[发明专利]一种体外预应力约束钢管混凝土柱及其加工方法

说明书

本发明公开了一种体外预应力约束钢管混凝土柱及其加工方法，它包括中空的薄壁钢管，其内填有混凝土，在填有混凝土的薄壁钢管外壁上缠绕有预应力高强度钢丝或钢绞线，其通过预应力张拉紧固在薄壁钢管上，本发明结构简单，不仅简化了加工工艺，使其加工制造更加方便，加工省时省力，加工效率高，而且利用约束原理，保证钢管混凝土的连接尽可能地将连接力可靠地传递到核心混凝土上，充分发挥材料性能，有效提高了其承载力、强度和钢度可靠，实用性强，推广性高。

技术领域

本发明涉及一种体外预应力约束钢管混凝土柱及其加工方法，属于土木工程技术领域，尤其涉及混凝土组合构件技术领域。

背景技术

钢管砼柱（钢管混凝土柱）是将混凝土填入钢管内部而形成的一种组合结构，其通过钢管和混凝土的相互作用，使核心混凝土处于三向受力状态，提高混凝土的承载能力，减低混凝土结构的脆性，抑制钢管的屈曲。因其具有良好的刚度和承载力，广泛应用于高层建筑、桥梁、铁路等工程领域。

目前，为了保证钢管混凝土的连接尽可能地将连接力可靠地传递到核心混凝土上，通常采用柱顶盖板、柱脚底板和层间隔板、穿心板等来实现。申请号为201410035322的专利文献公开了一种预应力钢管砼及相应的预应力钢管砼支护结构，其在钢管砼的钢管轴线上设有穿心钢绞线，使钢绞线和薄壁钢管承受支护结构的拉力，而薄壁钢管、填料和水泥土墙共同承受整个支护结构的压力；申请号为201210410990的专利文献公开了一种高强预应力钢砼复合桩，其在钢管砼的钢管内通长配置了钢筋笼，其充分发挥薄壁钢管和钢筋笼的优势，薄壁钢管承受弯矩，具有抗弯、抗剪性能优的特点，带预应力钢筋笼的混凝土空心装置承受压力。这两种结构均可以有效提高钢管砼的承载力、刚度和韧性，但是其限制较大，一般只能用于钢管管径较大的钢管砼，但是对于小直径钢管，加工困难繁琐，成本高，实用性低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供本一种体外预应力约束钢管混凝土柱，并且公开了制造该体外预应力约束钢管混凝土柱的方法，可以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种体外预应力约束钢管混凝土柱，它包括中空的薄壁钢管，其内填有混凝土，在填有混凝土的薄壁钢管外壁上缠绕有预应力高强度钢丝或钢绞线。

前述预应力高强度钢丝或钢绞线为螺旋形结构缠绕于薄壁钢管的整个外壁上，并且通过预应力张拉紧固在薄壁钢管上。

前述预应力高强度钢丝或钢绞线均布缠绕在薄壁钢管的整个外壁上。

在前述薄壁钢管的两端留有高强度钢丝或钢绞线的预应力张拉段。

一种基于前述体外预应力约束钢管混凝土柱的加工方法，其包括以下步骤：

s1、在薄壁钢管内浇注混凝土；

s2、将预应力高强度钢丝或钢绞线以螺旋形状缠绕在薄壁钢管外壁上；

s3、待薄壁钢管中的混凝土凝固强度达到70%以上后，拉住高强度钢丝或钢绞线的预应力张拉段，使其张拉紧固在薄壁钢管上。

与现有技术比较，本发明公开了一种体外预应力约束钢管混凝土柱及其加工方法，它在现有的钢管砼的薄壁钢管外壁上以螺旋形结构缠绕有高强度钢丝或钢绞线，其在薄壁钢管的两端留有高强度钢丝或钢绞线的预应力张拉段，使高强度钢丝或钢绞线通过预应力张拉紧固在薄壁钢管上。此结构为钢管砼通过主动侧向约束力，大大提高了其承载力及延性，有效改善了其受力性能。

本发明结构简单，不仅简化了加工工艺，使其加工制造更加方便，加工省时省力，加工效率高，而且利用约束原理，保证钢管混凝土的连接尽可能地将连接力可靠地传递到核心混凝土上，充分发挥材料性能，有效提高了其承载力、强度和钢度可靠，实用性强，推广性高。

附图说明