一种采用钢管主动约束的高强圆钢管混凝土柱的制备方法与流程

本发明涉及钢管混凝土柱技术领域，具体涉及一种采用钢管主动约束的高强圆钢管混凝土柱的制备方法。

背景技术：

随着我国土木工程的飞速发展，钢管混凝土柱作为钢-混凝土组合结构最为常用柱构件，在高层及超高层建筑中应用非常广泛。但钢管混凝土柱中钢管与混凝土脱空问题，限制了其发展。实际调查表明，由于内部高强混凝土的收缩效应、轴向压力的作用、结构服役期间外部温度变化、施工工艺不合理等因素，造成的圆钢管混凝土柱内部钢管与混凝土的脱空。脱空使得钢管对内部核心混凝土的套箍约束作用减小甚至消失，严重影响钢管混凝土结构的力学性能，对结构的安全使用十分不利。而且，当采用的混凝土强度越高时，混凝土的自身收缩越大，钢管与混凝土越容易发生脱空现象。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种采用钢管主动约束的高强圆钢管混凝土柱的制备方法，该方法是将高强混凝土灌注到高强的圆钢管中，当高强混凝土达到硬化状态时，终止对高强圆钢管加热，高强圆钢管恢复至施工环境温度，产生对高强混凝土的套箍约束力，本发明制备方法操作简单、适用性广、能源利用率高，制作的高强圆钢管混凝土柱具有安全可靠、承载力高、耐久性好的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种采用钢管主动约束的高强圆钢管混凝土柱的制备方法，包括以下步骤：

(1)加工高强圆钢管、高强混凝土若干，在高强圆钢管外表面均匀安装若干个温度传感器；将加热机构包覆在高强圆钢管外表面，将保温机构包覆在加热机构外表面，在加热机构和保温机构的两端设置尼龙塔扣；加热机构、温度传感器分别通过导线经由电路过载保护器连接控温机构，控温机构通过导线经由漏电保护器连接电源；将高强混凝土灌入高强圆钢管中，当高强混凝土处于流动状态时，加热机构、保温机构将高强圆钢管加热；

(2)通过控温机构设置指定温度，安装在高强圆钢管外表面的若干个温度传感器测出所在位置高强圆钢管的温度，并通过控温机构处理温度数据，调节加热机构的加热量，当高强圆钢管达到控温机构所指定的温度后，温度传感器将温度信息传递给控温机构，高强混凝土达到硬化状态时，控温机构控制加热机构停止加热，使高强圆钢管保持所指定的温度；

