[发明专利]拉压分离薄壁钢管混凝土柱及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及拉压分离薄壁钢管混凝土柱及其施工方法。

背景技术

钢管混凝土构件，是指在钢管中填充混凝土而形成的组合构件。它是一种将钢管和混凝土的优点结合在一起，而发展起来的新型结构构件形式。由于钢管混凝土构件表现出许多优良的结构性能和较高的经济技术指标，因而应用越来越广泛。

薄壁钢管混凝土柱是在传统钢管混凝土柱的基础上，由薄壁钢管与混凝土组合而成的一种新型结构形式，薄壁钢管内部填充的混凝土提高了薄壁钢管的局部屈曲强度及抗火、防腐性能，而薄壁钢管不仅可以作为柱的模板，而且同时又起到了受力纵筋和约束箍筋的作用。

与普通的钢管混凝土柱相比，薄壁钢管混凝土柱的管壁较薄，更加节省钢材，且更容易焊接，制作和施工更方便，特别适合在轴力不是十分大的低层或多层建筑中使用。已有的工程实践表明，在钢管混凝土工程中采用薄壁钢管，可以减少钢材用量，减轻焊接工作量，达到降低工程造价的目的。

然而，相关技术在工程实践中存在以下问题：由于薄壁钢管与其内部核心的混凝土共同承担轴向压力，进而导致薄壁钢管容易发生局部屈曲，从而引起薄壁钢管的承载能力产生较大的降低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能延缓薄壁钢管混凝土柱中薄壁钢管的局部屈曲，提高其承载能力的拉压分离薄壁钢管混凝土柱及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

拉压分离薄壁钢管混凝土柱，其特征是：包括下钢管、固定环板、滑动环板、套接钢管、封端钢板、上钢管和连接钢板；所述下钢管中填充作为支撑核心的混凝土；所述下钢管的外壁同轴焊接有所述固定环板，所述固定环板的自由端面与所述下钢管的顶端面平齐；在紧邻所述固定环板的圆周竖直向下固装所述滑动环板，所述滑动环板可沿所述下钢管上下滑动，所述固定环板用于阻止所述滑动环板向所述下钢管的顶端滑动；在所述混凝土上支撑有所述封端钢板；在所述封端钢板上方固装有所述上钢管，所述上钢管的下部与所述封端钢板连接，其上部固装有所述连接钢板；在所述下钢管的外壁同轴固装有所述套接钢管，所述套接钢管的上端与所述连接钢板连接，其下端与所述滑动环板连接；使所述下钢管通过所述滑动环板和所述套接钢管与所述连接钢板相连。

优选地，所述下钢管、所述上钢管均分别为圆形构造的钢管，所述下钢管、所述上钢管的壁厚均分别小于5mm。

优选地，所述固定环板的内径等于或者大于所述下钢管的外径。

优选地，所述滑动环板的内径大于下钢管的外径；所述滑动环板的内径小于所述固定环板的外径，所述滑动环板的外径大于所述固定环板的外径，所述滑动环板的外壁上设置有外螺纹。

优选地，所述封端钢板的横截面为圆形，其外径等于所述下钢管的内径；所述连接钢板的横截面为矩形。

优选地，所述套接钢管的内壁上设置有内螺纹，通过所述外螺纹与所述滑动环板构成螺纹连接；所述套接钢管与所述连接钢板通过焊接连接。

优选地，所述上钢管内部填充有混凝土，其一端与所述封端钢板焊接，其另一端与所述连接钢板焊接。

优选地，所述固定环板、所述滑动环板、所述套接钢管、所述封端钢板和所述下钢管的截面几何形心重合。

拉压分离薄壁钢管混凝土柱的施工方法，其特征是：包括以下步骤：S1：将所述滑动环板嵌套于所述下钢管的外侧，并于所述下钢管的顶端焊接固定环板；S2：在下钢管的内部浇筑混凝土，将所述封端钢板置于所述混凝土的顶端；将所述上钢管焊接于所述封端钢板的上表面；在所述上钢管的内部填充混凝土；S3：将所述套接钢管与所述滑动环板通过螺纹连接；S4：将所述上钢管与所述连接钢板通过焊接连接，然后将套接钢管与所述连接钢板通过焊接连接。

优选地，首先，将所述上钢管与所述连接钢板焊接；然后，调节所述套接钢管与所述滑动环板之间的螺纹，使所述滑动环板的上端与所述固定环板的下端紧密贴合，同时，使所述套接钢管的上端与所述连接钢板的下表面齐平；最后，将所述套接钢管与所述连接钢板进行焊接连接。

本发明的实施例所提供的拉压分离薄壁钢管混凝土柱的有益效果：

(1)本发明的实施例提供的拉压分离薄壁钢管混凝土柱，由于钢管内填充有作为核心的混凝土以承担压力，而薄壁钢管承担拉力但不承担压力，薄壁钢管对核心混凝土起到套箍约束的作用，使得薄壁钢管与内部核心混凝土在受力分工上具有更加简单、明确的优势，进而使工程设计更容易、更准确。