一种新型方形钢管混凝土柱

1.本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种新型方形钢管混凝土柱。


背景技术：

2.针对一般形式的方形钢管混凝土的钢管对核心混凝土约束作用差而导致承载力低、延性差等缺点，部分学者提出了一些改进的方法，主要包括：在方形截面钢管上开螺栓口，设置对拉约束拉杆，如图1所示，在现有方形钢管(10) 上开螺栓口，设置第二拉杆(100)。已有研究结果表明，该改进方法能形成有效拉结，整体约束效应较高，能较大提高柱的延性和承载力，缺点在于螺栓孔的开设对钢管的强度有削弱，螺帽外露占用空间且影响结构外观。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种新型方形钢管混凝土柱，以克服现有针对一般形式的方形钢管混凝土改进措施的缺点和不足。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种新型方形钢管混凝土柱，包括方形钢管、约束立杆、连接件、混凝土，所述方形钢管沿竖直方向延伸，所述方形钢管内填充有混凝土，所述约束立杆竖直穿过方形钢管内的混凝土，所述方形钢管内的混凝土中设有沿竖直方向依次分布的若干组连接件，每组连接件之间设有一定距离，每组连接件包括若干根横向水平设置的连接件，所述连接件的一端与方形钢管连接，所述连接件的另一端与约束立杆连接；
5.所述连接件设为u形连接件；
6.所述连接件与约束立杆为锁扣连接；
7.所述连接件与方形钢管为焊接连接。
8.进一步地，所述连接件设为u形钢筋拉杆。
9.进一步地，所述连接件由直径为方形钢管壁厚的1.5-2倍，且不小于10mm 的钢筋制作成型。
10.进一步地，所述约束立杆由直径为方形钢管壁厚的3-4倍，且不小于20mm 的钢筋制作成型。
11.进一步地，所述约束立杆包括第一约束立杆，所述第一约束立杆设于方形钢管内的中间；每组连接件包括四根横向水平设置的第一连接件，四根第一连接件分别设于第一约束立杆的四周。
12.进一步地，所述约束立杆还包括四根第二约束立杆，四根第二约束立杆分别设于方形钢管内的四个夹角。
13.进一步地，每组连接件还包括八根横向水平设置的第二连接件，每根第二约束立杆分别与方形钢管内夹角的两侧之间通过第二连接件连接。
14.综上所述，运用本实用新型的技术方案，具有如下的有益效果：本实用新型的结构
设计合理，通过连接件的一端与方形钢管连接，连接件的另一端与约束立杆连接，从而通过连接件与约束立杆两者协同工作，有效地延缓钢板局部屈曲的发生，提高方形钢管整体约束效应，进而提高方形钢管混凝土柱的承载力、延性及抗震性能。设置u形连接件与方形钢管为焊接连接，与约束立杆锁扣连接，u 形连接件与约束立杆两者协同工作，解决了设置约束拉杆需要开设螺栓口导致钢管强度削弱，螺帽外露占用空间和影响外观的问题。
附图说明
15.图1是现有技术的方形钢管混凝土的水平剖面结构示意图；
16.图2是本实用新型的第一种方形钢管混凝土的水平剖面结构示意图；
17.图3是本实用新型的第一种方形钢管混凝土的竖向剖面结构示意图；
18.图4是本实用新型的第二种方形钢管混凝土的水平剖面结构示意图；
19.图5是本实用新型的第二种方形钢管混凝土的竖向剖面结构示意图；
20.图6是本实用新型的第三种方形钢管混凝土的水平剖面结构示意图；
21.图7是本实用新型的第三种方形钢管混凝土的竖向剖面结构示意图；
22.附图标记说明：10-现有方形钢管，20-现有混凝土，100-第二拉杆。
23.1-方形钢管；2-约束立杆，201-第一约束立杆，202-第二约束立杆；3-连接件，301-第一连接件，302-第二连接件；4-混凝土，5-焊接连接处，6-锁扣连接处。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但并不构成对本实用新型保护范围的限制。
