一种内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱

1.一种内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱，其特征在于钢管内设置Y形钢板，Y形钢板两端对称焊接带孔钢板，两带孔钢板内侧与Y形钢板间焊接一个及以上端部加劲板，Y形钢板的相邻钢板之间沿竖向均匀焊接一个以上的横向加劲肋板，带孔钢板之间连接预应力钢绞线；
钢管内壁沿环向均匀焊接横向短钢筋，并沿钢管竖向均匀间隔设置一个以上断面；
Y形钢板安置完成后，浇筑混凝土，形成钢管混凝土柱。
2.根据权利要求1所述的内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱，其特征在于Y形钢板是由三块等面积、等长度的钢板焊接而成，且夹角相等；连接在相邻钢板之间的横向加劲肋板的顶角等于Y形钢板的夹角；Y形钢板与带孔钢板为垂直设置，焊接在Y形钢板的钢板与带孔钢板之间的端部加劲板为直角三角形，两个直角边分别焊接至Y形钢板的钢板与带孔钢板上。
3.根据权利要求1所述的内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱，其特征在于所述的预应力钢绞线沿带孔钢板截面均匀设置3根及以上，通过上部对钢绞线施加预应力。

一种内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种钢管混凝土柱，特别涉及一种内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱。属于建筑工程、桥梁工程等领域，适用于承载力要求大，柱身截面尺寸受材料或使用功能要求无法增大的钢管混凝土柱工程。\n背景技术\n[0002] 钢管混凝土柱是指在钢管中填充混凝土使钢管及其核心混凝土共同承受荷载作用的结构构件，被广泛使用于厂房、框架结构等建筑工程中。在功能上能够将钢管和混凝土的优点结合起来，可使混凝土处于三向受压状态，由于套箍效应，抗压强度提高较大。同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者协同发挥作用，从而大大地提高了承载性能，具体表现为以下几个方面：\n[0003] （1）钢管混凝土柱承载力高、延性好，抗震性能优越，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，具有优越的抗震性能。钢管混凝土构件抗震性也比钢筋混凝土构件强得多，结构的吸能性能好，无刚度退化或退化效应小，因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。\n[0004] （2）施工方便，工期大大缩短，钢管混凝土结构施工时，钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，同时简化了混凝土的养护工艺。\n[0005] （3）有利于钢管的耐火和防火，由于钢管内填有混凝土，能吸收大量的热能，增加了柱子的耐火时间。\n[0006] （4）耐腐蚀性能优于钢结构，钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积减少，受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多，抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。\n[0007] 具备上述优点的同时，对于抗震及承载力要求较高的建筑，目前的钢管混凝土柱由于一般内部不设钢筋，承载力难以达到较高的标准；对于建筑物的使用功能提出内部空间有较高要求的情况，普通钢管混凝土柱由于无法增大截面尺寸而难以满足其承载要求；\n此外混凝土与钢管之间的连接强度也是影响结构整体受力性能的重要因素，但实际工程中往往对此考虑不足。\n[0008] 综上所述，随着钢管混凝土柱在高层建筑、桥梁工程及大跨度结构中越来越多的被采用，目前亟需发明一种承载力高、安装方便、施工快速的劲芯钢管混凝土柱，以满足建筑物不断提高的高承载力及使用功能对大空间的需求。\n发明内容\n[0009] 本实用新型的目的在于提供一种内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱，将钢管混凝土柱与Y形钢板组合利用，同时通过预应力钢绞线施加预应力大幅提高柱的承载力及稳定性，整体承载力高、延性好、抗震性能优越，适用于高层建筑及桥梁等工程中。