增强约束型矩形钢管混凝土柱的制作方法

1.本实用新型涉及建筑结构中的组合结构领域。


背景技术：

2.钢管混凝土柱具有承载力高、抗震性能好等优点，可以充分发挥钢管和混凝土的优点。矩形钢管混凝土柱的节点构造简单、施工方便，但是矩形钢管对内部混凝土的约束较弱，长边的中点位置约束最弱，不能起到很好的约束作用，对内部混凝土抗压强度的影响较小，相对于相同含钢率的圆形钢管混凝土柱，其承载力较小。为了提高矩形钢管混凝土柱的承载力，需增强钢管对内部混凝土的约束作用。


技术实现要素：

3.为了解决矩形钢管混凝土柱对内部混凝土约束较弱、承载力较小的问题，本实用新型公开一种增强约束型矩形钢管混凝土柱，具有构造简单、承载力高和施工方便等优点。
4.本实用新型的技术方案是：由l形钢板、约束杆、锁定杆、内撑杆和混凝土组成；约束杆、锁定杆和内撑杆都为钢构件；两块l形钢板拼接形成矩形钢管，拼接位置采用角焊缝连接；约束杆焊接在l形钢板的两个内侧面上，约束杆沿l形钢板的高度方向均匀布置，l形钢板两个内侧面上约束杆的高度不同，同一高度处约束杆的数量根据l形钢板的肢长和设计要求确定，最少为1根，约束杆的竖向间距根据设计确定；两块l形钢板上约束杆的高度不同，各个约束杆之间不互相碰撞，两块l形钢板拼接成矩形钢管时，水平位置相同的两组约束杆间形成圆形孔道；锁定杆位于约束杆形成的圆形孔道内，锁定杆的外径小于圆形孔道的内径；内撑杆位于锁定杆的孔道内，内撑杆撑开锁定杆给约束杆施加预拉力；两块l形钢板形成的矩形钢管内充填混凝土。
5.所述约束杆为u字形，由平直段和半圆弧组成，焊接在l形钢板长肢上的约束杆，其平直段长度等于l形钢板短肢长度的一半，焊接在l形钢板短肢上的约束杆，其平直段长度等于l形钢板长肢长度的一半，约束杆可以用圆钢或者扁钢制成。
6.所述锁定杆由相同的两部分组成，每一部分断面都为半圆形，中间有弧形凹槽，锁定杆两部分扣起来时断面为圆形，内部形成非圆形孔道，锁定杆的长度等于l形钢板的高度。
7.所述内撑杆的断面为圆形，一端为直螺纹头，内撑杆的长度等于l形钢板的高度。
8.锁定杆的外径小于约束杆形成圆形孔道的内径，容易将锁定杆穿入到约束杆形成的圆形孔道内，通过内撑杆将锁定杆撑开，将约束杆形成的圆形孔道在一个方向上撑大，使分属于两块l形钢板的两组约束杆都产生拉力，拉紧两块l形钢板。在竖向荷载作用下，l形钢板会产生横向变形，有向外鼓出的趋势，受约束杆、锁定杆和内撑杆的约束作用，l形钢板不易鼓出，既能约束内部混凝土，提高其抗压强度，又能避免l形钢板与内部混凝土脱开，保证整体性，同时约束杆和内部混凝土也成为l形钢板的侧向支撑，提高其稳定承载力。同一高度处约束杆的数量可以根据l形钢板的肢长确定，即根据l形钢板的内侧面长度确定，长
度大，可以多设置约束杆，可以增强对内部混凝土的约束作用。对约束杆施加预拉力，可以使约束杆在受荷初期就发挥作用。
9.本实用新型通过约束杆、锁定杆和内撑杆，增强两块l形钢板之间、l形钢板与内部混凝土之间的连接，使l形钢板与内部混凝土能够更好地共同工作，并增强了l形钢板对内部混凝土的约束作用，提高内部混凝土的抗压强度，同时使l形钢板有了侧向支撑，限制了l形钢板的向外鼓曲，提高稳定承载力。本实用新型具有受力性能好、承载力高和施工方便等优点，经济效益较好。
附图说明
10.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
11.图1是本实用新型的断面图。
12.图2是本实用新型的透视轴测图。
13.图3是本实用新型的约束杆的俯视图。
14.图4是本实用新型的锁定杆的断面图。
15.图5是本实用新型的内撑杆的侧视图。
16.图6是本实用新型的锁定杆和内撑杆的组合断面图。
17.图中：1—l形钢板，2—约束杆，3—锁定杆，4—内撑杆，5—混凝土，6—角焊缝，21—平直段，22—半圆弧，41—直螺纹头。
具体实施方式
18.如图1、图2所示，一种增强约束型矩形钢管混凝土柱，由l形钢板(1)、约束杆(2)、锁定杆(3)、内撑杆(4)和混凝土(5)组成；约束杆(2)、锁定杆(3)和内撑杆(4)都为钢构件；两块l形钢板(1)拼接形成矩形钢管，拼接位置采用角焊缝(6)连接；约束杆(2)焊接在l形钢板(1)的两个内侧面上，约束杆(2)沿l形钢板(1)的高度方向均匀布置，l形钢板(1)两个内侧面上约束杆(2)的高度不同，同一高度处约束杆(2)的数量根据l形钢板(1)的肢长和设计要求确定，最少为1根，l形钢板(1)长肢上同一高度有2根约束杆(2)，短肢上同一高度有1根约束杆(2)，约束杆(2)的竖向间距根据设计确定；两块l形钢板(1)上约束杆(2)的高度不同，各个约束杆(2)之间不互相碰撞，两块l形钢板(1)拼接成矩形钢管时，水平位置相同的两组约束杆(2)间形成圆形孔道；锁定杆(3)位于约束杆(2)形成的圆形孔道内，锁定杆(3)的外径小于圆形孔道的内径；内撑杆(4)位于锁定杆(3)的孔道内，内撑杆(4)撑开锁定杆(3)给约束杆(2)施加预拉力；两块l形钢板(1)形成的矩形钢管内充填混凝土(5)。
19.如图3所示，约束杆(2)为u字形，由平直段(21)和半圆弧(22)组成。
20.如图4所示，锁定杆(3)由相同的两部分组成，每一部分断面都为半圆形，中间有弧形凹槽，锁定杆(3)两部分扣起来时断面为圆形，内部形成非圆形孔道。
21.如图5所示，内撑杆(4)的断面为圆形，一端有直螺纹头(41)。
22.如图6所示，内撑杆(4)位于锁定杆(3)内部的孔道内，内撑杆(4)撑开锁定杆(3)，使锁定杆(3)的两部分离开一段距离，在一个方向上撑大锁定杆(3)。


