一种钢管束混凝土柱的制作方法

本实用新型涉及建筑、民用、市政、工业等工程技术领域，具体涉及一种钢管束混凝土柱。

背景技术：

目前，国内的钢结构建筑尤其是工业建筑中，结构体系基本为常规的钢支撑-框架体系、钢框架等，上述现有的钢结构体系存在结构用钢量大，制作成本高等不足；根据建筑物的综合防火设计，钢结构构件往往需要达到一定的防火等级，无法避免地要在钢框架柱、框架梁等外面涂刷一层厚厚的“外壳”，有的甚至需要达3～4厘米厚；

传统的混凝土建筑结构，工艺比较成熟；混凝土结构的施工方需要模板支撑，对森林资源造成破坏，对环境造成污染；大量钢筋需要人工绑扎，劳动强度大，不是工业化的生产方式。

另外，传统的H型钢，十字型，箱形等钢结构框架柱，强度高，延性好，抗震性能优越，但承压承载力稳定性不高；而传统的混凝土框架柱，承载能力非常强，刚度大，但脆性大大高于钢材，往往破坏形式为脆性破坏。

技术实现要素：

本实用新型提出的一种钢管束混凝土柱，可解决传统钢结构框架制作成本高，安全性低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种钢管束混凝土柱，包括钢管束结构和混凝土，所述钢管束结构包括若干钢管单元，所述钢管单元依次排列连接，连接后的钢管单元具有腔体，所述混凝土灌注在腔体内。

进一步的，所述钢管单元为方钢管或U字型、C型、L型、Z型、H型、一字型、十字型的型材。

进一步的，所述相邻的钢管单元之间通过设置隔板封闭焊接，形成一个相互连接的封闭型结构。

进一步的，所述隔板上设置有通孔。

进一步的，所述隔板为钢板。

进一步的，还包括预留的梁端，所述预留的梁端设置在钢管束结构内。

进一步的，所述预留的梁端为H型钢梁、箱形钢梁或混凝土框架梁。

进一步的，所述钢管束结构为实腹结构或空腔结构。

由上述技术方案可知，本实用新型提供一种用钢量经济，构件制作简单，施工方便快捷，便于工业化生产的新型建筑结构件，即本实用新型提供一种钢管束混凝土柱,由钢管束组合结构与内灌混凝土组合而成；所述的钢管束混凝土柱和H型钢梁或箱形梁、混凝土梁等组成框架；本实用新型充分发挥钢材与混凝土的优势，避免其缺点，有效利用材料，减小构件截面；同时,工业化的加工、装配，可以有效缩短工期，大大降低了楼面的含钢量，整体质量轻；构件加工简单，现场施工速度快，降低了成本。

本实用新型的钢管束混凝土柱及封孔方法具有以下有益效果：

1、形成钢管束后，钢管壁厚减薄，可以节省材料；

2、钢管束内浇混凝土的柱，规格越大，混凝土吸收热量能力越大，可以减少防火涂料的涂刷；(试验证明，柱径大于一米，耐火极限可达240分钟，可以免刷防火涂料)

3、由于柱子是由多块钢板或钢管“拼焊”而成，当其用于多层钢框架，与梁的连接形式更加灵活多样；

4、钢管束混凝土柱可以是正方形，也可以是矩形，可以通过方钢管、L形、Z形、H形、一字型等多种类型的型材组合而成；目的是形成大、小的腔体，便于填充混凝土；

5、避免了大构件厚板的焊接，使钢构件加工更加便捷，简单；

6、由于钢结构梁端可预设于混凝土柱中，使得结构连接更为简单，可靠，运输也更加方便。

附图说明

图1是本实用新型的轴测示意图；

图2是本实用新型不同大小钢管束结构的钢管单元排列结构示意图；

图3是本实用新型钢管束结构实腹和空腔剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1、图2所示，本实施例一所述的钢管束混凝土柱，包括钢管束结构1和混凝土2，所述钢管束结构1包括若干钢管单元5，所述钢管单元5依次排列连接，连接后的钢管单元5具有腔体4，所述混凝土2灌注在腔体4内。

所述钢管单元5包括方钢管或U字型、C型、L型、Z型、H型、一字型、十字型的型材。钢管单元为不同形状，可根据现场需要充分利用型材，降低成本。

所述相邻的钢管单元5之间通过设置隔板封闭焊接，形成一个相互连接的封闭型结构。

所述隔板上设置有通孔，设置通孔，可实混凝土充分填充，更安全坚固。

所述隔板为钢板，隔板选用钢板，更坚固可靠。

还包括预留的梁端3，所述预留的梁端3设置在钢管束结构1内。

所述预留的梁端3为H型钢梁、箱形钢梁或混凝土框架梁。

所述钢管束结构1为实腹结构或空腔结构，如图3所示所述钢管束结构1内部实体或者形成空腔7。

本实施例的钢管束混凝土柱,是一种新型的钢与混凝土组合结构，较好的发挥钢材轻质高强、混凝土刚度大的优点，避免了钢构件稳定性差、混凝土脆性及刚度退化快的缺点。钢管束组合结构采用工业化的生产方式；由于钢材和混凝土组合延性好，可以有效增大钢柱高度或减小柱截面尺寸，建筑适应性强，框架梁可直接预设置于柱中，不需要再构造复杂的钢梁或混凝土梁端结构。整个构件不用钢筋，混凝土直接灌注，也不需要模板，施工速度非常快。

本实施例的钢管束混凝土柱承载力相较于传统的钢筋混凝土柱,承载能力大为提高，其抗压和抗剪承载能力相对普通钢筋混凝土优势较为明显，相对于普能的钢框架柱无局部失稳问题。

对于受压为主的钢管束混凝土柱，规范规定矩形截面边长和壁厚之比B/t不应大于对受弯为主的钢管束混凝土构件，矩形截面边长和壁厚之比B/t不应大于而传统的钢结构方管柱，矩形截面边长和壁厚之比B/t应控制在相较于此，构件高厚比问题大大放松，从而可以以较小的壁厚做更大的截面，经济效益十分显著；

钢管束混凝土柱塑性性能好，防止了管内砼的脆性破坏。规范规定，钢管混凝土构件套箍系数θ最大可取到2.0，规范公式fsc＝(1.212+Bθ+Cθ²)fc，由公式可以看出，当套箍系数θ越大时，构件的承载能力越高；由于钢管束的套箍效应，柱子截面可大幅减小，扩大了结构的使用空间，同时相应的自重大幅减小，地震引起的地震反应也相应减少。

由于钢管束内填有混凝土，能吸收大量的热能，因此遭受火灾时钢管束柱截面温度场的分布很不均匀，增加了柱子的耐火时间，减慢钢柱的升温速度，并且一旦钢管束柱屈服，混凝土可以承受大部分的轴向荷载，防止结构倒塌。经实验统计数据表明:达到一级耐火3小时要求和钢柱相比可节约防火涂料1/3一2/3甚至更多，随着钢管直径增大，节约涂料也越多。

钢管束混凝土结构施工时，钢管束可以作为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由于钢管混凝土内部没有钢筋，便于混凝土的浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围内。