专利名称：一种带约束拉杆异形钢管混凝土柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土木工程中的结构工程领域，尤其是涉及一种带约束拉杆异形钢管混凝土柱。
背景技术：
钢管混凝土柱由于其良好的受力性能在高层、超高层建筑结构中应用越来越多。与传统的圆形和方形钢管混凝土柱相比，矩形、L形、T形、十字形等异形截面钢管混凝土柱能更好地满足建筑平面布置要求，有效避免柱角外露，增加房屋使用净空，因此在我国许多工程中逐步得到了应用。然而矩形、L形、T形、十字形等异形钢管混凝土柱中，钢管壁对核心混凝土所能提供的约束作用不如圆形钢管混凝土柱，荷载作用下异形钢管长边由于宽厚比相对较大，更容易发生局部屈曲，因此异形钢管混凝土柱的承载力和延性都不如圆形钢管混凝土柱。为了改善异形钢管混凝土柱的力学性能，有学者提出在构件长边方向每隔一 定间距布置约束拉杆，形成带约束拉杆钢管混凝土柱。研究表明，这种约束拉杆的布置，能够有效延缓钢管壁的局部屈曲，改善钢管壁对混凝土的约束效应，提高构件的承载力与延性，是完善异形钢管混凝土柱受力性能的有效途径。但是普通约束拉杆对钢管壁以及核心混凝土的这种约束作用是一种被动约束，只有当构件产生一定膨胀和横向变形以后才能发挥效应，不能最大限地发挥钢管和混凝土的作用，从而使钢管混凝土柱在受力初期，易发生变形，降低其承载力。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带预应力约束拉杆的可避免钢管混凝土柱在受力初期，发生变形，降低其承载力的受力性能优良、施工方便的约束拉杆异形钢管混凝土柱。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，包括异形钢管，所述的异形钢管内填充有混凝土，所述的异形钢管的长边方向设置有若干个约束拉杆，所述的约束拉杆为预应力约束拉杆。所述的预应力约束拉杆由性能等级为8. 8级或10. 9级的高强度螺栓副组成，所述的螺栓副包括螺杆和螺帽，所述的异形钢管设置有螺杆孔道，所述的螺杆穿过所述的螺杆孔道与所述的螺帽相螺接。所述的螺杆的帽端与所述的异形钢管的钢管壁之间及所述的螺帽与所述的异形钢管的钢管壁之间分别设置有垫片，进一步增加承载力。所述的螺杆孔道的直径比所述的螺杆的直径大1-2毫米。所述的异形钢管包括矩形钢管、L形钢管、T形钢管和十字形钢管。与现有技术相比，本实用新型的优点在于(I)提高构件的承载力。本实用新型所述预应力约束拉杆，在异形钢管混凝土柱受力初期，就能对钢管壁提供侧向支撑，可有效防止钢管壁的局部屈曲，从而提高异形钢管混凝土柱的承载力。(2)提高构件的变形能力。本实用新型所述预应力约束拉杆，起预应力箍筋的作用，在异形钢管混凝土柱受力初期，就对钢管内核心混凝土提供主动约束，有效提高混凝土的强度和极限变形能力。(3)减小构件峰值荷载下的轴向变形，提高构件的前期刚度。本实用新型所述预应力约束拉杆，在异形钢管混凝土柱受力初期，对钢管内核心混凝土提供的主动约束，将减小异形钢管混凝土柱峰值荷载下的轴向变形，提高构件的前期刚度。(4)施工方便。本实用新型所述带预应力约束拉杆异形钢管混凝土柱，其预应力约束拉杆为高强度螺栓副，在构件受荷前，通过拧紧高强度螺栓副的螺帽在螺杆中产生预拉力，由螺杆的预拉力对钢管壁和核心混凝土进行预压，施工过程方便。综上所述，本实用新型一种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，括异性钢管混凝土柱 和预应力约束拉杆，采用预应力约束拉杆，即在构件受荷前，对约束拉杆进行预拉从而在钢管壁和核心混凝土中产生横向预压力，则能将这种被动约束转化成对钢管壁和混凝土的主动约束，最大限地发挥钢管和混凝土的作用，进一步改善钢管混凝土柱的力学性能，为带预应力约束拉杆异形钢管混凝土柱在建筑结构领域中的应用提供技术支持。
图I为本实用新型带预应力约束拉杆矩形钢管混凝土柱正视图；图2为图I的横截面剖示图；图3为本实用新型带预应力约束拉杆L形钢管混凝土柱正视图；图4为图3的横截面剖示图；图5为本实用新型带预应力约束拉杆T形钢管混凝土柱正视图；图6为图5的横截面剖示图；图7为本实用新型带预应力约束拉杆十字形钢管混凝土柱正视图；图8为图7的横截面剖示图。图中1、异形钢管；2、混凝土 ；3、螺杆；4、螺帽；5、垫片。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