\n[0010] 为了实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：\n[0011] 一种内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱，其特征在于钢管内设置Y形钢板，Y形钢板两端对称焊接带孔钢板，两带孔钢板内侧与Y形钢板间焊接一个及以上端部加劲板，Y形钢板的相邻钢板之间沿竖向均匀焊接一个以上的横向加劲肋板，带孔钢板之间连接预应力钢绞线；\n[0012] 钢管内壁沿环向均匀焊接横向短钢筋，并沿钢管竖向均匀间隔设置一个以上断面；\n[0013] Y形钢板安置完成后，浇筑混凝土，形成钢管混凝土柱。\n[0014] 前述的内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱，其特征在于Y形钢板是由三块等面积、等长度的钢板焊接而成，且夹角相等；连接在相邻钢板之间的横向加劲肋板的顶角等于Y形钢板的夹角；Y形钢板与带孔钢板为垂直设置，焊接在Y形钢板的钢板与带孔钢板之间的端部加劲板为直角三角形，两个直角边分别焊接至Y形钢板的钢板与带孔钢板上。\n[0015] 前述的内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱，其特征在于所述的预应力钢绞线沿带孔钢板截面均匀设置3根及以上，通过上部对钢绞线施加预应力。\n[0016] 本实用新型具有以下的特点和有益效果：\n[0017] （1）钢管内插的Y形钢板，其惯性矩大于同面积环形、矩形、工字形等截面，使钢管混凝土柱具有更好的抗水平承载性能，同时达到节约钢材、降低造价的目的。\n[0018] （2）Y形钢板的加筋作用及预应力钢绞线的施加预应力效应，可以在不增大柱截面的情况下显著提高钢管混凝土柱的竖向及水平承载性能，并可大幅改善核心混凝土的受力性能。\n[0019] （3）钢管内壁焊接横向短钢筋，可以增强钢管与混凝土之间的连接性能，横向加劲肋板可增强Y形钢板与混凝土之间的连接性能，大大提高结构的整体性，同时操作简单易行，具有较好的经济技术效益。\n附图说明\n[0020] 图1是本实用新型内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱断面图；\n[0021] 图2是本实用新型Y形钢板立体图。\n[0022] 图中：1-钢管，2-Y形钢板，3-带孔钢板，4-端部加劲板，5-预应力钢绞线，6-横向加劲肋板，7-混凝土，8-横向短钢筋。\n具体实施例\n[0023] Y形钢板的焊接工艺、钢管的安装及防腐、混凝土的浇注工艺等本实施例中不再累述，具体阐述本实用新型涉及结构的实施方式。\n[0024] 图1是本实用新型内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱断面图，图2是本实用新型Y形钢板立体图，参照图1、图2所示，一种内插Y形钢板的劲芯钢管混凝土柱，钢管1采用Q345钢材，其外径为1000mm、壁厚为12mm、长度为3000mm，混凝土7采用C30混凝土，其特征在于钢管1内设置Y形钢板2，Y形钢板2两端对称焊接带孔钢板3，两带孔钢板3内侧与Y形钢板2间焊接端部加劲板4，Y形钢板2的3块钢板上下两侧均焊接一个端部加劲板\n4，Y形钢板2的相邻钢板之间沿竖向均匀间隔600mm焊接一个横向加劲肋板6，带孔钢板3之间连接预应力钢绞线5，预应力钢绞线5沿带孔钢板3截面均匀设置3根，通过上部对钢绞线施加预应力，预应力钢绞线5采用1×7型公称直径为15.2mm的II级预应力混凝土用钢绞线。\n[0025] 带孔钢板3为厚度为10mm、直径为900mm的圆形钢板，开孔的孔径为20mm，开孔边缘距离带孔钢板3周边的距离不小于30mm。端部加劲板4采用厚度为8.0mm、直角边长为\n250mm的等腰直角三角形钢板。横向加劲肋板6采用厚度为8.0mm、直角边长为450mm的等腰直角三角形钢板。\n[0026] 钢管1内壁沿环向均匀焊接横向短钢筋8，并沿钢管1竖向均匀间隔设置一个以上断面，横向短钢筋8采用直径14mm、长度为30mm的HRB335级钢筋。\n[0027] Y形钢板2安置完成后，浇筑混凝土7，形成钢管混凝土柱。\n[0028] Y形钢板2是由三块等面积、等长度的钢板焊接而成，且夹角相等，Y形钢板2由厚度为8.0mm、宽度为450mm、长度为3000mm的Q235钢板焊接而成；连接在相邻钢板之间的横向加劲肋板6的顶角等于Y形钢板2的夹角；Y形钢板2与带孔钢板3为垂直设置，焊接在Y形钢板2的钢板与带孔钢板3之间的端部加劲板4为直角三角形，两个直角边分别焊接至Y形钢板2的钢板与带孔钢板3上。