[发明专利]矩形钢管混凝土柱及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其是一种矩形钢管混凝土柱及其施工方法。

背景技术

随着高层建筑的发展，矩形钢管混凝土被越来越多的建筑结构采用，同时也逐渐表现出一些不足，主要如下：矩形钢管对混凝土的约束不如圆形钢管；为了防止钢管壁压屈，要控制宽厚比，造成钢材浪费，同时也限制了高强度钢在钢管混凝土结构中的应用。

为了提高钢管壁局部屈曲能力，采取的构造措施有约束拉杆，借助约束拉杆的拉结作用增强钢管壁的稳定性；设置横向对拉片，工作原理与约束拉杆相同；设置角部隅撑，角部隅撑给钢管的每个面提供了两个约束力，限制局部屈曲。

为了满足工程建设的需要，需要寻找一种新的构造措施来提高矩形钢管混凝土柱的钢管壁局部屈曲能力。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种矩形钢管混凝土柱及其施工方法，它能有效提高钢管壁局部屈曲性能。

本发明是这样实现的：矩形钢管混凝土柱，包括矩形钢管、混凝土柱，在矩形钢管的中部设有十字形的预应力杆，预应力杆的端头连接有矩形垫片，矩形垫片贴合在矩形钢管的外侧上；矩形垫片包括贴合在矩形钢管长边上的长边矩形垫片以及贴合在矩形钢管短边上的短边矩形垫片；其中，混凝土柱的横截面长边的边长分别为a，混凝土柱的横截面长边的边长分别为b，矩形钢管的壁厚为c；预应力杆直径不小于2.5c；矩形垫片厚度不小于3c，长边矩形垫片的短边不小于a/4，长边矩形垫片的短边平行于混凝土柱的横截面长边，长边矩形垫片的长边不小于0.3a，长边矩形垫片的长边与混凝土柱的横截面相垂直；短边矩形垫片的短边不小于b/5，短边矩形垫片的短边平行于混凝土柱的横截面短边，短边矩形垫片的长边不小于0.24b，短边矩形垫片的与混凝土柱的横截面相垂直，长边矩形垫片的中心与矩形钢管的长边中点重合，短边矩形垫片的中心与矩形钢管的短边中点重合，长边矩形垫片在柱高方向的间距不大于a，短边矩形垫片在柱高方向的间距不大于b。

矩形钢管混凝土柱的施工方法，在矩形钢管上先预先留好用于贯穿预应力杆的孔洞，将预应力杆插入孔洞中，浇筑混凝土，等混凝土达到28天强度时，张拉预应力杆，对预应力杆施加的预应力不小于其端头连接的矩形垫片的面积与混凝土柱强度乘积的二分之一。

与现有的技术相比，本发明针对工程中常用的矩形钢管混凝土柱进行了改进，在矩形钢管结构中增加预应力杆，采用利用预应力杆约束矩形钢管混凝土柱，通过预应力杆的预应力挤压矩形垫片，从而使矩形垫片挤压钢管壁，进而挤压混凝土柱，来提高钢管壁局部屈曲性能，此结构能较好提高矩形钢管混凝土柱的钢管壁局部屈曲能力，各项指标都有大幅提高。本发明结构简单，成本低廉，使用效果好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：矩形钢管混凝土柱，包括矩形钢管1、混凝土柱4，在矩形钢管1的中部设有十字形的预应力杆3，预应力杆3的端头连接有矩形垫片，矩形垫片贴合在矩形钢管1的外侧上；矩形垫片包括贴合在矩形钢管1长边上的长边矩形垫片2以及贴合在矩形钢管1短边上的短边矩形垫片5；其中，混凝土柱4的横截面长边的边长分别为a，混凝土柱4的横截面长边的边长分别为b，矩形钢管1的壁厚为c；预应力杆3直径不小于2.5c；矩形垫片厚度不小于3c，长边矩形垫片2的短边不小于a/4，长边矩形垫片2的短边平行于混凝土柱4的横截面长边，长边矩形垫片2的长边不小于0.3a，长边矩形垫片2的长边与混凝土柱4的横截面相垂直；短边矩形垫片5的短边不小于b/5，短边矩形垫片5的短边平行于混凝土柱4的横截面短边，短边矩形垫片5的长边不小于0.24b，短边矩形垫片5的与混凝土柱4的横截面相垂直，长边矩形垫片2的中心与矩形钢管1的长边中点重合，短边矩形垫片5的中心与矩形钢管1的短边中点重合，长边矩形垫片2在柱高方向的间距不大于a，短边矩形垫片5在柱高方向的间距不大于b。

矩形钢管混凝土柱的施工方法，在矩形钢管1上先预先留好用于贯穿预应力杆3的孔洞，将预应力杆3插入孔洞中，浇筑混凝土，等混凝土达到28天强度时，张拉预应力杆3，对预应力杆3施加的预应力不小于其端头连接的矩形垫片的面积与混凝土柱4强度乘积的二分之一。

表1

根据表1可以看出，实施例中设置有预应力杆的钢管混凝土柱各项指标有大幅度提高。