具有抗壓承載力高、延性好、抗震性能好等優(yōu)越的力學(xué)性能，同時(shí)具有施工方便和經(jīng)濟(jì)性能好的特點(diǎn)，因此受到土木工程師的青睞，工程應(yīng)用日益廣泛。在建筑結(jié)構(gòu)中一般采用鋼管混凝土柱與鋼-混凝土組合梁形成的組合框架結(jié)構(gòu)，但由于組合梁的造價(jià)較高，因此在工程實(shí)踐中也常采用鋼筋混凝土梁與鋼管混凝土柱形成的框架結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)形式存在梁柱連接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、施工困難，施工質(zhì)量與受力性能不宜保障的問題。為此，出現(xiàn)了鋼管約束鋼筋混凝土柱，其特點(diǎn)是將鋼管在梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)斷開，使得梁內(nèi)的受力鋼筋可以直接通過核心區(qū)，以便于現(xiàn)場(chǎng)施工。但此類結(jié)構(gòu)也存在兩個(gè)較為突出的問題：一、由于節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼管斷開、不連續(xù)，使得節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受到削弱，需要單獨(dú)采取加強(qiáng)措施以實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的設(shè)計(jì)原則，但加強(qiáng)措施較為困難和復(fù)雜；二、由于鋼管約束鋼筋混凝土中鋼管不連續(xù)、不直接承擔(dān)縱向力，所以鋼管壁厚比普通鋼管混凝土中的鋼管要薄，但在施工過程中特別是澆筑混凝土?xí)r為了防止鋼管偏位、局部屈曲和跑漿等問題，必須采取相應(yīng)的施工措施，從而增加了施工難度與成本。這種新型組合結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用受到了一定的限制。

綜上所述，現(xiàn)有鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁組成的框架結(jié)構(gòu)中梁柱連接節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜、施工困難，施工質(zhì)量與受力性能不宜保障的問題，以及鋼管約束鋼筋混凝土柱-鋼筋混凝土梁組成的框架結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)核心區(qū)不易實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的設(shè)計(jì)原則且鋼管易屈曲柱子施工復(fù)雜突出的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁組成的框架結(jié)構(gòu)中梁柱連接節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜、施工困難，施工質(zhì)量與受力性能不宜保障的問題，以及鋼管約束鋼筋混凝土柱-鋼筋混凝土梁組成的框架結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)核心區(qū)不易實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的設(shè)計(jì)原則且鋼管易屈曲柱子施工復(fù)雜突出的問題。進(jìn)而提供一種波紋鋼管鋼筋混凝土柱。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種波紋鋼管鋼筋混凝土柱，它包括柱體和兩根鋼筋混凝土梁，兩根鋼筋混凝土梁相互垂直形成一個(gè)平面，且所述平面水平穿設(shè)在豎直設(shè)置的柱體上；柱體包括波紋鋼管、混凝土和柱內(nèi)鋼筋籠，波紋鋼管上沿外圓周方向環(huán)形陣列開設(shè)四個(gè)波紋鋼管預(yù)留孔洞，柱內(nèi)鋼筋籠安裝在波紋鋼管內(nèi)，混凝土澆筑在波紋鋼管內(nèi)；每根鋼筋混凝土梁包括梁內(nèi)鋼筋籠和兩組導(dǎo)向鋼板，兩組導(dǎo)向鋼板相對(duì)固定插裝在兩個(gè)波紋鋼管預(yù)留孔洞內(nèi)，梁內(nèi)鋼筋籠穿設(shè)在兩組導(dǎo)向鋼板上并澆筑混凝土。

進(jìn)一步地，柱內(nèi)鋼筋籠包括多根柱內(nèi)縱向鋼筋和多個(gè)柱內(nèi)箍筋，多根柱內(nèi)縱向鋼筋呈環(huán)形陣列豎向排布，多根柱內(nèi)縱向鋼筋通過由上至下安裝的多個(gè)柱內(nèi)箍筋連接。

進(jìn)一步地，梁內(nèi)鋼筋籠包括多根梁縱向鋼筋和多個(gè)梁中箍筋，多根梁縱向鋼筋呈矩形排布，多根梁縱向鋼筋通過多個(gè)梁中箍筋連接成梁內(nèi)鋼筋籠。

