[发明专利]螺纹倾斜布置肋钢管混凝土柱及设计方法

说明书

本发明为螺纹倾斜布置肋钢管混凝土柱及设计方法，包括带肋钢管和混凝土，所述带肋钢管包括钢管和固定在钢管上的多个肋，多个肋呈螺旋上升方式固定在钢管上，相邻肋的竖直距离为0.15‑0.3m。该设计方法包括以下内容：确定工程采用钢管的尺寸及形状，制作成钢管；根据钢管的形状及尺寸生产肋，对于圆形钢管，肋的长度取圆形钢管直径的20％，对于矩形钢管则取矩形短边长度的20％；肋的宽度取肋长度的50％；将生产的肋按照螺旋上升方式焊接在钢管内壁。解决了由于在混凝土浇筑完成后养护阶段粗骨料的过快下沉会形成下部粗骨料积聚，导致混凝土离析现象的产生，从而影响混凝土的密实度，造成混凝土的强度降低、钢管混凝土柱发挥不了优良性能的问题。

技术领域

本发明涉及钢管混凝土柱领域，具体是一个为了减少养护阶段粗骨料下沉，在钢筋混凝土柱中安装肋的螺纹倾斜布置肋钢管混凝土柱及设计方法。

背景技术

随着建筑工程的发展和城市现代化进程的加快，为了满足大跨度桥梁及高层建筑的发展需要，钢管混凝土结构进入人们视野，其中钢管混凝土柱的应用最为广泛。钢管混凝土柱将钢材和混凝土有效结合起来，有利于提高结构的性能。为了能够充分地将两种材料的优势发挥出来，要求重视混凝土的质量，然而在混凝土浇筑完成后的养护阶段，由于粗骨料受重力的影响，相较于细骨料下沉会较为迅速，会使混凝土拌合物逐渐分离、内部组成和结构逐渐不均匀，当下沉严重时可造成混凝土离析、密实度差等问题，会出现影响混凝土的泵送施工性能、破坏混凝土结构表观效果、易产生裂缝等问题，将造成混凝土强度下降、严重影响混凝土结构承载能力、破坏结构的安全性能、降低混凝土抗渗、抗冻耐久性能，使混凝土质量受到严重影响，从而导致钢管混凝土柱优越性能受到严重影响，达不到预期效果。因此，为了达到钢管混凝土柱在结构中重要作用，对于养护阶段粗骨料的下沉应有相应的解决办法。

传统技术中为了保证质量，会采用在浇筑层间播撒一层骨料的补救方法，或者为了减少下沉，不得不采用较小塌落度，较短的振捣时间，致使高密度混凝土输送困难，骨料均布率的波动较大，或者加大混凝土拌合中粉煤灰的配比量、提高砂率、增加外加剂等措施来防止离析现象的发生，这些方法都不能简洁有效地解决问题，导致造价昂贵、施工要求高、甚至会对结构产生不利影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种螺纹倾斜布置肋钢管混凝土柱及设计方法。本发明采用呈螺纹上升断续布置方式在钢管混凝土柱使用的钢管的内壁上加固较大尺寸的肋，解决了由于在混凝土浇筑完成后养护阶段粗骨料的过快下沉会形成下部粗骨料积聚，导致混凝土离析现象的产生，从而影响混凝土的密实度，造成混凝土的强度降低、钢管混凝土柱发挥不了优良性能的问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种螺纹倾斜布置肋钢管混凝土柱，包括带肋钢管和混凝土，所述带肋钢管包括钢管和固定在钢管上的多个肋，多个肋呈螺旋上升方式固定在钢管上，相邻肋的竖直距离为0.15-0.3m。

所述肋为长方体形状，所述钢管为圆形钢管或矩形钢管，为矩形钢管时定义矩形短边的长度为钢管直径，则肋的长度为钢管直径的20％，肋的宽度为肋长度的50％；所述肋的厚度d为肋宽度的5％，优选肋的最小厚度为6mm，最大厚度取钢管厚度。由于肋是与钢管焊接成为整体，所以肋的厚度不能太大，不然在焊接时会影响钢管的性能，也不能太小，增加焊接难度。

所述肋的材质与钢管材质相同。

带肋钢管是采用焊接技术将肋焊接在钢管混凝土柱采用的钢管的内壁上，两者组成整体，在施工现场待带肋钢管安装完成后进行混凝土的浇筑，形成所述钢管混凝土柱。布置肋采用钢管同材质，最大程度保证钢管的性能不受影响。该钢管混凝土柱由于内部螺旋上升肋的存在，在混凝土的浇筑过程中并不会对钢管混凝土柱造成不良影响，在混凝土浇筑完成后的养护阶段，由于布置肋的存在，使粗骨料在下沉过程中受到阻碍甚至拦截，从而防止混凝土的离析，达到混凝土的密实度。有效减缓及阻止了养护阶段粗骨料下沉的现象，避免混凝土离析，造成钢管混凝土性能下降。