[发明专利]内置螺旋箍筋方钢管混凝土柱

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域的建筑结构构件，具体涉及一种内置螺旋箍筋方钢管混凝土柱。

背景技术

钢管混凝土结构是钢-混凝土组合结构中的一种形式，是将混凝土填入钢管内而制成，能有效的发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点，具有承载力高、抗震性能好、经济效益显著以及施工快捷等优点。钢管混凝土柱在受力过程中，钢管壁对核心混凝土形成刚性约束作用，钢管和混凝土均处于三向应力状态，混凝土抗压强度和塑性性能均得到了很大的提高，防止了钢管内核心混凝土的脆性破坏。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，钢管混凝土结构作为新型建筑组合结构显示出其广阔的发展前景。

在实际工程中，钢管混凝土结构根据截面形式的不同可分为方钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中方钢管混凝土柱和圆钢管混凝土柱应用较为广泛。圆钢管混凝土柱对核心混凝土各向约束作用比较均匀，约束效果比方钢管混凝土柱好，但是圆钢管混凝土柱在节点连接构造上存在缺点，且与梁连接时必须借助于柱上的牛腿和加强板。方钢管混凝土柱与圆钢管混凝土柱相比具有截面抗弯刚度大、节点构造简单、易于装修等特点，受到人们喜爱，其工程应用也日益增多。但由于方钢管截面由四个直边组成，同一截面处钢管对核心混凝土的约束作用不均匀，约束作用主要集中在四个角部，直边中部约束很薄弱，因此，方钢管混凝土的承载力、延性比同等截面尺寸的圆钢管混凝土低，且管壁易发生局部屈曲，在限制方钢管的宽厚比下，要使钢管壁较厚则增加了用钢量，增大了焊接难度。目前，主要是通过设置钢筋加劲肋或钢板加劲肋或采用约束拉杆的方法，来防止钢板发生局部屈曲和提高钢管对核心混凝土的约束作用，但所采用的方法存在用钢量大、施工复杂、造价高等缺点，不符合工程实际的要求。因此，有必要提出一种合理的方钢管混凝土柱，使方钢混凝土柱不仅具备圆钢管混凝土柱约束性能好的特点，而且可充分发挥方钢管混凝土柱连接构造简便的优势，同时又能够保证结构的经济合理。

发明内容

本发明的目的是提供一种承载力高、延性性能好、抗震性能优越，构造简单、施工简便、经济性好的内置螺旋箍筋方钢管混凝土柱。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

内置螺旋箍筋方钢管混凝土柱，包括方钢管、螺旋箍筋、纵向钢筋和核心混凝土，在螺旋箍筋内壁设置纵向钢筋组成螺旋钢筋笼，将螺旋钢筋笼置于方钢管中心，螺旋钢筋笼的中心轴与方钢管中心轴重合，将核心混凝土填满方钢管内部空间，形成内置螺旋箍筋方钢管混凝土柱。

所述纵向钢筋绑扎或焊接在螺旋箍筋内壁，纵向钢筋的数量不少于4根。

所述方钢管内壁表面到螺旋箍筋外表面的最小距离为30-50mm。

所述螺旋箍筋采用直径为6～12mm的HPB300或HRB335钢筋冷弯加工而成，纵向钢筋采用直径为10～16mm的HRB335或HRB400钢筋。

所述方钢管采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材或Q420钢材制成。

所述核心混凝土采用普通混凝土或高性能混凝土。

本发明提供的内置螺旋箍筋方钢管混凝土柱具有以下显著优点：

1、内置螺旋箍筋方钢管混凝土柱具有承载力高、延性性能好、节省模板、施工速度快等优点。

2、内置螺旋箍筋对核心混凝土的约束、方钢管对核心混凝土的约束、方钢管和螺旋箍筋之间的混凝土对螺旋箍筋的约束，三者协同作用，增强了方钢管混凝土柱的延性和承载力，并有效改善其抗震性能。

3、显著改善了普通方钢管混凝土柱钢管对核心混凝土约束效果差且不均匀的特点，有效地防止方钢管直边钢板发生局部屈曲，充分发挥了钢管和核心混凝土两种材料的作用，提高了钢管混凝土柱强度和延性。

4、与圆钢管混凝土柱相比具有节点连接简单、抵抗弯曲变形能力强、易于装修等特点，同时具备了圆钢管混凝土柱约束性能好的特点，可充分发挥方钢管混凝土柱连接简便的优势。

5、克服了增厚钢板或带钢板加劲肋或钢筋加劲肋或约束拉杆方钢管混凝土柱用钢量大、构造复杂、造价高等缺点。

附图说明

图1是螺旋钢筋笼结构示意图。

图2是内置螺旋箍筋方钢管混凝土柱结构示意图。

图3是图2的截面示意图。

图中：1-方钢管，2-螺旋箍筋，3-纵向钢筋，4-核心混凝土。

具体实施方式

为了更清楚说明本发明的技术方案，下面结合图1、图2、图3，对本发明进行详细的描述。