一种带支管的局部混凝土钢管柱的制作方法

1.本实用新型涉及建筑设备技术领域，具体涉及一种带支管的局部混凝土钢管柱。


背景技术：

2.近几十年来，由于超高层建筑及大跨度结构的发展应用，钢管混凝土能够发挥钢材与混凝土各自的优点，从而得到了大量科研工作者的青睐，科研成果及工程应用逐年增多。随着建(构)筑物跨越能力的提高，空间管桁架结构体系应用量逐年增多，其跨越能力强，刚度大，支管焊接在主管上，传力明确，施工快速。但支管产生的集中力会使得与主管相交的相贯节点部分发生拉裂或局部屈曲破坏，故在支管与主管相交区域，需对主管进行构造加强，以提高主管的承载能力。
3.对于格构式多肢柱更是存在支管充当的主管间连接构件而对分肢柱造成破坏，因分肢柱承受轴压，甚至是压弯构件，且柱的截面一般都很大。其在连接构件集中力作用下，相交区域受力复杂，尤其是地震作用下更容易发生节点部位的失效破坏，使其很难满足“强节点弱构件”的抗震设计准则，基于此更需对连接部位进行构造加强，以提高主管连接区域的局部承载能力。在钢管与连接构件相交区域内部填充混凝土可有效提升柱的径向刚度，大幅提高柱的承载能力。但由于在钢管混凝土外部钢管开孔填充混凝土，容易使外部钢管受力不连续，造成受力的薄弱区域。当外载增大时，在开孔处率先破坏，给工程带来严重安全问题。
4.专利cn104863383a公开了一种采用填充混凝土的圆钢管节点加强方式。其属于在役钢管结构节点的加固技术领域。该圆钢管节点采用填充混凝土的加强方式包括特制“塑料袋”和用于填充的细石混凝土。在主管的非应力集中区域开孔，将“塑料袋”塞入主管内，往“塑料袋”中充入气体，使“塑料袋”膨胀在节点处。然后，将提前拌制好的细石混凝土灌入气球内，待细石混凝土硬化后，用钢片将主管上的空洞焊住。该发明采用的方式解决了采用灌注混凝土加固节点的程难题，但因即使是在非应力集中区域开孔，在荷载足够大时开孔处依然会成为不利位置，在地震作用下容易先破坏，从而对整个结构造成安全隐患。
5.专利cn113530084a公开了一种矩形钢管内侧加t型加劲肋的钢管混凝土柱，其制作方式是先按预定尺寸切割下四块用于制作管壁的钢板，然后沿纵向在其预定位置焊接t型加劲肋，然后再拼接形成方钢管，且因为此发明中的钢板较薄，所以在拼接的时候采用融透的角焊缝形式，然后就浇筑混凝土，并振捣密实，待混凝土凝固硬化后，同样用盖片封口。此方式形成的方形钢管混凝土在钢管壁内侧沿每边设置纵向t型加劲肋，形成带肋方形钢管混凝土柱，虽能有效延缓管壁局部屈曲，增强管壁对混凝土的约束，提高承载能力，但采用四块钢板拼接形成的钢管在荷载较大，焊缝容易开裂。
6.专利cn113445670a公开了一种预制装配复合钢管混凝土格构柱，由预制的双钢管夹层混凝土柱肢间的格构式连接件组成，预制柱肢外侧钢管通过螺栓与格构式连接件连接，柱肢内外侧钢管之间的夹层混凝土采用高性能混凝土。虽然双钢管夹层约束混凝土可以有效降低柱构件配钢率，但是采用此方式来加强钢管混凝土结构，仅仅适用于竖直钢柱
中，如果用来加强倾斜的带支管的柱体，就会使柱本身自重增加，同时也会造成建筑材料的浪费。
7.综上所述，普通钢管柱在钢管表面开孔，进行局部灌注混凝土，这样会导致钢管上会留下应力集中的地方，导致断裂或弯曲变形等工程问题。


