專利名稱：一種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及土木工程中的結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱。
背景技術(shù)：
鋼管混凝土柱由于其良好的受力性能在高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來越多。與傳統(tǒng)的圓形和方形鋼管混凝土柱相比，矩形、L形、T形、十字形等異形截面鋼管混凝土柱能更好地滿足建筑平面布置要求，有效避免柱角外露，增加房屋使用凈空，因此在我國許多工程中逐步得到了應(yīng)用。然而矩形、L形、T形、十字形等異形鋼管混凝土柱中，鋼管壁對核心混凝土所能提供的約束作用不如圓形鋼管混凝土柱，荷載作用下異形鋼管長邊由于寬厚比相對較大，更容易發(fā)生局部屈曲，因此異形鋼管混凝土柱的承載力和延性都不如圓形鋼管混凝土柱。為了改善異形鋼管混凝土柱的力學(xué)性能，有學(xué)者提出在構(gòu)件長邊方向每隔一 定間距布置約束拉桿，形成帶約束拉桿鋼管混凝土柱。研究表明，這種約束拉桿的布置，能夠有效延緩鋼管壁的局部屈曲，改善鋼管壁對混凝土的約束效應(yīng)，提高構(gòu)件的承載力與延性，是完善異形鋼管混凝土柱受力性能的有效途徑。但是普通約束拉桿對鋼管壁以及核心混凝土的這種約束作用是一種被動約束，只有當(dāng)構(gòu)件產(chǎn)生一定膨脹和橫向變形以后才能發(fā)揮效應(yīng)，不能最大限地發(fā)揮鋼管和混凝土的作用，從而使鋼管混凝土柱在受力初期，易發(fā)生變形，降低其承載力。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶預(yù)應(yīng)力約束拉桿的可避免鋼管混凝土柱在受力初期，發(fā)生變形，降低其承載力的受力性能優(yōu)良、施工方便的約束拉桿異形鋼管混凝土柱。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，包括異形鋼管，所述的異形鋼管內(nèi)填充有混凝土，所述的異形鋼管的長邊方向設(shè)置有若干個約束拉桿，所述的約束拉桿為預(yù)應(yīng)力約束拉桿。所述的預(yù)應(yīng)力約束拉桿由性能等級為8. 8級或10. 9級的高強(qiáng)度螺栓副組成，所述的螺栓副包括螺桿和螺帽，所述的異形鋼管設(shè)置有螺桿孔道，所述的螺桿穿過所述的螺桿孔道與所述的螺帽相螺接。所述的螺桿的帽端與所述的異形鋼管的鋼管壁之間及所述的螺帽與所述的異形鋼管的鋼管壁之間分別設(shè)置有墊片，進(jìn)一步增加承載力。所述的螺桿孔道的直徑比所述的螺桿的直徑大1-2毫米。所述的異形鋼管包括矩形鋼管、L形鋼管、T形鋼管和十字形鋼管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(I)提高構(gòu)件的承載力。本實(shí)用新型所述預(yù)應(yīng)力約束拉桿，在異形鋼管混凝土柱受力初期，就能對鋼管壁提供側(cè)向支撐，可有效防止鋼管壁的局部屈曲，從而提高異形鋼管混凝土柱的承載力。(2)提高構(gòu)件的變形能力。本實(shí)用新型所述預(yù)應(yīng)力約束拉桿，起預(yù)應(yīng)力箍筋的作用，在異形鋼管混凝土柱受力初期，就對鋼管內(nèi)核心混凝土提供主動約束，有效提高混凝土的強(qiáng)度和極限變形能力。(3)減小構(gòu)件峰值荷載下的軸向變形，提高構(gòu)件的前期剛度。本實(shí)用新型所述預(yù)應(yīng)力約束拉桿，在異形鋼管混凝土柱受力初期，對鋼管內(nèi)核心混凝土提供的主動約束，將減小異形鋼管混凝土柱峰值荷載下的軸向變形，提高構(gòu)件的前期剛度。(4)施工方便。本實(shí)用新型所述帶預(yù)應(yīng)力約束拉桿異形鋼管混凝土柱，其預(yù)應(yīng)力約束拉桿為高強(qiáng)度螺栓副，在構(gòu)件受荷前，通過擰緊高強(qiáng)度螺栓副的螺帽在螺桿中產(chǎn)生預(yù)拉力，由螺桿的預(yù)拉力對鋼管壁和核心混凝土進(jìn)行預(yù)壓，施工過程方便。綜上所述，本實(shí)用新型一種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，括異性鋼管混凝土柱 和預(yù)應(yīng)力約束拉桿，采用預(yù)應(yīng)力約束拉桿，即在構(gòu)件受荷前，對約束拉桿進(jìn)行預(yù)拉從而在鋼管壁和核心混凝土中產(chǎn)生橫向預(yù)壓力，則能將這種被動約束轉(zhuǎn)化成對鋼管壁和混凝土的主動約束，最大限地發(fā)揮鋼管和混凝土的作用，進(jìn)一步改善鋼管混凝土柱的力學(xué)性能，為帶預(yù)應(yīng)力約束拉桿異形鋼管混凝土柱在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供技術(shù)支持。

