[实用新型]一种减震防撞钢管混凝土柱

说明书

本实用新型公开了一种减震防撞钢管混凝土柱，包括多边形钢管和由连接在所述多边形钢管外侧至少一个钢管面上的弧形波纹钢片形成的多腔钢管，所述弧形波纹钢片的波纹为环向波纹，弧形波纹钢片的圆心角不大于180度，弧形波纹钢片的弦长不大于所连接的多边形钢管面宽度，所述弧形波纹钢片的厚度不小于1.5mm，高度不大于多边形钢管的高度，多边形钢管内填充核心混凝土，弧形波纹钢片和多边形钢管形成的空腔内填充阻尼材料。本实用新型能有效保证弧形波纹钢片约束阻尼材料和多边形钢管混凝土协同工作，既能抵抗和减缓水平撞击，也能在地震作用增加多边形钢管混凝土的阻尼和承载力，约束多边形钢管的屈曲变形，提高多边形钢管混凝土的抗震延性。

技术领域

本实用新型涉及建筑与桥梁工程技术领域，具体涉及一种减震防撞钢管混凝土柱。

背景技术

随着我国汽车业和航运业的快速发展，汽车和轮船撞击桥梁和建筑的事故时有发生。目前建筑和桥梁结构防撞主要采用刚性防撞和柔性防撞两种方式。刚性防撞主要通过局部增大结构柱的面积来抵抗撞击，其通过事故车辆和船只的损伤变形来减少对结构的撞击力。柔性防撞主要通过给结构柱包裹柔性缓冲材料来吸能，从而减小结构的损伤。柔性防撞设计中柔性缓冲材料跟结构柱分离，不与结构柱共同承受撞击以外的荷载。另外，我国又是地震多发国家，很多结构都要进行抗震设计，而通过提高结构的阻尼可以有效地减少结构的地震响应。应该指出，撞击和罕遇地震在结构服役期间都是小概率事件，目前将防撞设计和减震设计分别设计具有不经济性，应该将防撞材料同时作为结构的减震材料。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种减震防撞钢管混凝土柱，将防撞设计和减震设计合为一体。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种减震防撞钢管混凝土柱，包括多边形钢管和由连接在所述多边形钢管外侧至少一个钢管面上的弧形波纹钢片形成的多腔钢管，所述弧形波纹钢片的波纹为环向波纹，弧形波纹钢片的圆心角不大于180度，弧形波纹钢片的弦长不大于所连接的多边形钢管面宽度，所述弧形波纹钢片的厚度不小于1.5mm，高度不大于多边形钢管的高度，所述多边形钢管内填充核心混凝土，弧形波纹钢片和多边形钢管形成的空腔内填充阻尼材料。

优选的，所述多边形钢管为热轧钢管、钢板或型钢焊接钢管中的一种，管壁厚度不小于6mm。

优选的，所述多边形钢管内填充的核心混凝土为普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土的一种，混凝土强度等级不等于C30。

优选的，所形成的多边形钢管混凝土为实心钢管混凝土或空心钢管混凝土。

优选的，所述阻尼材料为橡胶混凝土、泡沫金属、橡胶、轻骨料混凝土、普通混凝土、纤维增强混凝土或高分子聚合物的一种或多种。

优选的，所述多边形钢管和弧形波纹钢片的连接方式为焊接或端板螺栓连接。

优选的，所述多边形钢管和弧形波纹钢片的钢材材料采用碳素结构钢或低合金钢，质量等级不低于B级。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型的多边形钢管和弧形波纹钢片连接形成整体多腔钢管，多边形钢管内填充混凝土，弧形波纹钢片和多边形钢管形成的空腔内填充阻尼材料，如此能有效保证弧形波纹钢片约束阻尼材料和多边形钢管混凝土协同工作，既能抵抗和减缓水平撞击，也能在地震作用增加多边形钢管混凝土的阻尼和承载力，约束多边形钢管的屈曲变形，提高多边形钢管混凝土的抗震延性。

2)波纹钢片一方面其本身受水平撞击后的变形能力强，能有效缓冲水平撞击；另一方面波纹钢片的环向刚度大，能够约束阻尼材料的横向变形，提高阻尼材料吸能能力。

3)本实用新型根据钢管混凝土柱各侧面遭遇撞击风险的不同，灵活布置弧形波纹钢片，在弧形波纹钢片和多边形钢管形成的空腔内填充不同的阻尼材料。