專利名稱：一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于土木建筑工程中承重的管柱，特別是一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，管材約束混凝土或者纖維復(fù)合材料(FRP)約束混凝土是兩種常用的約束混凝土構(gòu)件的形式。在管材約束混凝土方面，將混凝土置于外層鋼管的約束下可以有效地克服混凝土脆性大、延性差的缺點，并具有承載力高、施工方便等優(yōu)點，因而得到廣泛應(yīng)用；但是，外層鋼管混凝土也存在一些缺點，最突出的問題是外層鋼管易銹蝕，并且大直徑鋼管的用鋼量偏大，外層鋼管的加工費較高。而FRP約束混凝土結(jié)構(gòu)在約束性能上類似于鋼管，通過FRP的約束作用使混凝土處于三向應(yīng)力狀態(tài)，從而提高混凝土的強度，并改善其塑性和韌性性能，具有承載力高、耐腐蝕和耐久性好等優(yōu)點，但FRP材料價格較高、抗剪強度低、抗火性能差是其主要缺點。在實際工程中，鋼管混凝土管柱或者FRP管混凝土管柱主要形式為實心截面的承重柱，其通常被用作軸心受壓構(gòu)件或荷載偏心率較小的壓彎構(gòu)件。但當(dāng)構(gòu)件長細(xì)比或荷載偏心率較大時，其承載力很大程度上將由其抗彎剛度控制，此時實心鋼管混凝土管柱或者 FRP管混凝土管柱的截面靠近形心部位的材料并不能提供多少抗彎剛度，但卻增加了構(gòu)件的自重。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能提高管柱抗彎剛度或者減少重量的空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，可用于新建或者加固改造的工程，特別適用于海洋、潮濕、鹽漬地和鹽堿地等易被腐蝕的惡劣環(huán)境下的建筑、橋梁等工程中。本實用新型的技術(shù)方案是一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由PVC外層管、內(nèi)層鋼管以及位于PVC外層管及內(nèi)層鋼管之間的混凝土層組合構(gòu)成空心管柱。所述PVC外層管及內(nèi)層鋼管橫截面的幾何圖形的中心互相重合。所述PVC外層管的橫截面包括空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形，所述內(nèi)層鋼管的橫截面包括空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形；空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形橫截面的PVC外層管中的一種與所述空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形橫截面的內(nèi)層鋼管中的一種進(jìn)行組合。所述混凝土層包括帶鋼筋的混凝土層或者不帶鋼筋的混凝土層。本實用新型的有益效果是1、有效提高力學(xué)性能；在PVC外層管和內(nèi)層鋼管共同約束下，混凝土材料的受力性能得到明顯改善，同時混凝土也大大地提高了 PVC外層管和內(nèi)層鋼管的強度和剛度，防止發(fā)生屈曲。采用與實心的管柱相同重量材料加工等長的空心管柱與等長的實心管柱相比，由于內(nèi)層鋼管采用空心結(jié)構(gòu)，大大提高了空心管柱抗彎剛度、抗壓強度及抗震性能；或者說，等長的空心管柱比具有相同抗彎剛度及抗壓強度的等長的實心管柱的重量輕、節(jié)省原材料。2、施工方便；PVC外層管和內(nèi)層鋼管本身就是耐側(cè)壓的模板，在現(xiàn)場澆灌混凝土?xí)r，可省去模板的施工，并可適應(yīng)先進(jìn)的泵灌混凝土工藝，因此，本組合結(jié)構(gòu)，可簡化現(xiàn)場施工安裝工藝、減少施工用地并縮短工期。3、PVC外層管防銹蝕性能、耐磨性和韌彈性良好，耐酸堿力極強、化學(xué)穩(wěn)定性好，耐寒、抗曬；內(nèi)層鋼管的內(nèi)壁表面積較小，經(jīng)良好的防銹蝕處理，使用壽命可達(dá)40年以上，因此，本組合結(jié)構(gòu)可廣泛用于新建或者加固改造的工程，特別適用于海洋、潮濕、鹽漬地和鹽堿地等易被腐蝕的惡劣環(huán)境下的建筑、橋梁等工程中。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圓形PVC外層管、混凝土層與圓形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圓形PVC外層管、混凝土層與矩形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圓形PVC外層管、混凝土層與正方形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是矩形PVC外層管、混凝土層與圓形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是矩形PVC