具体实施例本实用新型一种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，包括异形钢管1，异形钢管I内填充有混凝土 2，异形钢管I的纵向长边方向设置有3个约束拉杆，约束拉杆为预应力约束拉杆。在此具体实施例中，预应力约束拉杆由性能等级为8. 8级或10. 9级的高强度螺栓副组成，螺栓副包括螺杆3和螺帽4，异形钢管I设置有螺杆孔道，螺杆3穿过螺杆孔道与螺帽4相螺接；螺杆3的帽端与异形钢管I的钢管壁之间及螺帽4与异形钢管I的钢管壁之间分别设置有垫片5 ;螺杆孔道的直径比螺杆3的直径大1-2毫米；异形钢管I包括矩形钢管(如图I所示)、L形钢管(如图2所示)、T形钢管(如图3所示)和十字形钢管(如图4所示)。其中约束拉杆的个数除3个外，还可以为4、5、6等等数个。制作方法首先将4块钢板拼焊成图I、图2、图3或图4中的异形钢管1，拼焊前在设置约束拉杆的地方机械钻孔，孔径视螺杆3直径而定，比螺杆3大1-2毫米，形成螺杆孔道；然后在异形钢管I的钢管壁中浇注混凝土 2，参照图I、图2、图3、图4，在浇注混凝土 2前，先在螺杆孔道处插入圆钢或塑料圆管，圆钢或塑料圆管的直径与异形钢管I的钢管壁中螺杆孔道 的直径大致相等，而后浇注混凝土 2 ;待混凝土 2强度达到一定值后，将圆钢或塑料圆管拔出；从螺杆孔道穿入高强螺杆3并与螺帽4相连，螺杆3的帽端与异形钢管I的钢管壁及螺帽4与异形钢管I的钢管壁之间分别加垫片5，通过专用扭矩扳手拧紧螺帽4即可。根据不同受力要求，异形钢管I的管壁上预应力约束拉杆的数量和纵、横向间距可调节。
权利要求1.一种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，包括异形钢管，所述的异形钢管内填充有混凝土，所述的异形钢管的长边方向设置有若干个约束拉杆，其特征在于所述的约束拉杆为预应カ约束拉杆。
2.根据权利要求I所述的ー种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，其特征在于所述的预应カ约束拉杆由性能等级为8. 8级或10. 9级的高强度螺栓副组成，所述的螺栓副包括螺杆和螺帽，所述的异形钢管设置有螺杆孔道，所述的螺杆穿过所述的螺杆孔道与所述的螺帽相螺接。
3.根据权利要求2所述的ー种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，其特征在于所述的螺杆的帽端与所述的异形钢管的钢管壁之间及所述的螺帽与所述的异形钢管的钢管壁之间分别设置有垫片。
4.根据权利要求2所述的ー种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，其特征在于所述的螺杆孔道的直径比所述的螺杆的直径大1-2毫米。
5.根据权利要求I所述的ー种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，其特征在于所述的异形钢管包括矩形钢管、L形钢管、T形钢管和十字形钢管。
专利摘要本实用新型一种带约束拉杆异形钢管混凝土柱，包括异形钢管，异形钢管内填充有混凝土，异形钢管的长边方向设置有若干个约束拉杆，特点是该约束拉杆为预应力约束拉杆，预应力约束拉杆由性能等级为8.8级或10.9级的高强度螺栓副组成，螺栓副包括螺杆和螺帽，异形钢管设置有螺杆孔道，螺杆穿过螺杆孔道与螺帽相螺接，螺杆的帽端与异形钢管的钢管壁之间及螺帽与异形钢管的钢管壁之间分别设置有垫片，优点是采用预应力约束拉杆，即在构件受荷前，对约束拉杆进行预拉从而在钢管壁和核心混凝土中产生横向预压力，则能将这种被动约束转化成对钢管壁和混凝土的主动约束，最大限地发挥钢管和混凝土的作用，进一步改善钢管混凝土柱的力学性能。
文档编号E04C5/02GK202544241SQ20122000897
公开日2012年11月21日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者唐跃锋, 李俊华, 王国锋, 邱栋梁 申请人:宁波大学