一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法与流程

本发明涉及建筑施工混凝土柱领域，具体地涉及一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法。

背景技术：

1、现代建筑不断向高层、大跨及重承载方向发展，传统的钢管混凝土结构往往由于材料强度值偏低和限制轴压比不能过高而不可避免地使得建筑的底层存在较多粗短柱。在结构性高能化设计大背景下，采用高强钢对结构中粗短柱构件进行优化设计，可为工程结构轻量化提供有益借鉴。

2、传统的方形钢管混凝土柱，钢材强度低、管壁厚且用钢量大、截面尺寸大、局部屈曲现象显著、约束效应差，亟待改善增强其受力性能。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法。

2、本发明采用如下技术方案来实现：一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法，包括拼接式外包钢管、焊缝填料、缀材、核心混凝土；

3、所述拼接式外包钢管由组l形冷弯带肋钢板与组i形冷弯带肋钢板通过若干焊缝填料焊接而成，所述拼接式外包钢管呈矩形，所述缀材焊接于拼接式外包钢管内部，所述核心混凝土填充于拼接式外包钢管内部；

4、所述焊缝填料设于l形冷弯带肋钢板与i形冷弯带肋钢板连接处夹缝内；

5、所述l形冷弯带肋钢板呈对称式等边l形结构；

6、所述i形冷弯带肋钢板呈一字型结构；

7、所述l形冷弯带肋钢板与i形冷弯带肋钢板两端均设有冷弯弧，若干所述缀材焊接于l形冷弯带肋钢板与i形冷弯带肋钢板所设冷弯弧上。

8、进一步的，所述拼接式外包钢管的内部焊接有不同长度的缀材进行截面加强，若干所述缀材交错布置，设有倍钢管壁厚的间距。

9、进一步的，所述核心混凝土其类型为高强混凝土时，等级不低于c80；其类型为高延性混凝土时，其抗压强度等级不应低于60mpa；其类型为超高性能混凝土时，其抗压强度等级不应低于120mpa。

10、进一步的，所述l形冷弯带肋钢板与i形冷弯带肋钢板的材料采用q690结构钢。

11、进一步的，包括以下步骤：

12、s1:将l形冷弯带肋钢板与缀材焊接形成整体；

13、s2:在步骤s1基础上，将若干i形冷弯带肋钢板通过焊缝填料与l形冷弯带肋钢板焊接为整体，将缀材两端焊接于若干i形冷弯带肋钢板之上；

14、s3:重复步骤s1和s2，通过焊接，形成由若干l形冷弯带肋钢板、i形冷弯带肋钢板、缀材组成的板件组合体；

15、s4:将步骤s1～s3形成的两个板件组合体，通过若干缀材利用焊接方式，形成整体；

16、s5:将若干l形冷弯带肋钢板和缀材分别焊接形成整体，然后在步骤s4基础上，通过焊缝填料焊接为最终的拼接面钢管组合截面；

17、s6:在步骤s5形成的拼接式钢管截面内浇筑核心混凝土，形成附设缀材约束的拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱。

18、有益效果

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、面向现代结构高性能化，提出的一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱，相比于传统的无加劲肋普通强度方形钢管混凝土柱，优势及创新性体现在：

21、(1)提出的新型高强薄壁钢管混凝土柱，采用冷弯带肋高强钢板及附设缀材约束，可有效降低截面宽厚比，提升板件局部稳定性，避免板件过早失稳破坏。

22、(2)新型高强薄壁钢管混凝土柱中提出的l形冷弯带肋钢板与i形冷弯带肋钢板中的冷弯弧及其延伸段可增加钢板与核心混凝土的嵌固作用，提升柱子钢与混凝土协同工作整体性；附设缀材可增加对核心混凝土的横向约束效应，增加核心混凝土的延性及强度，进一步提高该类组合柱的抗震性能。

23、(3)新型高强薄壁钢管混凝土柱中高强钢板件的冷弯加劲肋及缀材可有效降低施工阶段混凝土浇筑时对钢管的初始变形和施工应力，有效避免施工应力超限，避免混凝土浇筑引起的高强薄壁钢管爆管现象。

24、(4)新型高强薄壁钢管混凝土柱采用q690高强钢材，可有效降低管壁厚度，减小截面尺寸；新型柱钢构件部分可通过工厂预制，运至工程现场后整体吊装，标准化程度高，可用于高层建筑、重型工业厂房及大型公共建筑中的大尺寸承重柱。

技术特征：

1.一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法，其特征在于：所述拼接式外包钢管(1)的内部焊接有不同长度的缀材(3)进行截面加强，若干所述缀材(3)交错布置，设有5倍钢管壁厚的间距。

3.根据权利要求1所述的一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法，其特征在于：所述核心混凝土(4)其类型为高强混凝土时，等级不低于c80；其类型为高延性混凝土时，其抗压强度等级不应低于60mpa；其类型为超高性能混凝土时，其抗压强度等级不应低于120mpa。

4.根据权利要求1所述的一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法，其特征在于：所述l形冷弯带肋钢板(5)与i形冷弯带肋钢板(6)的材料采用q690结构钢。

5.根据权利要求1～4任一所述的拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱的建造方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了建筑施工混凝土柱领域的一种拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱及其建造方法，包括拼接式外包钢管、焊缝填料、缀材、核心混凝土，拼接式外包钢管由组L形冷弯带肋钢板与组I形冷弯带肋钢板通过若干焊缝填料焊接而成，缀材焊接于拼接式外包钢管内部，核心混凝土填充于拼接式外包钢管内部，拼接式新型高强薄壁钢管混凝土柱首先在工厂完成高强钢子板件及缀材的焊接，其次运输至工程现场整体吊装并浇筑管内的核心混凝土，形成钢管混凝土组合柱；充分发挥了高强钢管轻质高强的高性能特点，提出的新型柱建造高效、整体性好，抗震性能优良。

技术研发人员：李军心,汪斌,黄周锋,叶财发,黄先荣,邱昇诚,刘富盛,王建涛,李东芳,李华芳
受保护的技术使用者：福建铭泰集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19