外層管、混凝土層與矩形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是矩形PVC外層管、混凝土層與正方形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是正方形PVC外層管、混凝土層與圓形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是正方形PVC外層管、混凝土層與矩形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是正方形PVC外層管、混凝土層與正方形內(nèi)層鋼管組合的空心管柱結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中1 一 PVC外層管、2—混凝土層、3—內(nèi)層鋼管、4一圓形PVC外層管、 5-矩形PVC外層管、6—正方形PVC外層管、7—圓形內(nèi)層鋼管、8—矩形內(nèi)層鋼管、9一正方形內(nèi)層鋼管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。實施例1如附圖1所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)由PVC外層管1、內(nèi)層鋼管3以及位于PVC外層管1及內(nèi)層鋼管3之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱。PVC外層管1及內(nèi)層鋼管3橫截面的幾何圖形的中心互相重合?；炷翆影◣т摻畹幕炷翆踊蛘卟粠т摻畹幕炷翆?。實施例2如附圖2所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由圓形PVC外層管4、圓形內(nèi)層鋼管7以及位于圓形PVC外層管4與圓形內(nèi)層鋼管7之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱?，F(xiàn)場施工時，先將圓形PVC外層管4和圓形內(nèi)層鋼管7固定安裝就位，并保證圓形PVC 外層管4與圓形內(nèi)層鋼管7的橫截面互相同心，然后在圓形PVC外層管4與圓形內(nèi)層鋼管 7之間澆灌混凝土層2。實施例3如附圖3所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由圓形PVC外層管4、矩形內(nèi)層鋼管8以及位于圓形PVC外層管4與矩形內(nèi)層鋼管8之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱?，F(xiàn)場施工時，先將圓形PVC外層管4和矩形內(nèi)層鋼管8固定安裝就位，并保證圓形PVC外層管4與矩形內(nèi)層鋼管8橫截面的幾何圖形的中心互相重合，然后在圓形PVC外層管4 與矩形內(nèi)層鋼管8之間澆灌混凝土層2。實施例4如附圖4所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由圓形PVC外層管4、正方形內(nèi)層鋼管9以及位于圓形PVC外層管4與正方形內(nèi)層鋼管9之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱?，F(xiàn)場施工時，先將圓形PVC外層管4和正方形內(nèi)層鋼管9固定安裝就位，并保證圓形PVC外層管4與正方形內(nèi)層鋼管9橫截面的幾何圖形的中心互相重合，然后在圓形PVC 外層管4與正方形內(nèi)層鋼管9之間澆灌混凝土層2。實施例5如附圖5所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由矩形PVC外層管5、圓形內(nèi)層鋼管7以及位于矩形PVC外層管5與圓形內(nèi)層鋼管7之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱?，F(xiàn)場施工時，先將矩形PVC外層管5和圓形內(nèi)層鋼管7固定安裝就位，并保證矩形PVC 外層管5與圓形內(nèi)層鋼管7橫截面的幾何圖形的中心互相重合，然后在矩形PVC外層管5 與圓形內(nèi)層鋼管7之間澆灌混凝土層2。實施例6如附圖6所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由矩形PVC外層管5、矩形內(nèi)層鋼管8以及位于矩形PVC外層管5與矩形內(nèi)層鋼管8之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱。現(xiàn)場施工時，先將矩形PVC外層管5和矩形內(nèi)層鋼管8固定安裝就位，并保證矩形PVC 外層管5與矩形內(nèi)層鋼管8橫截面的幾何圖形的中心互相重合，然后在矩形PVC外層管5 與矩形內(nèi)層鋼管8之間澆灌混凝土層2。