技术特征：
1.一种增强约束型矩形钢管混凝土柱，由l形钢板、约束杆、锁定杆、内撑杆和混凝土组成，其特征是：两块l形钢板拼接形成矩形钢管，拼接位置采用角焊缝连接；约束杆焊接在l形钢板的两个内侧面上，约束杆沿l形钢板的高度方向均匀布置，l形钢板两个内侧面上约束杆的高度不同，同一高度处约束杆的数量最少为1根；两块l形钢板上约束杆的高度不同，两块l形钢板拼接成矩形钢管时，水平位置相同的两组约束杆间形成圆形孔道；锁定杆位于约束杆形成的圆形孔道内，锁定杆的外径小于圆形孔道的内径；内撑杆位于锁定杆的孔道内，内撑杆撑开锁定杆给约束杆施加预拉力；两块l形钢板形成的矩形钢管内充填混凝土。2.根据权利要求1所述的增强约束型矩形钢管混凝土柱，其特征是：约束杆为u字形，由平直段和半圆弧组成，焊接在l形钢板长肢上的约束杆，其平直段长度等于l形钢板短肢长度的一半，焊接在l形钢板短肢上的约束杆，其平直段长度等于l形钢板长肢长度的一半。3.根据权利要求1所述的增强约束型矩形钢管混凝土柱，其特征是：锁定杆由相同的两部分组成，每一部分断面都为半圆形，中间有弧形凹槽，锁定杆两部分扣起来时断面为圆形，内部形成非圆形孔道，锁定杆的长度等于l形钢板的高度。

技术总结
一种增强约束型矩形钢管混凝土柱，由L形钢板、约束杆、锁定杆、内撑杆和混凝土组成，约束杆、锁定杆和内撑杆都为钢构件，两块L形钢板拼接形成矩形钢管，约束杆焊接在L形钢板的两个内侧面上，两块L形钢板上约束杆的高度不同，各个约束杆之间不互相碰撞，两块L形钢板拼接成矩形钢管时，水平位置相同的两组约束杆间形成圆形孔道，锁定杆位于约束杆形成的圆形孔道内，内撑杆位于锁定杆的孔道内，L形钢板形成的矩形钢管内充填混凝土。本实用新型具有受力性能好、承载力高和施工方便等优点，经济效益较好。好。好。


技术研发人员：张征 丛术平 韩金生
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：2021.03.04
技术公布日：2021/11/30