進(jìn)一步地，導(dǎo)向鋼板包括四塊鋼板，四塊鋼板順次固定連接成矩形導(dǎo)向鋼板。

進(jìn)一步地，波紋鋼管為鍍鋅波紋鋼管。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

1、本發(fā)明是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、材料冷成型無焊接、施工快捷方便、造價(jià)低，能有效避免施工階段鋼管局部屈曲，并且核心混凝土與波紋鋼管的咬合粘結(jié)可靠，可很好地協(xié)同工作，同時(shí)節(jié)點(diǎn)處允許梁貫通，僅通過外部機(jī)械連接鋼箍加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)即可實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的設(shè)計(jì)原則，從而獲得一種承載力高(能夠達(dá)到鋼管約束混凝土構(gòu)件的承載力水平)、延性好、施工快捷、經(jīng)濟(jì)性好的鋼管混凝土柱。

2、本發(fā)明將波紋鋼管作為外鋼管，由于波紋的存在使得波紋鋼管鋼筋混凝土中的波紋鋼管不直接承載豎向荷載，主要起到約束核心混凝土的作用，其工作原理與鋼管約束混凝土相同，所以采用薄鋼板即可獲得優(yōu)越的力學(xué)性能，相對(duì)于鋼管混凝土將節(jié)省大量鋼材，進(jìn)而降低20-30％的施工成本。

3、本發(fā)明的波紋增大了薄壁鋼管的局部穩(wěn)定性，能夠有效的克服鋼管約束混凝土中鋼管易出現(xiàn)局部屈曲的不足，減少了施工臨時(shí)措施，且波紋鋼管采用機(jī)械冷加工，無需焊接，加工速度快、質(zhì)量穩(wěn)定。

4、本發(fā)明的波紋構(gòu)造可增強(qiáng)鋼管與核心混凝土的黏結(jié)作用，從而減緩或避免了鋼管混凝土柱中普遍存在的鋼管與核心混凝土出現(xiàn)脫空的問題，使組合柱的工作性能更穩(wěn)定。

5、本發(fā)明相對(duì)于鋼管約束混凝土，無需將鋼管斷開而是通過開設(shè)孔洞即可使鋼筋混凝土梁貫通，在此基礎(chǔ)上通過梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域箍筋加密即可方便可靠的對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，并且能在施工階段保證管體的穩(wěn)定，最終保障“強(qiáng)柱弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”設(shè)計(jì)原則的實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-1是波紋鋼管混凝土柱，1-2是鋼筋混凝土梁。

圖2是本發(fā)明制作示意圖，其中2-1是波紋鋼管，2-2是梁縱向鋼筋，2-3是梁中箍筋，2-4是鋼板，2-5是柱內(nèi)縱向鋼筋，2-6是柱內(nèi)箍筋，2-7是混凝土，2-8是波紋鋼管預(yù)留孔洞，2-9是柱內(nèi)鋼筋籠，2-10是梁內(nèi)鋼筋籠。

圖3是本發(fā)明節(jié)點(diǎn)橫截面平面圖；

圖4是本發(fā)明縱向剖面圖；

圖5是梁柱焊接鋼板的分解示意圖；

圖6是梁柱焊接鋼板的組合示意圖；

圖7是本發(fā)明組成的框架體系示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1至圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種波紋鋼管鋼筋混凝土柱，它包括柱體1-1和兩根鋼筋混凝土梁1-2，兩根鋼筋混凝土梁1-2相互垂直形成一個(gè)平面，且所述平面水平穿設(shè)在豎直設(shè)置的柱體1-1上；

柱體1-1包括波紋鋼管2-1、混凝土2-7和柱內(nèi)鋼筋籠2-9，波紋鋼管2-1上沿外圓周方向環(huán)形陣列開設(shè)四個(gè)波紋鋼管預(yù)留孔洞2-8，柱內(nèi)鋼筋籠2-9安裝在波紋鋼管2-1內(nèi)，混凝土2-7澆筑在波紋鋼管2-1內(nèi)；

每根鋼筋混凝土梁1-2包括梁內(nèi)鋼筋籠2-10和兩組導(dǎo)向鋼板，兩組導(dǎo)向鋼板相對(duì)固定插裝在兩個(gè)波紋鋼管預(yù)留孔洞2-8內(nèi)，梁內(nèi)鋼筋籠2-10穿設(shè)在兩組導(dǎo)向鋼板上并澆筑混凝土。

本發(fā)明在波紋鋼管上預(yù)留節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋混凝土梁貫通所需的孔洞，在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)波紋鋼管外側(cè)設(shè)置機(jī)械連接鋼箍以彌補(bǔ)由于開設(shè)孔洞對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)波紋鋼管的削弱，在波紋鋼管內(nèi)放置由豎向受力鋼筋和箍筋綁扎而成的鋼筋籠，在波紋鋼管內(nèi)澆筑混凝土，形成波紋鋼管鋼筋混凝土柱。

