管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件內(nèi)外管連接安裝與計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)工程鋼管混凝土技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及能承受拉力作 用的管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件內(nèi)外管連接安裝與計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鋼管混凝土柱在工業(yè)與民用建筑、橋梁與塔架等結(jié)構(gòu)工程中越來(lái)越廣泛的應(yīng) 用，工程結(jié)構(gòu)對(duì)大跨、高聳、重載的要求也逐漸提高，這就要求構(gòu)件既要有很高的承載力，又 要有較好的延性。目前，工程上出現(xiàn)了一種復(fù)式截面形式的鋼管混凝土柱，這里稱(chēng)為管中管 鋼管混凝土柱，它由同軸心的雙層圓鋼管通過(guò)在管壁內(nèi)部澆注自密實(shí)混凝土而形成，其中， 按內(nèi)層鋼管內(nèi)部是否澆注混凝土的形式分為實(shí)心管中管鋼管混凝土和空心管中管鋼管混 凝土，例如現(xiàn)有技術(shù)CN103603467A和CN103696493A。這種柱截面可有效地減少尺寸大小， 增大有效使用面積，提高鋼管混凝土柱的承載力和耐火安全性。
[0003] 但在工程應(yīng)用中，很多情況下鋼管混凝土組合柱受到的外荷載首先作用在外鋼管 上，當(dāng)承受拉力和壓力作用時(shí)，由于混凝土受壓性能良好，壓力一般可通過(guò)內(nèi)部混凝土傳遞 給內(nèi)鋼管，但是混凝土抗拉能力較差，混凝土基本不能保證將拉力由外鋼管傳遞給內(nèi)鋼管， 這樣在工程應(yīng)用中，并不能滿(mǎn)足受力初期就能完全達(dá)到內(nèi)、外鋼管與混凝土之間共同承受 荷載。為了保證在施工與使用過(guò)程中鋼管與混凝土之間協(xié)同作業(yè)與共同受力，可以采用設(shè) 置傳力支撐的方法，既能滿(mǎn)足內(nèi)、外鋼管拼裝時(shí)同軸心定位的問(wèn)題，也能解決內(nèi)、外鋼管與 混凝土共同受力的問(wèn)題。
[0004] 并且由于這種截面形式的鋼管混凝土組合柱良好的工作效益，為了在工程應(yīng)用中 提高施工進(jìn)度，進(jìn)行管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件連接安裝時(shí)，可以采用經(jīng)法蘭盤(pán)法連接的 內(nèi)、外鋼管預(yù)制件，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，最后澆注混凝土。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，為滿(mǎn)足整體截面共同受力的要求，提 供了一種管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件內(nèi)外管連接安裝與計(jì)算方法，同時(shí)適用于承受壓力作 用的構(gòu)件。
[0006] 外鋼管與內(nèi)鋼管之間采用傳力支撐連接，傳力支撐由連接外鋼管內(nèi)壁與連接內(nèi)鋼 管外壁的兩個(gè)"TT"形鋼板件通過(guò)螺栓連接得到。內(nèi)、外鋼管安裝時(shí)可以通過(guò)螺栓連接控制 螺栓桿的長(zhǎng)短來(lái)定位內(nèi)、外鋼管之間共軸心。
[0007] 本發(fā)明所述的管中管鋼管混凝土主要承受壓力和拉力荷載作用，每個(gè)管中管鋼管 混凝土受拉構(gòu)件可由預(yù)制的每段內(nèi)、外鋼管的端部按照內(nèi)外法蘭盤(pán)法進(jìn)行連接，后期澆注 混凝土而形成。
[0008] 工程中管中管鋼管混凝土柱包括管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件、外鋼管內(nèi)外法蘭 盤(pán)、內(nèi)鋼管外法蘭盤(pán)和傳力支撐。
[0009] 通過(guò)這技術(shù)，可以解決內(nèi)、外鋼管與混凝土的共同受力問(wèn)題，內(nèi)、外鋼管安裝連接 定位問(wèn)題，提高施工進(jìn)度。同時(shí)，為了方便工程應(yīng)用中管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)， 基于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50936《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，提出了管中管鋼管混凝 土受拉構(gòu)件的軸拉承載力計(jì)算公式。
[0010] 本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0011] 管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件內(nèi)外管連接安裝方法，包括外鋼管1、內(nèi)鋼管2,外鋼 管1、內(nèi)鋼管2通過(guò)傳力支撐3的TT形鋼板件31通過(guò)螺帽32和螺桿33定位拼裝。
[0012] 所述鋼管為普通鋼材，普通鋼材的選用和設(shè)計(jì)參數(shù)的選取應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017和《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50936的有關(guān)規(guī)定。承重結(jié) 構(gòu)的圓鋼管可采用焊接圓鋼管、熱軋無(wú)縫鋼管。
[0013] TT形鋼板件在外鋼管1、內(nèi)鋼管2位于位于共軸心的內(nèi)、外鋼管之間。
[0014] 所述傳力支撐3在設(shè)置的鋼管構(gòu)件圓形截面上布置均勻的4個(gè)支撐，兩個(gè)方向的 傳力支撐相互垂直。
