专利名称：一种空心管柱的组合结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于土木建筑工程中承重的管柱，特别是一种空心管柱的组合结构。
背景技术：
目前，管材约束混凝土或者纤维复合材料(FRP)约束混凝土是两种常用的约束混凝土构件的形式。在管材约束混凝土方面，将混凝土置于外层钢管的约束下可以有效地克服混凝土脆性大、延性差的缺点，并具有承载力高、施工方便等优点，因而得到广泛应用；但是，外层钢管混凝土也存在一些缺点，最突出的问题是外层钢管易锈蚀，并且大直径钢管的用钢量偏大，外层钢管的加工费较高。而FRP约束混凝土结构在约束性能上类似于钢管，通过FRP的约束作用使混凝土处于三向应力状态，从而提高混凝土的强度，并改善其塑性和韧性性能，具有承载力高、耐腐蚀和耐久性好等优点，但FRP材料价格较高、抗剪强度低、抗火性能差是其主要缺点。在实际工程中，钢管混凝土管柱或者FRP管混凝土管柱主要形式为实心截面的承重柱，其通常被用作轴心受压构件或荷载偏心率较小的压弯构件。但当构件长细比或荷载偏心率较大时，其承载力很大程度上将由其抗弯刚度控制，此时实心钢管混凝土管柱或者 FRP管混凝土管柱的截面靠近形心部位的材料并不能提供多少抗弯刚度，但却增加了构件的自重。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能提高管柱抗弯刚度或者减少重量的空心管柱的组合结构，可用于新建或者加固改造的工程，特别适用于海洋、潮湿、盐渍地和盐碱地等易被腐蚀的恶劣环境下的建筑、桥梁等工程中。本实用新型的技术方案是一种空心管柱的组合结构，由PVC外层管、内层钢管以及位于PVC外层管及内层钢管之间的混凝土层组合构成空心管柱。所述PVC外层管及内层钢管横截面的几何图形的中心互相重合。所述PVC外层管的横截面包括空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形，所述内层钢管的横截面包括空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形；空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形横截面的PVC外层管中的一种与所述空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形横截面的内层钢管中的一种进行组合。所述混凝土层包括带钢筋的混凝土层或者不带钢筋的混凝土层。本实用新型的有益效果是1、有效提高力学性能；在PVC外层管和内层钢管共同约束下，混凝土材料的受力性能得到明显改善，同时混凝土也大大地提高了 PVC外层管和内层钢管的强度和刚度，防止发生屈曲。采用与实心的管柱相同重量材料加工等长的空心管柱与等长的实心管柱相比，由于内层钢管采用空心结构，大大提高了空心管柱抗弯刚度、抗压强度及抗震性能；或者说，等长的空心管柱比具有相同抗弯刚度及抗压强度的等长的实心管柱的重量轻、节省原材料。2、施工方便；PVC外层管和内层钢管本身就是耐侧压的模板，在现场浇灌混凝土时，可省去模板的施工，并可适应先进的泵灌混凝土工艺，因此，本组合结构，可简化现场施工安装工艺、减少施工用地并缩短工期。3、PVC外层管防锈蚀性能、耐磨性和韧弹性良好，耐酸碱力极强、化学稳定性好，耐寒、抗晒；内层钢管的内壁表面积较小，经良好的防锈蚀处理，使用寿命可达40年以上，因此，本组合结构可广泛用于新建或者加固改造的工程，特别适用于海洋、潮湿、盐渍地和盐碱地等易被腐蚀的恶劣环境下的建筑、桥梁等工程中。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是圆形PVC外层管、混凝土层与圆形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。图3是圆形PVC外层管、混凝土层与矩形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。图4是圆形PVC外层管、混凝土层与正方形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。图5是矩形PVC外层管、混凝土层与圆形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。图6是矩形PVC外层管、混凝土层与矩形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。图7是矩形PVC外层管、混凝土层与正方形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。图8是正方形PVC外层管、混凝土层与圆形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。图9是正方形PVC外层管、混凝土层与矩形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。图10是正方形PVC外层管、混凝土层与正方形内层钢管组合的空心管柱结构示意图。附图中1 一 PVC外层管、2—混凝土层、3—内层钢管、4一圆形PVC外层管、 5-矩形PVC外层管、6—正方形PVC外层管、7—圆形内层钢管、8—矩形内层钢管、9一正方形内层钢管。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。实施例1如附图1所示一种空心管柱的组合结构由PVC外层管1、内层钢管3以及位于PVC外层管1及内层钢管3之间的混凝土层2组合构成空心管柱。PVC外层管1及内层钢管3横截面的几何图形的中心互相重合。混凝土层包括带钢筋的混凝土层或者不带钢筋的混凝土层。实施例2如附图2所示一种空心管柱的组合结构，由圆形PVC外层管4、圆形内层钢管7以及位于圆形PVC外层管4与圆形内层钢管7之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将圆形PVC外层管4和圆形内层钢管7固定安装就位，并保证圆形PVC 外层管4与圆形内层钢管7的横截面互相同心，然后在圆形PVC外层管4与圆形内层钢管 7之间浇灌混凝土层2。