钢管方形钢筋混凝土构件及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种钢管方形钢筋混凝土构件，包括钢管、混凝土及内部钢筋，其中内部钢筋被混凝土包围，并置于钢管内部，所述内部钢筋包括方形箍筋和纵筋，纵筋沿方形箍筋配置。本发明钢管方形钢筋混凝土构件，减小构件截面或者钢管厚度，提高施工速度，抗火性能好，可以广泛应用于民用建筑结构工程，建筑结构工程包含各种高耸结构；高层或超高层建筑；工业厂房；海洋平台结构的支架柱；或者高架铁路桥或公路桥。
【专利说明】钢管方形钢筋混凝土构件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业与民用建筑结构工程钢管混凝土【技术领域】，特别涉及钢管方形钢筋混凝土构件及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]现已拥有成熟的工业与民用建筑结构工程钢管混凝土技术包括钢管素混凝土柱和圆形配筋钢管混凝土柱。其中，钢管素混凝土柱:在钢管中浇筑混凝土而形成的复合材料；圆形配筋钢管混凝土柱；在钢管混凝土中加配圆形钢筋笼而形成的构件，性能优于钢管素混凝土。
[0003]随着高层及大跨结构应用广泛，钢管素混土负荷越来越大，构件尺寸也越来越大，导致混凝土用量变大，造成了混凝土这种不可再生资源的浪费；且钢管变厚，在柱的直径会达到2到3米时钢管不易焊接；火灾时钢管本身承载力丧失，另一方面对核心混凝土的约束丧失，故抗火性能不好。
[0004]而配圆形钢筋的钢管混凝土构件在常温高温下的受力性能都优于钢管素混凝土，一方面内部纵筋的配置可以减小钢管的截面面积，另一方面受火后钢管退出工作混凝土也不会脱落。但是圆形箍筋在工地现场很难加工，而且计算和设计复杂，因此造成了造价的提高和施工速度变慢。
[0005]综上现有钢管混凝土构件主要存在以下问题和缺陷:
[0006]在大量的大跨、高耸、重载的工程结构中，必须加大钢管截面面积，导致钢管厚度太大，焊接质量得不到保证，否则承载力不够。
[0007]配筋后可以改善钢管过厚的问题，圆形配筋方式虽然受力性能好，但是圆形箍筋很难加工，计算方法也很复杂。
【发明内容】
[0008]针对超高层和大跨建筑中钢管混凝土构件的不足，为了保证工程结构的安全性、方便性，同时提升施工速度，特提出一种新型的钢管方形钢筋混凝土构件及其应用形式，以适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展的需要，符合现代施工技术的工业化要求，具有很好的发展前景。随着研究工作的深入和完善，其应用范围将不断扩大。
[0009]本发明通过以下技术方案得以实施，具体地包括:
[0010]一种钢管方形钢筋混凝土构件，包括钢管1、混凝土 2及内部钢筋，其中内部钢筋被混凝土包围，并置于钢管内部，所述内部钢筋包括方形箍筋3和纵筋4，纵筋沿方形箍筋配置。
[0011]所述方形箍筋为正方形，其边长选择范围根据实际使用情况而定。
[0012]所述纵筋和方形箍筋连接同普通钢筋混凝土结构，为绑扎或焊接，其设置个数根据实际使用情况而定。
[0013]所述方形箍筋和纵筋的材料选择上同普通钢筋混凝土结构，强度根据实际使用情况而定。
[0014]所述方形箍筋和钢管需要同轴心设置。
[0015]所述该结构与圆形箍筋相比，在工地现场方便加工，而且计算和设计复简便，因此造价降低和施工速度变快。
[0016]所述方形箍筋内部为混凝土。
[0017]所述钢管和混凝土的材料选择上同普通钢管混凝土，根据实际使用情况来定。
[0018]所述整个钢管方形钢筋混凝土的截面尺寸范围，纵向长度要求，其承受的力学性能同普通钢管混凝土，根据实际使用情况来定。
[0019]所述钢管方形钢筋混凝土构件减小构件截面或者钢管厚度，提高施工速度，抗火性能好。
[0020]本发明的钢管混凝土构件可以广泛应用于民用建筑结构工程，包括但不限于:高层或超闻层建筑(柱和粧)；闻架铁路桥或公路桥(柱和祐1肋拱)；闻耸结构(柱和粧)；工业厂房(柱)；海洋平台结构的支架柱(柱)。
