一种装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱

本发明涉及海洋工程和建筑结构领域，特别涉及装配式结构柱。

背景技术：

1、海洋具有丰富的自然资源，特别是能源和矿产资源，开发海洋资源对于社会经济发展极为重要。远洋海洋资源开发在很大程度上依赖于岛礁基础设施，而岛礁工程建设远离陆地，自然环境恶劣，资源匮乏，交通极为不便，且岛礁结构处于高湿、高盐雾、高辐射的海洋环境，腐蚀问题极为突出。

2、已有的现浇混凝土结构，由于钢筋的腐蚀问题，不能够使用海水、海砂等岛礁资源拌制混凝土，因而大量原材料的长距离运输导致工程建造成本高，且现浇方式施工导致工期相对较长，也会显著增加施工成本。而适合于装配式施工的钢结构，由于材料在海洋环境下极易腐蚀，也不适用于岛礁工程建设。因此，采用耐腐蚀性能优异的高性能混凝土、铝合金和纤维复材，提高结构的预制化程度与采用装配式施工，并且直接利用岛礁资源拌制混凝土，是解决目前岛礁工程建设所面临主要困难的有效途径。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱，采用先预制、后拼装的方式将组合模壳与铝合金管进行装配，具有标准化程度高、生产简单、自重小、易于运输与装配等特点。此外，组合柱具有耐海洋环境腐蚀性能优异、满足装配化施工要求，且能有效利用岛礁材料，因而有效减少原材料的运输成本，在岛礁工程建设中具有良好的应用前景。

2、本发明的技术方案如下：一种装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱，包括外围的组合模壳（100）、内部的铝合金管（200）、以及填充在组合模壳（100）与铝合金管（200）之间的海水海砂混凝土（300），其特征在于：组合模壳（100）由带预留孔道（1）的盖板（2）和侧板（3）通过植筋杆（4）组合起来；所述植筋杆（4）通过结构胶（5）锚固在盖板（2）和侧板（3）的预留孔道（1）所形成的连通孔道中；所述定位管（6）贯通铝合金管（200）的横截面，沿正交方向设置，其长度与组合模壳（100）的内净空尺寸一致；所述铝合金管（200）的两端外伸出组合模壳（100），与梁柱节点（400）连接；所述对拉螺杆（7），贯穿在定位管（6）中，通过拧紧两端的紧固螺母（8）施加预紧力，将组合模壳（100）与铝合金管（200）的装配起来；所述对拉螺杆（7）和紧固螺母（8），在现场施工中用作侧向支撑（500）的固定点，并在施工完成后拆除。在施工现场完成组合模壳（100）与铝合金管（200）组合体的吊装和临时固定后，再在组合模壳（100）与铝合金管（200）的间隙中，浇注海水海砂混凝土（300）。盖板（2）和侧板（3）为纤维织物（9）增强高性能水泥基预制板。对拉螺杆（7）贯穿组合模壳（100）所需的安装孔（10），按照定位管（6）的实际位置钻取，无需在盖板（2）和侧板（3）中预留。

3、相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱，模壳采用单块预制的方式制作，加工简单、运输方便，且在岛礁施工现场拼装时，组合模壳通过植筋杆和结构胶进行植筋连接，容错性高，装配难度小、效率高；通过定位管定位，组合模壳装配内部空腔尺寸精准度高；采用对拉螺杆和紧固螺母施加预紧力，实现了组合模壳与铝合金管的高效装配；组合模壳与铝合金管的组合体完全采用装配式施工，且自重小，有效降低了岛礁现场施工对大型设备的要求，施工简便；对拉螺杆可以兼做施工时侧向支撑的临时固定点，简化了施工工艺，且对拉螺杆和紧固螺母可以重复利用，经济性好。此外，高性能水泥基组合模壳和铝合金管均不存在锈蚀问题，在海洋环境下的耐腐蚀性突出，且外包组合模壳对内部铝合金管具有良好的防护性能，有效避免了了铝合金管直接暴露可能导致的抗火、抗磨耗性能不足的缺陷；组合模壳与铝合金管的间隙直接使用海水海砂混凝土进行填充，有效提高了组合柱的整体受力性能，且避免了砂石、淡水等大宗原材的长距离运输，经济性突出。附图说明

4、图1是装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱截面示意图;

5、图2是对拉螺杆连接示意图;

6、图3是装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱现场施工示意图

7、图中：1‒预留孔道、2‒盖板、3‒侧板、4‒植筋杆、5‒结构胶、6‒定位管、7‒对拉螺杆、8‒紧固螺母、9‒纤维织物、10‒安装孔、100‒组合模壳、200‒铝合金管、300‒海水海砂混凝土、400‒梁柱节点、500‒侧向支撑。

技术特征：

1.一种装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱，包括外围的组合模壳（100）、内部的铝合金管（200）、以及填充在组合模壳（100）与铝合金管（200）之间的海水海砂混凝土（300），其特征在于：组合模壳（100）由带预留孔道（1）的盖板（2）和侧板（3）通过植筋杆（4）组合起来；所述植筋杆（4）通过结构胶（5）锚固在盖板（2）和侧板（3）的预留孔道（1）所形成的连通孔道中；所述定位管（6）贯通铝合金管（200）的横截面，沿正交方向设置，其长度与组合模壳（100）的内净空尺寸一致；所述铝合金管（200）的两端外伸出组合模壳（100），与梁柱节点（400）连接；所述对拉螺杆（7），贯穿在定位管（6）中，通过拧紧两端的紧固螺母（8）施加预紧力，将组合模壳（100）与铝合金管（200）装配起来；所述对拉螺杆（7）和紧固螺母（8），在现场施工中用作侧向支撑（500）的固定点，并在施工完成后拆除。

2.根据权利要求1所述的一种装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱，其特征在于：在施工现场完成组合模壳（100）与铝合金管（200）组合体的吊装和临时固定后，再在组合模壳（100）与铝合金管（200）的间隙中，浇注海水海砂混凝土（300）。

3.根据权利要求1所述的一种装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱，其特征在于：盖板（2）和侧板（3）为纤维织物（9）增强高性能水泥基预制板。

4.根据权利要求1所述的一种装配式水泥基模壳-铝合金管组合柱，其特征在于：对拉螺杆（7）贯穿组合模壳（100）所需的安装孔（10），按照定位管（6）的实际位置钻取，无需在盖板（2）和侧板（3）中预留。

技术总结
本发明公开了：一种装配式水泥基模壳‑铝合金管组合柱，包括外围的组合模壳（100）、内部的铝合金管（200）、以及填充在组合模壳（100）与铝合金管（200）之间的海水海砂混凝土（300），其特征在于：组合模壳（100）由带预留孔道（1）的盖板（2）和侧板（3）通过植筋杆（4）组合起来；所述定位管（6）贯通铝合金管（200）的横截面，沿正交方向设置，其长度与组合模壳（100）的内净空尺寸一致；所述铝合金管（200）的两端外伸出组合模壳（100），与梁柱节点（400）连接；所述对拉螺杆（7），贯穿在定位管（6）中，通过拧紧两端的紧固螺母（8）施加预紧力，将组合模壳（100）与铝合金管（200）装配起来。相比于已有技术，本发明的装配式水泥基模壳‑铝合金管组合柱，采用先预制、后拼装的方式将组合模壳与铝合金管进行装配，易于运输与装配，且耐海洋环境腐蚀性能优异，在岛礁工程建设中具有良好的应用前景。

技术研发人员：单波,秦培成,李天宇,秦术杰
受保护的技术使用者：海南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1