25.在本实用新型中，为了更清楚的描述，作出如下说明：观察者面对附图3进行观察，观察者左侧设为左，观察者右侧设为右，观察者前方设为前，观察者后方设为后，观察者上面设为上，观察者下面设为下，应当指出文中的术语“前端”、“后端”、“左侧”“右侧”“中部”“上方”“下方”等指示方位或位置关系为基于附图所设的方位或位置关系，仅是为了便于清楚地描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的结构或零部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于为了清楚或简化描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量。
26.参见图2到7，本实施例提供一种新型方形钢管混凝土柱，包括方形钢管1、约束立杆2、连接件3、混凝土4，方形钢管1沿竖直方向延伸，方形钢管1内填充有混凝土4，约束立杆2竖直穿过方形钢管1内的混凝土4，方形钢管1内的混凝土4中设有沿竖直方向依次分布的若干组连接件3，每组连接件3之间设有一定距离，每组连接件3包括若干根横向水平设置的连接件3，连接件3的一端与方形钢管1连接，连接件3的另一端与约束立杆2连接。作用：通过连接件的一端与方形钢管连接，连接件的另一端与约束立杆连接，从而通过连接件与约束立杆两者协同工作，有效地延缓钢板局部屈曲的发生，提高方形钢管整体约束效应，进而提高方形钢管混凝土柱的承载力、延性及抗震性能。其中约束立杆2和连接件3共同组成加强件，加强件通过内置于方形钢管内，从而用于提高方形钢管混凝土柱延性、稳定性和承载力。在实际设置时：上述连接件3根据距厚比需要设置，也就是说在方形钢管混凝土柱中沿纵向每隔一定间距的横截面内侧上设置横向水平连接件。
27.具体地，连接件3设为u形连接件。
28.具体地，连接件3设为u形钢筋拉杆。
29.具体地，连接件3与约束立杆2为锁扣连接，可参见图2中的锁扣连接处5。在实际设置时：由于u形连接件相比其他形状更便于和约束立杆进行锁扣连接，因此上述约束立杆2在柱内竖直穿过u形连接件时，两者锁扣连接在一起协同工作。
30.具体地，连接件3与方形钢管1为焊接连接，可参见图2中的焊接连接处6。
31.具体地，连接件3由直径为方形钢管1壁厚的1.5-2倍，且不小于10mm的钢筋制作成型。
32.具体地，约束立杆2由直径为方形钢管1壁厚的3-4倍，且不小于20mm的钢筋制作成型。
33.具体地，参见图2到3，约束立杆2包括第一约束立杆201，第一约束立杆 201设于方形钢管1内的中间；每组连接件3包括四根横向水平设置的第一连接件301，四根第一连接件301分别设于第一约束立杆201的四周。
34.具体地，参见图4到7，约束立杆2还包括四根第二约束立杆202，四根第二约束立杆202分别设于方形钢管1内的四个夹角。
35.具体地，每组连接件3还包括八根横向水平设置的第二连接件302，每根第二约束立杆202分别与方形钢管1内夹角的两侧之间通过第二连接件302连接。由图2到7可知，第一约束立杆、第一连接件与第二约束立杆、第二连接件之间可以是部分单独存在于方形钢管混凝土柱中，也可以是共同存在于方形钢管混凝土柱中，根据实际需要自行选择即可。
36.需要说明的是：上述方形钢管1可以为普通钢管或高强钢管或薄壁钢管，上述混凝土4可以为普通混凝土或高强混凝土或再生混凝土。
37.本实用新型优点与效果是：
38.1、设置u形连接件与方形钢管为焊接连接，与约束立杆锁扣连接，u形连接件与约束立杆两者协同工作，解决了设置加劲肋、栓钉不能形成对拉，约束效应不强的问题，同时也解决了设置约束拉杆、约束拉杆和劲化带需要开设螺栓口导致钢管强度削弱，螺帽外露占用空间和影响外观的问题。
39.2、u形连接件和约束立杆的布置可以根据距厚比(连接件的距离与方形钢管厚度的比值)需要灵活设置。
40.3、混凝土、u形连接件和约束立杆三者之间配合，有效地延缓方形钢管局部屈曲的发生，提高方形钢管整体约束效应，进而提高方形钢管混凝土柱的承载力、延性及抗震性能。
41.4、具有施工方便、焊接工作量小、节点构造简单、经济性好、节约模板等特点。
42.该新型方形钢管混凝土柱非常适用于高层、超高层建筑、防护结构等工程。
43.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。