钢板-超高强度混凝土组合柱结构的制作方法

本实用新型属于建筑结构技术领域，具体涉及一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构。

背景技术：

钢管混凝土柱是一种新型高效的组合构件，它由钢管和钢管内的混凝土组成。由于内填混凝土对钢管的侧向约束，钢管的整体或局部稳定性有较大的提高，避免钢管过早出现局部屈曲现象。另外，钢管又会反过来约束内填混凝土的外胀，使得内填混凝土承载和变形能力得到大幅提高。通过组合作用的发挥，钢管混凝土能够充分发挥钢材和混凝土两者的材料性能。此外，钢管还可作为混凝土浇筑的模板，省去支、拆模工序，从而大大缩短工期。基于上述优点，钢管混凝土柱被广泛应用于大跨桥梁及超高层建筑中。钢管混凝土柱在承受荷载时会产生变形，由钢管和内填混凝土共同承担。而混凝土是脆性材料，当其变形超过其极限压应变时，混凝土将会被压溃，承载力下降。在采用了超高强度混凝土后，钢管对混凝土的约束效果较之采用普通混凝土有所下降，导致组合柱的后期变形能力较差。基于此，钢管-超高强度混凝土组合柱较难在超高层建筑结构中推广应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构。

本实用新型的技术方案如下：

钢板-超高强度混凝土组合柱结构，包括

一Q345钢材质的钢管；

和一钢支座，均包括Q235钢材质的一上端板、一下端板和若干连接钢柱，上端板和下端板通过若干连接钢柱相固接，上端板和下端板的形状尺寸相同；

钢支座经完全包覆密封材料后置于钢管的内腔的下端，钢管内浇筑有超高强度混凝土，使得在载荷作用下，钢管内的变形主要集中于钢支座。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述钢支座的上端板和下端板的厚度为 30-35mm。

在本实用新型的一个优选实施方案中，每一钢支座的若干连接钢柱的横截面的总面积为上端板的面积的30-35％。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述上端板和下端板的边长或直径比所述钢管的内腔的边长或内径的小4-6mm。

在本实用新型的一个优选实施方案中，所述钢支座的高度为所述钢管的边长或外径的 1.0-1.5倍。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的钢板-超高强度混凝土组合柱结构中变形主要由钢支座来承担，在组合柱受到较大荷载作用下，钢支座发生塑性变形来消耗能量，避免内填超高强度混凝土被压溃，保证了所述组合柱在较大的变形情况下仍具备较高的承载力，而且，良好的延性也提高了组合柱的抗震性能。

2、本实用新型的钢板-超高强度混凝土组合柱结构采用超高强度混凝土可以有效减少组合柱的截面尺寸。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中的钢板-超高强度混凝土组合柱结构的纵向结构剖视图。

图2为本实用新型实施例1中的钢板-超高强度混凝土组合柱结构的俯视图。

图3为本实用新型实施例1中的钢支座的立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例1中钢支座的横截面示意图。

图5为本实用新型实施例2中的钢板-超高强度混凝土组合柱结构的纵向结构剖视图。

图6为本实用新型实施例2中的钢板-超高强度混凝土组合柱结构的俯视图。

图7为本实用新型实施例2中的钢支座的立体结构示意图。

图8为本实用新型实施例2中钢支座的横截面示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型的技术方案进行进一步的说明和描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种钢板-超高强度混凝土组合柱结构，包括一钢管1和一钢支座2。

钢管1，横截面为正方形，材质为Q345钢；

如图3和图4所示，钢支座2，材质为Q235钢，均包括一正方形的上端板21、一正方形的下端板22和若干横截面为正方形的连接钢柱23，上端板21和下端板22通过若干连接钢柱23相固接(焊接)，上端板21和下端板22的尺寸相同，且上端板21和下端板 22的边长比钢管1的内腔的边长小4-6mm，钢支座2的高度为钢管1的边长的1.0-1.5倍；如图3和图4所示，优选的，连接钢柱23的数目为九，等分为平行的三列，分别连接上端板21和下端板22，每一列均沿上端板21的边长方向排列，相邻二连接钢管1之间具有间隙，相邻间隙24的尺寸相同；

钢支座2经完全包覆FRP布后置于钢管1的内腔的下端，钢管1内浇筑有等级为C150 或其以上的超高强度混凝土3，使得在较大载荷作用下，钢管1内的变形主要集中于钢支座2，即钢支座2中的连接钢柱23发生塑性变形来耗散能量，而超高强度混凝土不发生破坏，保证组合柱在较大的变形下仍能具备良好的承载能力。

上端板21和下端板22的厚度为30-35mm，每一钢支座2的若干连接钢柱23的横截面的总面积为上端板21的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土3达到极限压应变前，所述钢支座2的连接钢柱23均已进入屈服阶段。

本实施例的施工方法为：

在工厂加工钢管1和钢支座2；采用FRP布将钢支座2包裹密封；将密封好的钢支座2置于钢管1的内腔的下端；向钢管1内浇筑超高强度混凝土3，待混凝土硬化后即完成本实施例的施工。

实施例2

如图5和图6所示，一种钢板-超高强度混凝土3组合柱结构，包括一钢管1和一钢支座2。

钢管1，横截面为圆形，材质为Q345钢；

如图7和图8所示，钢支座2，材质为Q235钢，均包括一圆形的上端板21、一圆形的下端板22和若干横截面为圆形的连接钢柱23，上端板21和下端板22通过若干连接钢柱23相固接(焊接)，上端板21和下端板22的尺寸相同，且上端板21和下端板22的直径比钢管1的内径小4-6mm，钢支座2的高度为钢管1的直径的1.0-1.5倍；如图7和图 8所示，优选的，连接钢柱23的数目为九，连接上端板21和下端板22，其中一连接钢柱 23位于上端板21的中心，其余八连接钢柱23沿上端板21的周缘呈等间隔排列；

钢支座2经完全包覆FRP布后置于钢管1的内腔的下端，钢管1内浇筑有等级为C150 或其以上的超高强度混凝土3，使得在较大载荷作用下，钢管1内的变形主要集中于钢支座2，即钢支座2中的连接钢柱23发生塑性变形来耗散能量，而超高强度混凝土3不发生破坏，保证组合柱在较大的变形下仍能具备良好的承载能力。

上端板21和下端板22的厚度为30-35mm，每一钢支座2的若干连接钢柱23的横截面的总面积为上端板21的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土3达到极限压应变前，所述钢支座2的连接钢柱23均已进入屈服阶段。

本实施例的施工方法为：

在工厂加工钢管1和钢支座2；采用FRP布将钢支座2包裹密封；将密封好的钢支座 2置于钢管1的内腔的下端；向钢管1内浇筑超高强度混凝土3，待超高强度混凝土3硬化后即完成本实施例的施工。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。