一种带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱及其施工方法与流程

本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱。

背景技术：

混凝土的延性较差，容易产生脆性破坏。对混凝土进行外部约束，形成矩形钢管混凝土柱可明显改善混凝土的延性性能。但矩形钢管对核心混凝土约束较弱，当内填高强混凝土时其抗震性能较差，矩形钢管混凝土柱的极限承载力基本上为矩形钢管和高强混凝土承载力的简单叠加。当矩形钢管宽厚比较大时，浇筑混凝土易引起膨胀变形，且在峰值荷载前钢管会发生局部失稳，材料得不到充分利用。为了保证钢管混凝土柱满足规定的耐火极限，通常在柱的外部附加防火保护层，往往影响建筑美观，且占用较多的建筑使用面积，防火保护层还存在耐久性问题，需长期维护和定期更换，费用昂贵。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种传力明确且成本低的带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱，以解决现有技术中矩形钢管混凝土柱钢管对混凝土约束弱、材料利用率低和耐火性差等问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱，包括矩形钢管、混凝土和斜拉肋。

所述矩形钢管包括两块扣合并焊接在一起的冷弯薄壁C形或U形钢。所述矩形钢管的四个内拐角处均焊接有若干斜拉肋。各内拐角与对应的若干斜拉肋合围出竖向空腔A。若干纵筋穿入竖向空腔A中。所述矩形钢管的内腔中浇筑有混凝土。

进一步，所述斜拉肋为钢板、蛇形钢筋或钢板条。

本发明还公开一种关于上述带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱的施工方法，包括以下步骤：

1)按设计要求将薄钢板加工成两块冷弯薄壁C形或U形钢。

2)将斜拉肋通过角焊缝分别焊接在所述冷弯薄壁C形或U形钢的各个内拐角处。

3)将所述两块冷弯薄壁C形或U形钢扣合并用熔透焊缝焊接在一起，形成矩形钢管。其中，矩形钢管与斜拉肋共同构成柱钢管综合体。

4)将步骤3)所述柱钢管综合体临时吊装定位并固定。

5)将若干纵筋穿入竖向空腔A中。

6)在矩形钢管的内腔中浇筑柱混凝土。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

A.提高了矩形钢管对核心混凝土的约束性能，提高了矩形钢管的局部稳定承载力，力学性能优越；

B.结构简单，施工方便快捷，成本低廉；

C.抗火性能和抗弯承载力优良。

附图说明

图1为带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱结构示意图；

图2为钢结构部分俯视图；

图3为实施例1中钢管结构示意图；

图4为实施例2中矩形钢管综合体剖视图；

图5为实施例3中斜拉肋结构示意图。

图中：竖向空腔A、矩形钢管1、冷弯薄壁C形或U形钢101、混凝土2、斜拉肋3、排气孔301、纵筋4。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开一种带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱，包括矩形钢管1、混凝土2和斜拉肋3。

参见图2和图3，所述矩形钢管1包括两块扣合并焊接在一起的冷弯薄壁C形或U形钢101。所述矩形钢管1的四个内拐角处均焊接有若干斜拉肋3。所述斜拉肋3为竖直布置的板状结构。各内拐角与对应的斜拉肋3合围出4个竖向空腔A。各竖向空腔A为上下端均敞口的中空三棱柱。所述斜拉肋3板面上开设有若干个排气孔301，以使柱混凝土浇筑密实。竖向空腔A处为三角形强约束区域。同时，在钢管内部形成八边形的约束区域，大大提高矩形钢管的约束效应和局部稳定性能。

参见图1和图3，4根大直径纵筋4分别穿入一个竖向空腔A中。大直径纵筋4并不配置箍筋，现场施工方便快捷。所述矩形钢管1的内腔中浇筑有混凝土2。将纵筋4和斜拉肋3内置于混凝土2可以显著提高钢管柱的抗火能力，利用结构自身的抗火能力来满足规定的耐火极限要求，通过性能化设计甚至可以取消额外的防火保护措施。

实施例2：

一种带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱，包括矩形钢管1、混凝土2和斜拉肋3。

所述矩形钢管1包括两块扣合并焊接在一起的冷弯薄壁C形或U形钢101。参见图4，所述矩形钢管1的四个内拐角处均焊接有3个斜拉肋3。所述斜拉肋3为钢板条。各内拐角与对应的3个竖向间隔布置的斜拉肋3合围出竖向空腔A。纵筋4穿入这些竖向空腔A中。所述矩形钢管1的内腔中浇筑有混凝土2。

实施例3：

一种带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱，包括矩形钢管1、混凝土2和斜拉肋3。

所述矩形钢管1包括两块扣合并焊接在一起的冷弯薄壁C形或U形钢101。所述矩形钢管1的四个内拐角处均焊接有斜拉肋3。参见图5，所述斜拉肋3为蛇形钢筋。各内拐角与对应的若干斜拉肋3合围出竖向空腔A。纵筋4穿入竖向空腔A中。所述矩形钢管1的内腔中浇筑有混凝土2。

实施例4：

一种关于实施例1～3任一实施例所述带斜拉肋矩形钢管钢筋混凝土柱的施工方法，包括以下步骤：

1)按设计要求将薄钢板加工成两块冷弯薄壁C形或U形钢101。

2)将斜拉肋3通过角焊缝分别焊接在所述冷弯槽形钢的各个内拐角处。

3)将所述两块冷弯C形或U形钢扣合并用熔透焊缝焊接在一起，形成矩形钢管1。其中，矩形钢管1与斜拉肋3共同构成柱钢管综合体。

4)将步骤3)所述柱钢管综合体临时吊装定位并固定。

5)将若干纵筋4穿入竖向空腔A中。

6)在矩形钢管1的内腔中浇筑柱混凝土2。