圖I為本實(shí)用新型帶預(yù)應(yīng)力約束拉桿矩形鋼管混凝土柱正視圖；圖2為圖I的橫截面剖示圖；圖3為本實(shí)用新型帶預(yù)應(yīng)力約束拉桿L形鋼管混凝土柱正視圖；圖4為圖3的橫截面剖示圖；圖5為本實(shí)用新型帶預(yù)應(yīng)力約束拉桿T形鋼管混凝土柱正視圖；圖6為圖5的橫截面剖示圖；圖7為本實(shí)用新型帶預(yù)應(yīng)力約束拉桿十字形鋼管混凝土柱正視圖；圖8為圖7的橫截面剖示圖。圖中1、異形鋼管；2、混凝土 ；3、螺桿；4、螺帽；5、墊片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例本實(shí)用新型一種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，包括異形鋼管1，異形鋼管I內(nèi)填充有混凝土 2，異形鋼管I的縱向長邊方向設(shè)置有3個約束拉桿，約束拉桿為預(yù)應(yīng)力約束拉桿。在此具體實(shí)施例中，預(yù)應(yīng)力約束拉桿由性能等級為8. 8級或10. 9級的高強(qiáng)度螺栓副組成，螺栓副包括螺桿3和螺帽4，異形鋼管I設(shè)置有螺桿孔道，螺桿3穿過螺桿孔道與螺帽4相螺接；螺桿3的帽端與異形鋼管I的鋼管壁之間及螺帽4與異形鋼管I的鋼管壁之間分別設(shè)置有墊片5 ;螺桿孔道的直徑比螺桿3的直徑大1-2毫米；異形鋼管I包括矩形鋼管(如圖I所示)、L形鋼管(如圖2所示)、T形鋼管(如圖3所示)和十字形鋼管(如圖4所示)。其中約束拉桿的個數(shù)除3個外，還可以為4、5、6等等數(shù)個。制作方法首先將4塊鋼板拼焊成圖I、圖2、圖3或圖4中的異形鋼管1，拼焊前在設(shè)置約束拉桿的地方機(jī)械鉆孔，孔徑視螺桿3直徑而定，比螺桿3大1-2毫米，形成螺桿孔道；然后在異形鋼管I的鋼管壁中澆注混凝土 2，參照圖I、圖2、圖3、圖4，在澆注混凝土 2前，先在螺桿孔道處插入圓鋼或塑料圓管，圓鋼或塑料圓管的直徑與異形鋼管I的鋼管壁中螺桿孔道 的直徑大致相等，而后澆注混凝土 2 ;待混凝土 2強(qiáng)度達(dá)到一定值后，將圓鋼或塑料圓管拔出；從螺桿孔道穿入高強(qiáng)螺桿3并與螺帽4相連，螺桿3的帽端與異形鋼管I的鋼管壁及螺帽4與異形鋼管I的鋼管壁之間分別加墊片5，通過專用扭矩扳手?jǐn)Q緊螺帽4即可。根據(jù)不同受力要求，異形鋼管I的管壁上預(yù)應(yīng)力約束拉桿的數(shù)量和縱、橫向間距可調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，包括異形鋼管，所述的異形鋼管內(nèi)填充有混凝土，所述的異形鋼管的長邊方向設(shè)置有若干個約束拉桿，其特征在于所述的約束拉桿為預(yù)應(yīng)カ約束拉桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，其特征在于所述的預(yù)應(yīng)カ約束拉桿由性能等級為8. 8級或10. 9級的高強(qiáng)度螺栓副組成，所述的螺栓副包括螺桿和螺帽，所述的異形鋼管設(shè)置有螺桿孔道，所述的螺桿穿過所述的螺桿孔道與所述的螺帽相螺接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，其特征在于所述的螺桿的帽端與所述的異形鋼管的鋼管壁之間及所述的螺帽與所述的異形鋼管的鋼管壁之間分別設(shè)置有墊片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，其特征在于所述的螺桿孔道的直徑比所述的螺桿的直徑大1-2毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，其特征在于所述的異形鋼管包括矩形鋼管、L形鋼管、T形鋼管和十字形鋼管。
專利摘要本實(shí)用新型一種帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱，包括異形鋼管，異形鋼管內(nèi)填充有混凝土，異形鋼管的長邊方向設(shè)置有若干個約束拉桿，特點(diǎn)是該約束拉桿為預(yù)應(yīng)力約束拉桿，預(yù)應(yīng)力約束拉桿由性能等級為8.8級或10.9級的高強(qiáng)度螺栓副組成，螺栓副包括螺桿和螺帽，異形鋼管設(shè)置有螺桿孔道，螺桿穿過螺桿孔道與螺帽相螺接，螺桿的帽端與異形鋼管的鋼管壁之間及螺帽與異形鋼管的鋼管壁之間分別設(shè)置有墊片，優(yōu)點(diǎn)是采用預(yù)應(yīng)力約束拉桿，即在構(gòu)件受荷前，對約束拉桿進(jìn)行預(yù)拉從而在鋼管壁和核心混凝土中產(chǎn)生橫向預(yù)壓力，則能將這種被動約束轉(zhuǎn)化成對鋼管壁和混凝土的主動約束，最大限地發(fā)揮鋼管和混凝土的作用，進(jìn)一步改善鋼管混凝土柱的力學(xué)性能。
文檔編號E04C5/02GK202544241SQ20122000897
公開日2012年11月21日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者唐躍鋒, 李俊華, 王國鋒, 邱棟梁 申請人:寧波大學(xué)