实施例3如附图3所示一种空心管柱的组合结构，由圆形PVC外层管4、矩形内层钢管8以及位于圆形PVC外层管4与矩形内层钢管8之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将圆形PVC外层管4和矩形内层钢管8固定安装就位，并保证圆形PVC外层管4与矩形内层钢管8横截面的几何图形的中心互相重合，然后在圆形PVC外层管4 与矩形内层钢管8之间浇灌混凝土层2。实施例4如附图4所示一种空心管柱的组合结构，由圆形PVC外层管4、正方形内层钢管9以及位于圆形PVC外层管4与正方形内层钢管9之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将圆形PVC外层管4和正方形内层钢管9固定安装就位，并保证圆形PVC外层管4与正方形内层钢管9横截面的几何图形的中心互相重合，然后在圆形PVC 外层管4与正方形内层钢管9之间浇灌混凝土层2。实施例5如附图5所示一种空心管柱的组合结构，由矩形PVC外层管5、圆形内层钢管7以及位于矩形PVC外层管5与圆形内层钢管7之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将矩形PVC外层管5和圆形内层钢管7固定安装就位，并保证矩形PVC 外层管5与圆形内层钢管7横截面的几何图形的中心互相重合，然后在矩形PVC外层管5 与圆形内层钢管7之间浇灌混凝土层2。实施例6如附图6所示一种空心管柱的组合结构，由矩形PVC外层管5、矩形内层钢管8以及位于矩形PVC外层管5与矩形内层钢管8之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将矩形PVC外层管5和矩形内层钢管8固定安装就位，并保证矩形PVC 外层管5与矩形内层钢管8横截面的几何图形的中心互相重合，然后在矩形PVC外层管5 与矩形内层钢管8之间浇灌混凝土层2。实施例7如附图7所示一种空心管柱的组合结构，由矩形PVC外层管5、正方形内层钢管9以及位于矩形PVC外层管5与正方形内层钢管9之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将矩形PVC外层管5和正方形内层钢管9固定安装就位，并保证矩形PVC外层管5与正方形内层钢管9横截面的几何图形的中心互相重合，然后在矩形PVC 外层管5与正方形内层空心管9之间浇灌混凝土层2。实施例8如附图8所示一种空心管柱的组合结构，由正方形PVC外层管6、圆形内层钢管7以及位于正方形PVC外层管6与圆形内层钢管7之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将正方形PVC外层管6和圆形内层钢管7固定安装就位，并保证正方形PVC外层管6与圆形内层钢管7横截面的几何图形的中心互相重合，然后在正方形PVC 外层管6与圆形内层钢管7之间浇灌混凝土层2。实施例9如附图9所示一种空心管柱的组合结构，由正方形PVC外层管6、矩形内层钢管8以及位于正方形PVC外层管6与矩形内层钢管8之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将正方形PVC外层管6和矩形内层钢管8固定安装就位，并保证正方形PVC外层管6与矩形内层钢管8横截面的几何图形的中心互相重合，然后在正方形PVC 外层管6与矩形内层钢管8之间浇灌混凝土层2。实施例10如附图10所示一种空心管柱的组合结构，由正方形PVC外层管6、正方形内层钢管9以及位于正方形PVC外层管6与正方形内层钢管9之间的混凝土层2组合构成空心管柱。现场施工时，先将正方形PVC外层管6和正方形内层钢管9固定安装就位， 并保证正方形PVC外层管6与正方形内层钢管9横截面的几何图形的中心互相重合，然后在正方形PVC外层管6与正方形内层钢管9之间浇灌混凝土层2。
权利要求1.一种空心管柱的组合结构，其特征在于由PVC外层管(1 )、内层钢管(3)以及位于 PVC外层管(1)及内层钢管(3)之间的混凝土层(2)组合构成空心管柱。
2.根据权利要求1所述一种空心管柱的组合结构，其特征在于所述PVC外层管(1)及内层钢管(3)横截面的几何图形的中心互相重合。
3.根据权利要求1或2所述一种空心管柱的组合结构，其特征在于所述PVC外层管 (1)的横截面包括空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形，所述内层钢管(3)的横截面包括空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形；空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形横截面的PVC外层管(1)中的一种与所述空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形横截面的内层钢管(3)中的一种进行组合。
4.根据权利要求1所述一种空心管柱的组合结构，其特征在于所述混凝土层(2)包括带钢筋的混凝土层或者不带钢筋的混凝土层。
专利摘要本实用新型涉及一种空心管柱的组合结构，由PVC外层管、内层钢管以及位于PVC外层管与内层钢管之间的混凝土层组合构成。所述PVC外层管与内层钢管横截面的几何图形的中心互相重合。PVC外层管或者内层钢管的横截面包括空心的圆形、空心的正方形或者空心的矩形，其中PVC外层管中的一种可根据需要与内层钢管中的一种进行组合。混凝土层包括带钢筋的混凝土层或者不带钢筋的混凝土层。本实用新型能提高空心管柱的力学性能、抗弯刚度、抗压强度、抗震性能及防腐蚀性能；施工方便，缩短工期；可用于新建或者加固改造的工程，特别适用于海洋、潮湿、盐渍地和盐碱地等易被腐蚀的恶劣环境下的建筑、桥梁等工程中。
文档编号E04C3/34GK202090517SQ20112018055
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者易萍华, 杨凤, 杨泽平, 梁炯丰, 谢胜军, 顾连胜 申请人:东华理工大学