[实用新型]复合方钢管混凝土柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程中钢管混凝土柱领域。

背景技术

钢管混凝土柱具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、抗火性能较好等优点，在重载、大跨结构中的应用越来越广泛。方钢管混凝土柱具有节点构造简单、抗弯性能好等优点，但也存在一些缺点，一是方钢管对内部混凝土的约束作用较小，混凝土的承载力提高不多，方钢管混凝土柱的承载力较圆钢管混凝土柱低；二是方钢管在混凝土的外侧，火灾中容易丧失承载力，抗火性能比钢筋混凝土柱差；三是钢管与混凝土之间的粘结较弱，受荷初期钢管的泊松比大于混凝土的泊松比，钢管与混凝土之间容易脱离。为了克服方钢管混凝土柱的上述缺点，需要一种新型的方钢管混凝土柱。

发明内容

为了克服方钢管混凝土柱对内部混凝土的约束作用较小、钢管与混凝土容易脱离的问题，提高方钢管混凝土柱的抗火性能，本实用新型公开一种复合方钢管混凝土柱。

本实用新型的技术方案是：由L形半钢管、销钉、竖杆、横杆和混凝土组成。L形半钢管两肢的长度相等，在每肢的内壁上沿竖向布置两排销钉，竖杆与销钉的钉帽内侧接触，卡在两排销钉内，位置相对的两根竖杆通过横杆连接起来，两个L形半钢管焊接形成方钢管，方钢管内部浇筑混凝土。两排销钉沿L形半钢管肢的中心线对称，净距等于竖杆的截面长度，销钉沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管肢长的0.5倍，两肢上销钉的高度不同，每一层销钉高度相差100mm。竖杆的高度与L形半钢管的高度相同。横杆沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管肢长的0.5倍，每一层横杆与销钉的中心高度相同。

受荷初期，钢材的泊松比大于混凝土的泊松比，钢管向外的变形大于混凝土，通过销钉可增强钢管与混凝土之间的相互作用，避免出现钢管与混凝土脱离的现象；受荷后期，钢材的泊松比小于混凝土的泊松比，混凝土向外膨胀，通过竖杆、横杆和销钉，约束两对边钢管壁的变形，能够更好地约束混凝土，为混凝土提供较大的围压力，提高混凝土的抗压强度，进而提高柱的承载力。竖杆有混凝土保护，火灾中升温较为缓慢，承载力下降也较为缓慢，能够提高柱的耐火极限。

本实用新型提高了方钢管对内部混凝土的约束作用、增强了混凝土与方钢管之间的连接、提高了柱的抗火性能。本实用新型能够克服方钢管混凝土柱的缺点，具有承载力高、抗火性能好等优点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的截面示意图。

图2是本实用新型的L形半钢管和销钉的轴测图。

图3是本实用新型的竖杆和横杆的轴测图。

图中：1—L形半钢管，2—销钉，3—竖杆，4—横杆，5—混凝土，6—焊缝。

具体实施方式

如图1-3所示，一种复合方钢管混凝土柱，由L形半钢管（1）、销钉（2）、竖杆（3）、横杆（4）和混凝土（5）组成。L形半钢管（1）的两肢长度相等，在每肢的内壁上沿竖向布置两排销钉（2），两排销钉（2）沿肢的中心线对称，净距等于竖杆（3）的截面长度，销钉（2）沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管（1）肢长的0.5倍，两肢上销钉（2）的高度不同，每一层销钉（2）高度相差100mm。竖杆（3）与销钉（2）的钉帽内侧接触，卡在两排销钉（2）内，竖杆（3）的高度与L形半钢管（1）的高度相同。位置相对的两根竖杆（3）通过横杆（4）连接起来，横杆（4）沿竖向均匀分布，间距为L形半钢管（1）肢长的0.5倍，每一层横杆（4）与销钉（2）的中心高度相同。两个L形半钢管（1）扣在一起，通过焊缝（6）连接成整体，方钢管内部浇筑混凝土（5）。