[0021]本发明通过配置钢筋后的钢管混凝土的静力性能、延性都要优于钢管素混凝土，而且箍筋是方形的，加工速度快，能有效提高施工速度。配方形钢筋的钢管混凝土构件可以等效为配置方箍筋的钢管混凝土柱与纵筋的叠加，考虑钢管和箍筋对核心混凝土的多重套箍效应。虽然受力性能不比圆形配筋方式，但是也能满足受力要求，弥补了圆形箍筋不易加工的缺点。
[0022]综上所述，虽然配方形钢筋的钢管混凝土构件的受力虽略逊于圆形箍筋好，但能完全满足建筑要求，但是能明显有效降低钢管厚度，提高施工速度。
[0023]本发明相对于现有技术的有益效果包括:
[0024](I)减小构件截面或者钢管厚度:此截面形式在不影响其工作性能的同时，可很好地减小构件截面尺寸，减轻自重，通过降低钢管的厚度，从而提高焊接质量，降低焊接难度，而且降低厚壁钢管应力不均匀对构件承载力产生的不利影响。
[0025](2)提高施工速度:方形箍筋常见而且容易加工，这样大大提高施工速度，降低成本。
[0026](3)抗火性能好:结构发生火宅时，钢管退出工作后由于纵筋的存在混凝土仍不剥落，提高了抗火性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1:本发明钢管方形钢筋混凝土构件截面图，图中，1-钢管；2_混凝土 ；3_方形箍筋；4_纵筋。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明:
[0029]实施例1钢管方形钢筋混凝土构件
[0030]如附图1所示，一种钢管方形钢筋混凝土构件，包括钢管2、混凝土 2及内部钢筋，其中内部钢筋被混凝土包围，并置于钢管I内部，所述内部钢筋包括方形箍筋2和纵筋3，纵筋沿方形箍筋配置。
[0031]整个钢管方形钢筋混凝土的截面尺寸800mmX4mmX 1500mm,方形箍筋的尺寸为300mmX 300mm,纵筋直径为8mm,沿方形箍筋每隔10mm设置一个,纵筋每边3根均勻放置，共8根，和方形箍筋绑扎连接。
[0032]所述方形钢筋钢管混凝土结构的承载力要比素钢管混凝土高，但是比圆形钢管混凝土结构要低。
[0033]实施例2钢管方形钢筋混凝土构件
[0034]一种钢管方形钢筋混凝土构件，包括钢管2、混凝土 2及内部钢筋，其中内部钢筋被混凝土包围，并置于钢管I内部，所述内部钢筋包括方形箍筋2和纵筋3，纵筋沿方形箍筋配置。
[0035]根据实施例1的方案，整个钢管方形钢筋混凝土的截面尺寸，方形箍筋的尺寸，纵筋直径，设置个数和位置，和方形箍筋绑扎连接可根据实际使用情况而定，在实施例1的方案上进行调整和优化。
[0036]所述方形钢筋钢管混凝土结构的承载力要比素钢管混凝土高，但是比圆形钢管混凝土结构要低。
[0037]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种钢管方形钢筋混凝土构件，其特征在于，包括钢管(I)、混凝土(2)及内部钢筋，其中内部钢筋被混凝土包围，并置于钢管内部，所述内部钢筋包括方形箍筋(3)和纵筋(4)，纵筋沿方形箍筋配置。
2.根据权利要求1所述钢管方形钢筋混凝土构件，其特征在于，所述方形箍筋为正方形。
3.根据权利要求1所述钢管方形钢筋混凝土构件，其特征在于，所述纵筋和方形箍筋连接为绑扎或焊接。
4.根据权利要求1所述钢管方形钢筋混凝土构件，其特征在于，所述方形箍筋内部均为混凝土。
5.根据权利要求1所述钢管方形钢筋混凝土构件，其特征在于，所述方形箍筋和钢管同轴心设置。
6.根据权利要求1所述钢管方形钢筋混凝土构件，其特征在于，所述方形箍筋的尺寸为300mmX 300mm,纵筋直径为8mm,沿方形箍筋每隔10mm设置一个,纵筋每边3根均勻放置，共8根。
7.一种建筑，其特征在于，所述建筑含有权利要求1一6任一权利要求所述的钢管方形钢筋混凝土构件。
8.根据权利要求7所述建筑，其特征在于，所述建筑包含高耸结构；高层或超高层建筑；工业厂房；海洋平台结构的支架柱；或者闻架铁路桥或公路桥。
【文档编号】E04C3/36GK104234316SQ201410459442
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】查晓雄, 王维肖 申请人:哈尔滨工业大学深圳研究生院