充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构及其施工方法与流程

本发明涉及钢管混凝土技术领域，具体涉及一种充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构及其施工方法。

背景技术：

钢管混凝土构件可以充分发挥钢管和混凝土两种不同材料的优势，具有承载力高、延性好和施工方便等优点，可以满足我国现代土木工程结构向大跨、高耸和受力复杂的发展和工业化的需求。因此，钢管混凝土构件大量应用于工业和民用建筑、桥梁等土木工程结构中，成为普遍采用的结构构件形式之一。

在实际应用中，钢管混凝土构件以钢管混凝土柱的形式在土木工程中应用，主要承受弯矩和轴向压力的作用。基于自身构造的特点，钢管混凝土构件截面是一种实心截面，与管截面相比，在承受弯矩作用时中部的混凝土材料几乎不能提供抗力，这导致不可避免地存在材料浪费。而且，钢管混凝土构件质量大不利于运输，增加了建造成本，不能满足我国建筑工业化的需求。

技术实现要素：

本发明主要解决现有技术中存在构件材料浪费和质量大的不足，提供了一种充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构及其施工方法，其具有构件质量轻、材料利用率高、承载能力高、变形协调性好和施工方便的特点。提高结构的合理性和强度，减少构件材料浪费从而降低施工成本。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构，包括若干呈矩形阵列式分布的基板，所述的基板上均设有若干呈垂直状分布的钢管混凝土柱，所述的钢管混凝土柱上端均设有与钢管混凝土柱相插嵌式套接的节点柱套，两水平方向相邻的节点柱套间设有与节点柱套相螺栓连接固定的横梁。所述的钢管混凝土柱包括钢管，所述的钢管内设有若干充气压杆，所述的充气压杆与钢管间、两两充气压杆间均设有填充混凝土。

作为优选，所述的充气压杆包括气囊，所述的气囊内设有高压空气。

作为优选，所述的气囊呈管状结构，采用高气密性的pvc柔性材质。

作为优选，所述的横梁采用h型钢。

作为优选，所述的充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构的施工方法，包括如下操作步骤：

第一步：先制备钢管混凝土柱，取钢管在灌浆架上竖直放置，底部采用木盘塞嵌套连接并与地面保持小于木盘塞嵌套凸台高度的间隙，将若干充气压杆固定在钢管内部。

第二步：在灌浆架上完成充气压杆与钢管的装配放置后，通过灌浆机将搅拌好的填充混凝土，通过管路由柱塞泵灌入钢管内，直至与钢管上端齐平，同时木盘塞在填充混凝土的重力作用下与地面接触，让木盘塞保持与钢管的套接固定。

第三步：制备完钢管混凝土柱后，接着等填充混凝土凝固后，将底端的钢管混凝土柱与基板凸台式定位剖口焊接固定，采用基板与地面螺栓固定，接着上下两钢管混凝土柱间插嵌节点柱套，节点柱套与钢管混凝土柱采用卡槽式抱箍结构螺栓紧固。

第四步：两节点柱套间插嵌横梁并采用螺栓紧固，与钢管组成钢结构框架。

作为优选，填充混凝土以每立方米使用水：175千克；水泥：463千克；砂：511千克；石子：1251千克的比例混合，同时添加萘系高效减水剂在混凝土搅拌机内进行15分钟～20分钟的搅拌过程。

作为优选，填充混凝土灌入钢管后在灌浆架上放置2～3小时进行初凝固型，使得灌入钢管内的填充混凝土不再流动，接着将钢管平放至地面并取下木盘塞，放置24小时以上完成终凝固型后取用。

作为优选，高压空气以400kpa～500kpa的内压充入气囊。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构及其施工方法，与现有技术相比较，具有构件质量轻、材料利用率高、承载能力高、变形协调性好和施工方便的特点。提高结构的合理性和强度，减少构件材料浪费从而降低施工成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中的钢管混凝土柱的横截面图。

图3是本发明中的钢管混凝土柱的剖面图。

图4是本发明中的充气压杆的示意图。

图中：横梁1，节点柱套2，钢管混凝土柱3，基板4，钢管5，充气压杆6，填充混凝土7，气囊8，高压空气9。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1-4所示，一种充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构，包括4个呈正方形结构分布的基板4，基板4上均设有2层呈垂直状分布的钢管混凝土柱3，钢管混凝土柱3上端均设有与钢管混凝土柱3相插嵌式套接的节点柱套2，两水平方向相邻的节点柱套2间设有与节点柱套2相螺栓连接固定的横梁1。横梁1采用h型钢。钢管混凝土柱3包括钢管5，钢管5内设有4个相环形贴合的充气压杆6，充气压杆6包括气囊8，气囊8呈管状结构，采用高气密性的pvc柔性材质。气囊8内设有高压空气9。充气压杆6与钢管5间、两两充气压杆6间均设有填充混凝土7。

充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构的施工方法包括如下操作步骤：

第一步：先制备钢管混凝土柱3，取钢管5在灌浆架上竖直放置，底部采用木盘塞嵌套连接并与地面保持小于木盘塞嵌套凸台高度的间隙，将4个充气压杆6固定在钢管5内部。高压空气9以450kpa的内压充入气囊8。

