[发明专利]一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管混凝土结构，尤其是涉及一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构。

背景技术

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等缺陷，因而在很大程度上限制了钢管混凝土结构的发展应用。

另外，在钢管内布设开孔加劲肋（简称PBL加劲肋）后，不仅提高了核心混凝土的抗压强度，增强了钢管管壁的稳定性；同时开孔加劲肋充当了剪力件的作用，使钢管与混凝土连成整体，提高了钢与混凝土的组合作用。但实际使用时，钢管屈曲的早晚与PBL加劲肋的刚度有直接关系，因而不易控制，且结构自重很大。

综上，现有的钢管混凝土结构普遍存在几个问题：第一、外侧钢管对混凝土的套箍作用较弱，易发生局部屈曲，且钢管与混凝土所形成组合结构的整体性不够；第二、自重偏大，限制了结构尺寸；第三、钢材的耐火性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，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，能有效解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、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，本发明采用的技术方案是：一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征在于：包括外钢管、套装于外钢管内部的内钢管、布设于外钢管与内钢管之间的多道PBL加劲肋和待多道所述PBL加劲肋均布设完成后由填充于外钢管与内钢管之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构，所述内钢管为圆形钢管且其布设于外钢管的内侧中部；所述外钢管和内钢管呈同轴布设，且多道所述PBL加劲肋的布设方向均与所述内钢管和外钢管的中心轴线方向一致，多道所述PBL加劲肋均与混凝土结构紧固连接为一体；所述外钢管、内钢管和多道所述PBL加劲肋的纵向长度均相同；所述PBL加劲肋为长条形钢肋板，且所述长条形钢肋板的中部由上至下开有多个通孔，多个所述通孔布设在同一直线上；多道所述PBL加劲肋沿内钢管的圆周方向进行布设，每一道所述PBL加劲肋的内侧壁均与内钢管的内侧壁紧固连接为一体，且每一道所述PBL加劲肋的外侧壁均与外钢管的外侧壁紧固连接为一体。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：多道所述PBL加劲肋沿内钢管的圆周方向进行均匀布设。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：所述内钢管的外径为Ф102mm～Ф2000mm，所述外钢管和内钢管的壁厚均为4mm～100mm，且A1︰A2=1︰（0.6～0.8），其中A1=a1+b1，a1为外钢管的横截面积且b1为外钢管内侧中空部的横截面积，A2=π·r²且r为内钢管的外径。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：每一道所述PBL加劲肋的内侧壁与内钢管的外侧壁之间均以焊接方式进行连接，且每一道所述PBL加劲肋的外侧壁与外钢管的内侧壁之间均以焊接方式进行连接。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：所述外钢管的横截面为圆形、长方形或正多边形。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：多道所述PBL加劲肋的数量为4道～8道；多道所述PBL加劲肋上所开设的多个所述通孔的数量和各通孔所布设的位置均相同。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：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。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：多道所述PBL加劲肋的厚度均相同，且多道所述PBL加劲肋的厚度均为d1，其中d1≤D，D为外钢管或内钢管的壁厚；所述外钢管与内钢管的壁厚越大，多道所述PBL加劲肋的厚度均越大。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：每一道所述PBL加劲肋的横向宽度，均与其所布设位置处外钢管和内钢管之间的间距相同；所述通孔为圆形孔，且所述圆形孔的孔径其中d3为所述圆形孔所处PBL加劲肋的横向宽度。

上述一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构，其特征是：所述混凝土结构为碳纤维混凝土结构。