技术实现要素：

8.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种带支管的局部混凝土钢管柱，解决普通钢管柱在钢管表面开孔，进行局部灌注混凝土，这样会导致钢管上会留下应力集中的地方，导致断裂或弯曲变形等工程问题。
9.为了实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
10.提供一种带支管的局部混凝土钢管柱，包括内管、及固定连接的支管和主管，主管和支管的轴线呈一夹角，内管上均等分布设置有若干外溢组件，位于两个外溢组件之间的内管上设置有环形隔板；内管的一端通过第一封板密封固定在主管的一端上，内管的另一端通过第二封板固定连接在主管的另一端上，内管的另一端未封闭。
11.进一步，环形隔板的外径与主管的内径相等。
12.进一步，任意两个相邻环形隔板之间的距离相等。
13.进一步，外溢组件包括周向设置在内管上的若干外溢孔。
14.进一步，外溢孔的数量为四个。
15.进一步，环形隔板穿过内管，并通过加强组件固定在内管上。
16.进一步，加强组件包括若干个加劲肋，加劲肋的长度与环形隔板的半径差相等，加劲肋的一端固定在内管上，另一端与环形隔板的侧面齐平，顶面固定在环形隔板的底面上。
17.进一步，第一封板与主管的一端齐平。
18.进一步，第二封板为漏斗状，第二封板的较小口端与内管的另一端连通，较大端固定在主管的另一端上。
19.进一步，内管、加劲肋、支管和主管的材质均为q355b型的钢材。
20.本实用新型的有益效果为：在本方案中，设置的环形隔板将主管与内管之间的空腔分割成若干子空腔，从内管加注混凝土通过每个子空腔的外溢孔向子空腔填充混凝土，提高混凝土钢管柱的局部稳定承载能力和降低自重，与主题名称中的“局部”相呼应。同时在内管上固定环形隔板，起到隔开灌注区域的目的，避免无连接钢管构件连接区域混凝土的灌入；环形隔板还能起到对内管柱进行局部加强的作用。内管和主管组成双管受力体系，承载能力也能得到明显提升。
21.除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型提供所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
22.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
23.图1为本实用新型中一种带支管的局部混凝土钢管柱的结构示意图。
24.图2为内管、环形隔板、加劲肋和外溢孔的结构示意图。
25.图3为环形隔板和加劲肋的结构示意图。
26.其中：1、第二封板；2、内管；3、环形隔板；4、加劲肋；5、外溢孔；6、第一封板；7、支管；8、主管。
具体实施方式
27.为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。
28.请参考图1-图3，本实用新型提供一种带支管的局部混凝土钢管柱，包括内管2及固定连接的支管7和主管8，主管8和支管7的轴线呈一夹角。内管2上均等分布设置有若干外溢组件，位于两个外溢组件之间的内管2上设置有环形隔板3；内管2的一端通过第一封板6密封固定在主管8的一端，内管2的另一端通过第二封板1固定连接在主管8的另一端上，内管2的另一端口未封闭，用于向主管8和内管2之间添加混泥土。
29.环形隔板3的外径与主管8的内径相等，环形隔板3与主管8之间优选是间隙配合，有利于排出主管8内的空气，同时也便于内管2的安装。任意两个相邻环形隔板3之间的距离相等。环形隔板3上设置加劲肋4主要起到加强环形隔板3承压性能的作用，进而增强整体混凝土柱的承压性能。
30.外溢组件包括周向设置在内管2上的若干外溢孔5，优选外溢孔5的数量为四个，以提升向外钢管加注混凝土的效率，同时提高混凝土振捣密实性。具体的，外溢孔5的顶部与环形隔板3的底面齐平。
31.环形隔板3穿过内管2，并通过加强组件固定在内管2上。加强组件包括若干个加劲肋4，加劲肋4的长度与环形隔板3的半径差相等，加劲肋4的一端固定在内管2上，另一端与环形隔板3的侧面齐平，顶面固定在环形隔板3的底面上。环形隔板3与加劲肋4之间、环形隔板3与内管2之间均预先焊接好后，将整体安装进主管8内并通过第一封板6焊接在主管8的一端上。
32.第一封板6与主管8的一端齐平。第二封板1为漏斗状，第二封板1的较小口端与内管2的另一端连通，较大端固定在主管8的另一端上。
33.内管2、加劲肋4、支管7和主管8的材质均为q355b型的钢材，上述固定连接可以焊接。在主管8内填充的细石混凝土对强度要求不高，采用强度c20混凝土即可。
34.在内管2上开外溢孔5，可以通过每个外溢孔5向每个子空腔中填充混凝土最终形成混凝土柱，避免了在主管8表面开孔，带来的不利位置，在内管2上设置环形隔板3，且在隔板上焊接加劲肋4，能有效增加混凝土柱的承压性能，采用此施工方式，对混凝土强度要求不高，减少了工程造价，方便实用，操作简便，减少人力输出，缩短工期。
35.对于格构式构件，其在连接构件集中力作用下，相交区域受力复杂，尤其是地震作用下更容易发生节点部位的失效破坏，所以采用内部填充混凝土的方式，来对连接部分进
行加强，以提高主管8连接区域的局部承载能力，使钢材和混凝土各自的优点得到充分发挥，减少钢材的用量，降低工程造价。
36.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。