[发明专利]一种带狼牙芯柱的钢管混凝土柱

说明书

本发明公开了一种带狼牙芯柱的钢管混凝土柱，其包括外钢管、位于外钢管中的狼牙芯柱以及填充外钢管内的混凝土，狼牙芯柱包括实心钢柱和带肋钢筋，内置狼牙芯柱纵向贯通柱身，狼牙芯柱中心与外钢管中心重合，其中狼牙芯柱与带肋钢筋连接。其实心钢柱和与其相连接的带肋钢筋统称为狼牙芯柱。带肋钢筋通过垂直于内置钢柱均匀分布的形式分布在内置钢柱的外围形成狼牙状芯柱。芯柱处于钢管中心且至少与8根一定长度的带肋钢筋紧密连接，浇筑混凝土后与外钢管形成整体。本发明通过改进结构设计，改善核心混凝土的约束性能，提高柱的承载能力，减小柱的塑性变形，减小钢管混凝土柱的截面尺寸与材料用量，经济环保。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种带狼牙芯柱的钢管混凝土柱。

背景技术

随着我国经济的快速发展，高层建筑数量日渐增多，因此对结构柱的承载能力与抗震延性要求也越来越高。为了满足相应需求，结构承重柱的截面尺寸也越来越大，导致结构自重增大、使用空间受限。

但随着超高层建筑的不断涌现，结构基础、底/中层柱截面尺寸仍然比较大，导致混凝土用量较多，钢管较厚，不利于混凝土现场浇筑以及钢管焊接工作的开展；从受力上讲也不利于核心混凝土承载力的充分利用，达不到减轻结构自重的目的。工程中虽有在混凝土中配筋的做法，但其施工步骤繁琐，对柱承载力的提高也有限。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的建筑结构承重柱的截面尺寸大，结构自重增大、使用空间受限的问题，提供一种带狼牙芯柱的钢管混凝土柱，通过改进结构设计，改善核心混凝土的约束性能，提升钢管混凝土柱的承载能力与抗震延性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种带狼牙芯柱的钢管混凝土柱，其特征在于，包括外钢管、位于外钢管中的狼牙芯柱以及填充外钢管内的混凝土，狼牙芯柱包括实心钢柱和带肋钢筋，内置狼牙芯柱纵向贯通柱身，狼牙芯柱中心与外钢管中心重合，其中狼牙芯柱与带肋钢筋连接。

进一步地，所述外钢管横截面包括圆形、矩形中的任一种。

进一步地，所述实心钢柱截面包括圆形、矩形中的任一种，实心钢柱与带肋钢筋一体成型，形成狼牙芯柱。

进一步地，两段所述外钢管之间能够通过焊接连接。

进一步地，所述狼牙芯柱上部比外钢管长。

进一步地，两端所述狼牙芯柱通过熔透焊接。

进一步地，所述实心钢柱周围均匀分布至少8根带肋钢筋。

进一步地，所述实心钢柱与四周所述带肋钢筋连接通过焊接或机械连接的方式进行连接。

进一步地，相邻两根所述带肋钢筋之间的夹角不超过45°。

进一步地，所述实心钢柱最上端或最下端垂直于外钢管的带肋钢筋通过与外钢管连接。

本发明对于现有技术，具有以下有利效果：

(1)本发明的带狼牙芯柱的钢管混凝土柱，通过改进结构设计，狼牙芯柱包括实心钢柱和与其相连接的带肋钢筋，外部压力由外钢管、核心混凝土、狼牙芯柱共同承担，改善了核心混凝土的约束性能，提升了钢管混凝土柱的承载能力与抗震延性。

(2)本发明狼牙芯柱中实心钢柱的截面尺寸越大，其承担的荷载也越大；而狼牙芯柱中的带肋钢筋可以通过与混凝土的握裹力、摩擦力、化学粘接力，提高对核心混凝土的横向约束，从而提高核心混凝土的承载能力并改善其抗震延性。

(3)本发明由于方、矩形钢管混凝土柱中钢管对核心混凝土的横向约束较弱，狼牙芯柱对改善方、矩形钢管混凝土柱的承载能力与抗震延性更为明显。