結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，波紋管2-1在中柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域開設(shè)波紋鋼管預(yù)留孔洞2-8，以保證梁內(nèi)縱筋2-2貫通柱的節(jié)點(diǎn)區(qū)域，對(duì)于邊柱或者角柱梁縱向鋼筋2-2無法貫穿的情況，滿足錨固長(zhǎng)度即可。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的柱內(nèi)鋼筋籠2-9包括多根柱內(nèi)縱向鋼筋2-5和多個(gè)柱內(nèi)箍筋2-6，多根柱內(nèi)縱向鋼筋2-5呈環(huán)形陣列豎向排布，多根柱內(nèi)縱向鋼筋2-5通過由上至下安裝的多個(gè)柱內(nèi)箍筋2-6連接。如此設(shè)置，便于為波紋管鋼筋混凝土柱提供更加牢固的保障。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的梁內(nèi)鋼筋籠2-10包括多根梁縱向鋼筋2-2和多個(gè)梁中箍筋2-3，多根梁縱向鋼筋2-2呈矩形排布，多根梁縱向鋼筋2-2通過多個(gè)梁中箍筋2-3連接成梁內(nèi)鋼筋籠2-10。如此設(shè)置，保證梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和牢固性。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式二相同。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖5至圖6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的導(dǎo)向鋼板包括四塊鋼板2-4，四塊鋼板2-4順次固定連接成矩形導(dǎo)向鋼板。如此設(shè)置，便于為梁模板和梁內(nèi)鋼筋籠2-10的安裝提供引導(dǎo)，同時(shí)還可避免澆筑混凝土?xí)r梁柱交接部位跑漿。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式三相同。

具體實(shí)施方式五：結(jié)合圖1至圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的波紋鋼管2-1為鍍鋅波紋鋼管。如此設(shè)置，能夠有效抵抗惡劣環(huán)境的腐蝕，無需后期維護(hù)與保養(yǎng)，可實(shí)現(xiàn)服役期內(nèi)免維護(hù)。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二、三或四相同。

具體實(shí)施方式六：結(jié)合圖1至圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的波紋鋼管2-1采用鍍鋅鋼板或普通鋼板冷彎制成，鋼材標(biāo)號(hào)為q235鋼材、q345鋼材、q390鋼材或q420鋼材。如此設(shè)置，可根據(jù)實(shí)際需要選擇鋼號(hào)。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式五相同。

具體實(shí)施方式七：結(jié)合圖1至圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的混凝土2-7強(qiáng)度等級(jí)采用c30及以上。如此設(shè)置，可滿足各種承載力要求。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式六相同。

具體實(shí)施方式八：結(jié)合圖1至圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的混凝土2-7為普通混凝土、輕骨料混凝土、再生混凝土、高強(qiáng)或高性能混凝土、海沙混凝土、珊瑚混凝土等，也可以為砂、石子、砂漿等。如此設(shè)置，可自由選擇內(nèi)填充材料。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式七相同。

本發(fā)明的生產(chǎn)過程:

在工廠將薄鋼板通過卷管機(jī)冷加工成薄壁波紋鋼管，在波紋鋼管上根據(jù)梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)位置、鋼筋混凝土梁的數(shù)量開設(shè)與鋼筋混凝土梁截面尺寸相同的孔洞2-8，并在開口處焊接鋼板2-4，并將波紋鋼管運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)；將波紋鋼管吊裝就位，放入由柱內(nèi)縱向鋼筋2-5和柱內(nèi)箍筋2-6通過綁扎而成的柱內(nèi)鋼筋籠2-9；將梁內(nèi)縱向鋼筋2-2通過波紋鋼管預(yù)留孔洞2-8穿過柱子，利用梁內(nèi)箍筋2-3綁扎形成梁內(nèi)鋼筋籠2-10；在梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)加密柱內(nèi)箍筋2-6，對(duì)波紋鋼管孔洞進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；在波紋鋼管2-1內(nèi)澆筑混凝土2-7形成波紋鋼管鋼筋混凝土柱。填充混凝土2-7可采用c30～c80的普通混凝土、輕骨料混凝土、再生混凝土、高強(qiáng)或高性能混凝土、海沙混凝土、珊瑚混凝土。波紋鋼管2-1可采用q235鋼材、q345鋼材、q390鋼材或q420鋼材制成，也可采用鍍鋅鋼板制成。梁、柱鋼筋強(qiáng)度等級(jí)及直徑根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選取。