(3)高强混凝土硬化之后，拆除保温机构、加热机构、温度传感器，高强圆钢管恢复至环境温度，产生对高强混凝土的套箍约束力。

所述的加热机构由发热电阻丝和柔性导热材料构成，所述的发热电阻丝均匀的穿插在柔性导热材料中。

所述的发热电阻丝是康铜丝或镍铬丝。

所述的保温机构内表面覆盖一层热反射膜。

所述的保温机构的材料是陶瓷纤维毯布或玻璃纤维毯布。

所述的指定温度为60-80℃。

所述的高强圆钢管直径大于400mm，屈服强度大于600mpa，高强混凝土的抗压强度大于80mpa。

所述的控温机构是计算机或者编程控制器。

本发明所具有的优点及有益效果是：

本发明一种采用钢管主动约束的高强圆钢管混凝土柱的制备方法，是将高强混凝土灌注到高强的圆钢管中，在高强的圆钢管外表面安装若干个温度传感器，并在高强圆钢管的外表面包覆加热机构和保温机构，当高强圆钢管内的高强混凝土处于流动状态时，控温机构通过导线连接控制加热机构，加热机构对高强圆钢管加热到控温机构所指定温度，温度传感器通过导线将温度信息传递给控温机构，控温机构控制加热机构停止工作；当高强圆钢管的温度低于指定温度时，温度传感器通过导线将高强圆钢管的温度信息传递给控温机构，控温机构控制加热机构进行加热工作；高强圆钢管内的高强混凝土达到硬化状态时，终止对高强圆钢管的加热，拆除温度传感器、加热机构、保温机构；高强圆钢管恢复至施工环境温度，允许其恢复至施工环境温度，以使高圆钢管形成对核心高强混凝土的套箍约束力，解决了现有高强圆钢管混凝土柱由于内部高强混凝土的收缩效应、轴向压力的作用、结构服役期间外部温度变化、施工工艺不合理等因素，造成的圆钢管混凝土柱中钢管与混凝土的脱空问题，增加高强钢管混凝土柱的安全性和耐久性。本发明制作方法操作简单、适用性广、能源利用率高，采用相应方法制作的高强圆钢管混凝土柱具有安全可靠、承载力高、耐久性好的特点。

附图说明

图1为采用本发明方法制备的高强圆钢管混凝土柱的立体结构示意图；

图2为采用本发明方法制备的高强圆钢管混凝土柱的纵截面示意图；

图3为采用本发明方法制备的高强圆钢管混凝土柱的横截面示意图。

其中：

1-高强圆钢管，2-高强混凝土，3-加热机构、4-发热电阻丝，5-柔性导热材料，6-保温机构，7-温度传感器，8-控温机构，9-漏电保护器，10-电源，11-电路过载保护器，12-尼龙塔扣。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

本发明一种采用钢管主动约束的高强圆钢管混凝土柱的制备方法，包括以下步骤：

(1)如图1-3所示，按需加工高强圆钢管1、高强混凝土2若干，在高强圆钢管1外表面均匀安装若干个温度传感器7，所述的温度传感器7通过导线将高强圆钢管1的温度信息传递给控温机构8；将加热机构3包覆在高强圆钢管1外表面，将保温机构6包覆在加热机构3外表面，在加热机构和保温机构的两端设置尼龙塔扣12，以使其包覆更加紧密；所述的加热机构3通过导线和控温机构8相连，加热机构3、温度传感器7通过导线连接控温机构8、漏电保护器9、电源10、电路过载保护器11；将高强混凝土2灌入高强圆钢管1中，当高强混凝土2处于流动状态时，加热机构3、保温机构6将高强圆钢管1加热，加热机构3、温度传感器7分别通过导线经由电路过载保护器11连接控温机构8，控温机构8通过导线经由漏电保护器9连接电源10。

(2)按照实际的工程需要，通过控温机构8设置指定温度，安装在高强圆钢管1外表面的若干个温度传感器7测出所在位置高强圆钢管1的温度，并通过控温机构8处理温度数据，调节加热机构3的加热量，当高强圆钢管1达到控温机构所指定的温度后，温度传感器7将温度信息传递给控温机构8，高强混凝土2达到硬化状态时，控温机构8控制加热机构3停止加热，使高强圆钢管1保持所指定的温度；所述的指定温度为60-80℃，根据实际工程的需要设置最佳的温度。

(3)高强混凝土2硬化之后，拆除保温机构6、加热机构3、温度传感器7，高强圆钢管1恢复至环境温度，产生对高强混凝土2的套箍约束力。

所述的加热机构3由发热电阻丝4和柔性导热材料5构成，加热机构3的两端设置尼龙塔扣12，以使其包覆高强圆钢管1更加紧密。所述的发热电阻丝4均匀的穿插在柔性导热材料5中。以使高强圆钢管1受热均匀，所述的发热电阻丝4是康铜丝或镍铬丝。

所述的保温机构6内表面覆盖一层热反射膜，以增加保温机构6的保温效果。保温机构6的两端设置尼龙塔扣12，以使其包覆发热机构3更加紧密；所述的保温机构6的材料是由陶瓷纤维毯布或玻璃纤维毯布制成。

所述的控温机构8可以是计算机或者编程控制器。

所述的高强圆钢管1直径大于400mm，屈服强度大于600mpa，高强混凝土的抗压强度大于80mpa。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式体现本发明。