第二步：在灌浆架上完成充气压杆6与钢管5的装配放置后，通过灌浆机将搅拌好的填充混凝土7，填充混凝土7以每立方米使用水：175千克；水泥：463千克；砂：511千克；石子：1251千克的比例混合，同时添加萘系高效减水剂在混凝土搅拌机内进行18分钟的搅拌过程。通过管路由柱塞泵灌入钢管5内，直至与钢管5上端齐平，同时木盘塞在填充混凝土7的重力作用下与地面接触，让木盘塞保持与钢管5的套接固定。

填充混凝土7灌入钢管5后在灌浆架上放置3小时进行初凝固型，使得灌入钢管5内的填充混凝土7不再流动，接着将钢管5平放至地面并取下木盘塞，放置24小时以上完成终凝固型后取用。

第三步：制备完钢管混凝土柱3后，接着等填充混凝土7凝固后，将底端的钢管混凝土柱5与基板4凸台式定位剖口焊接固定，采用基板4与地面螺栓固定，接着上下两钢管混凝土柱3间插嵌节点柱套2，节点柱套2与钢管混凝土柱3采用卡槽式抱箍结构螺栓紧固。

第四步：两节点柱套2间插嵌横梁1并采用螺栓紧固，与钢管5组成钢结构框架。

综上所述，该充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构及其施工方法，具有构件质量轻、材料利用率高、承载能力高、变形协调性好和施工方便的特点。提高结构的合理性和强度，减少构件材料浪费从而降低施工成本。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

技术特征：

1.一种充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构，其特征在于：包括若干呈矩形阵列式分布的基板（4），所述的基板（4）上均设有若干呈垂直状分布的钢管混凝土柱（3），所述的钢管混凝土柱（3）上端均设有与钢管混凝土柱（3）相插嵌式套接的节点柱套（2），两水平方向相邻的节点柱套（2）间设有与节点柱套（2）相螺栓连接固定的横梁（1）；所述的钢管混凝土柱（3）包括钢管（5），所述的钢管（5）内设有若干充气压杆（6），所述的充气压杆（6）与钢管（5）间、两两充气压杆（6）间均设有填充混凝土（7）。

2.根据权利要求1所述的充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构，其特征在于：所述的充气压杆（6）包括气囊（8），所述的气囊（8）内设有高压空气（9）。

3.根据权利要求2所述的充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构，其特征在于：所述的气囊（8）呈管状结构，采用高气密性的pvc柔性材质。

4.根据权利要求1所述的充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构，其特征在于：所述的横梁（1）采用h型钢。

5.根据权利要求3所述的充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构的施工方法，其特征在于包括如下操作步骤：

第一步：先制备钢管混凝土柱（3），取钢管（5）在灌浆架上竖直放置，底部采用木盘塞嵌套连接并与地面保持小于木盘塞嵌套凸台高度的间隙，将若干充气压杆（6）固定在钢管（5）内部；

第二步：在灌浆架上完成充气压杆（6）与钢管（5）的装配放置后，通过灌浆机将搅拌好的填充混凝土（7），通过管路由柱塞泵灌入钢管（5）内，直至与钢管（5）上端齐平，同时木盘塞在填充混凝土（7）的重力作用下与地面接触，让木盘塞保持与钢管（5）的套接固定；

第三步：制备完钢管混凝土柱（3）后，接着等填充混凝土（7）凝固后，将底端的钢管混凝土柱（5）与基板（4）凸台式定位剖口焊接固定，采用基板（4）与地面螺栓固定，接着上下两钢管混凝土柱（3）间插嵌节点柱套（2），节点柱套（2）与钢管混凝土柱（3）采用卡槽式抱箍结构螺栓紧固；

第四步：两节点柱套（2）间插嵌横梁（1）并采用螺栓紧固，与钢管（5）组成钢结构框架。

6.根据权利要求5所述的充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构的施工方法，其特征在于：填充混凝土（7）以每立方米使用水：175千克；水泥：463千克；砂：511千克；石子：1251千克的比例混合，同时添加萘系高效减水剂在混凝土搅拌机内进行15分钟～20分钟的搅拌过程。

7.根据权利要求5所述的充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构的施工方法，其特征在于：填充混凝土（7）灌入钢管（5）后在灌浆架上放置2～3小时进行初凝固型，使得灌入钢管（5）内的填充混凝土（7）不再流动，接着将钢管（5）平放至地面并取下木盘塞，放置24小时以上完成终凝固型后取用。

8.根据权利要求5所述的充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构的施工方法，其特征在于：高压空气（9）以400kpa～500kpa的内压充入气囊（8）。

技术总结
本发明涉及一种充气压杆填充的轻型钢管混凝土结构及其施工方法，所属钢管混凝土技术领域，包括若干呈矩形阵列式分布的基板，所述的基板上均设有若干呈垂直状分布的钢管混凝土柱，所述的钢管混凝土柱上端均设有与钢管混凝土柱相插嵌式套接的节点柱套，两水平方向相邻的节点柱套间设有与节点柱套相螺栓连接固定的横梁。所述的钢管混凝土柱包括钢管，所述的钢管内设有若干充气压杆，所述的充气压杆与钢管间、两两充气压杆间均设有填充混凝土。具有构件质量轻、材料利用率高、承载能力高、变形协调性好和施工方便的特点。提高结构的合理性和强度，减少构件材料浪费从而降低施工成本。

技术研发人员：杨渊;周观根;陈伟刚;练继建;陈志华;杜颜胜
受保护的技术使用者：浙江东南网架股份有限公司
技术研发日：2020.02.24
技术公布日：2020.05.12