實施例7如附圖7所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由矩形PVC外層管5、正方形內(nèi)層鋼管9以及位于矩形PVC外層管5與正方形內(nèi)層鋼管9之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱?，F(xiàn)場施工時，先將矩形PVC外層管5和正方形內(nèi)層鋼管9固定安裝就位，并保證矩形PVC外層管5與正方形內(nèi)層鋼管9橫截面的幾何圖形的中心互相重合，然后在矩形PVC 外層管5與正方形內(nèi)層空心管9之間澆灌混凝土層2。實施例8如附圖8所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由正方形PVC外層管6、圓形內(nèi)層鋼管7以及位于正方形PVC外層管6與圓形內(nèi)層鋼管7之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱。現(xiàn)場施工時，先將正方形PVC外層管6和圓形內(nèi)層鋼管7固定安裝就位，并保證正方形PVC外層管6與圓形內(nèi)層鋼管7橫截面的幾何圖形的中心互相重合，然后在正方形PVC 外層管6與圓形內(nèi)層鋼管7之間澆灌混凝土層2。實施例9如附圖9所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由正方形PVC外層管6、矩形內(nèi)層鋼管8以及位于正方形PVC外層管6與矩形內(nèi)層鋼管8之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱?，F(xiàn)場施工時，先將正方形PVC外層管6和矩形內(nèi)層鋼管8固定安裝就位，并保證正方形PVC外層管6與矩形內(nèi)層鋼管8橫截面的幾何圖形的中心互相重合，然后在正方形PVC 外層管6與矩形內(nèi)層鋼管8之間澆灌混凝土層2。實施例10如附圖10所示一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由正方形PVC外層管6、正方形內(nèi)層鋼管9以及位于正方形PVC外層管6與正方形內(nèi)層鋼管9之間的混凝土層2組合構(gòu)成空心管柱。現(xiàn)場施工時，先將正方形PVC外層管6和正方形內(nèi)層鋼管9固定安裝就位， 并保證正方形PVC外層管6與正方形內(nèi)層鋼管9橫截面的幾何圖形的中心互相重合，然后在正方形PVC外層管6與正方形內(nèi)層鋼管9之間澆灌混凝土層2。
權(quán)利要求1.一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于由PVC外層管(1 )、內(nèi)層鋼管(3)以及位于 PVC外層管(1)及內(nèi)層鋼管(3)之間的混凝土層(2)組合構(gòu)成空心管柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述PVC外層管(1)及內(nèi)層鋼管(3)橫截面的幾何圖形的中心互相重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述PVC外層管 (1)的橫截面包括空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形，所述內(nèi)層鋼管(3)的橫截面包括空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形；空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形橫截面的PVC外層管(1)中的一種與所述空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形橫截面的內(nèi)層鋼管(3)中的一種進(jìn)行組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述混凝土層(2)包括帶鋼筋的混凝土層或者不帶鋼筋的混凝土層。
專利摘要本實用新型涉及一種空心管柱的組合結(jié)構(gòu)，由PVC外層管、內(nèi)層鋼管以及位于PVC外層管與內(nèi)層鋼管之間的混凝土層組合構(gòu)成。所述PVC外層管與內(nèi)層鋼管橫截面的幾何圖形的中心互相重合。PVC外層管或者內(nèi)層鋼管的橫截面包括空心的圓形、空心的正方形或者空心的矩形，其中PVC外層管中的一種可根據(jù)需要與內(nèi)層鋼管中的一種進(jìn)行組合?；炷翆影◣т摻畹幕炷翆踊蛘卟粠т摻畹幕炷翆?。本實用新型能提高空心管柱的力學(xué)性能、抗彎剛度、抗壓強度、抗震性能及防腐蝕性能；施工方便，縮短工期；可用于新建或者加固改造的工程，特別適用于海洋、潮濕、鹽漬地和鹽堿地等易被腐蝕的惡劣環(huán)境下的建筑、橋梁等工程中。
文檔編號E04C3/34GK202090517SQ20112018055
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者易萍華, 楊鳳, 楊澤平, 梁炯豐, 謝勝軍, 顧連勝 申請人:東華理工大學(xué)