[0015] 所述傳力支撐3設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)處，也是每段外鋼管1、內(nèi)鋼管2的端口處， 所述的傳力支撐3只在外鋼管1內(nèi)壁與內(nèi)鋼管2外壁之間，不貫穿兩側(cè)鋼管壁。
[0016] 所述管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件外鋼管1、內(nèi)鋼管2橫截面為圓形，所述傳力支撐 3的一側(cè)鋼板件與外鋼管1的內(nèi)壁垂直焊接，另一側(cè)鋼板件與對(duì)應(yīng)的內(nèi)鋼管2外壁垂直焊 接。
[0017] 所述焊接通過(guò)熔透焊或電渣焊連接。
[0018] 所述外鋼管1、內(nèi)鋼管2為工廠(chǎng)加工的設(shè)置有法蘭盤(pán)連接的預(yù)制件，在施工現(xiàn)場(chǎng)， 每?jī)啥瓮怃摴?通過(guò)分段端口的外鋼管外法蘭盤(pán)11，外鋼管內(nèi)法蘭盤(pán)12連接在一起，每?jī)?段內(nèi)鋼管2通過(guò)分段端口的內(nèi)鋼管外法蘭盤(pán)21連接在一起。
[0019] 所述法蘭盤(pán)上節(jié)柱6和法蘭盤(pán)下節(jié)柱7之間的端口連接按法蘭盤(pán)螺栓連接，宜采 用有加勁板5連接方式，也可采用無(wú)加勁板連接方式。
[0020] 最后通過(guò)澆筑混凝土形成管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件。
[0021] 本發(fā)明的在一目的在于提供一種所述管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件的軸拉承載力 的計(jì)算方法，計(jì)算公式如下：
[0022] 管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件軸心受拉承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件內(nèi)外管連接安裝方法，其特征在于，包括 外鋼管（1)、內(nèi)鋼管（2)，外鋼管（1)、內(nèi)鋼管（2)通過(guò)傳力支撐（3)的π形鋼板件（31) 通過(guò)螺帽（32)和螺桿（33)定位拼裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述傳力支撐（3)在設(shè)置的鋼管構(gòu)件 圓形截面上布置均勻的4個(gè)支撐，按圓截面周長(zhǎng)四分點(diǎn)分別布置，兩個(gè)方向的傳力支撐相 互垂直。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述傳力支撐（3)設(shè)置在每段外鋼 管（1)、內(nèi)鋼管⑵的端口處，所述的傳力支撐（3)只在外鋼管（1)內(nèi)壁與內(nèi)鋼管⑵外壁 之間，不貫穿兩側(cè)鋼管壁。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝方法，其特征在于，所述管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件外 鋼管（1)、內(nèi)鋼管（2)橫截面為圓形，所述傳力支撐（3)的一側(cè)鋼板件與外鋼管（1)的內(nèi)壁 垂直焊接，另一側(cè)鋼板件與對(duì)應(yīng)的內(nèi)鋼管（2)外壁垂直焊接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的安裝方法，其特征在于，所述焊接為熔透焊或電渣焊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的安裝方法，其特征在于，所述外鋼管（1)、內(nèi) 鋼管（2)為工廠(chǎng)加工的設(shè)置有法蘭盤(pán)連接的預(yù)制件，每?jī)啥瓮怃摴埽?)通過(guò)分段端口的外 鋼管外法蘭盤(pán)（11)，外鋼管內(nèi)法蘭盤(pán)（12)連接在一起，每?jī)啥蝺?nèi)鋼管（2)通過(guò)分段端口的 內(nèi)鋼管外法蘭盤(pán)（21)連接在一起。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的安裝方法，其特征在于，所述法蘭盤(pán)上節(jié)柱（6)和法蘭盤(pán)下節(jié) 柱（7)之間采用按法蘭盤(pán)螺栓連接，宜采用有加勁板（5)連接方式，也可采用無(wú)加勁板連接 方式。
8. -種根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述安裝方法獲得的管中管鋼管混凝土受拉 構(gòu)件的軸拉承載力的計(jì)算方法，計(jì)算公式如下：
式中：ρ 一一考慮構(gòu)件不能保證共同受力影響的折減系數(shù)。當(dāng)采用本發(fā)明的內(nèi)、外管連 接安裝方法，0取為1(按圖8a所示）；當(dāng)按其它形式時(shí)，0 (按圖8b所示）需要通過(guò)相關(guān) 試驗(yàn)測(cè)試得到。 η一一管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件從外至內(nèi)鋼管總層數(shù)； fs,i一一第i層鋼管的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa); As i--第i層鋼管的面積（mm2)。
9. 一種管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所 述安裝方法獲得。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件內(nèi)外管連接安裝方法，包括外鋼管1、內(nèi)鋼管2，外鋼管1、內(nèi)鋼管2通過(guò)傳力支撐3的П形鋼板件31通過(guò)螺帽32和螺桿33定位拼裝。以及提供一種本發(fā)明管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件的軸拉承載力的計(jì)算方法。通過(guò)設(shè)置傳力支撐的方法，保證了內(nèi)、外鋼管拼裝時(shí)的正確定位，保證了管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件在施工與使用過(guò)程中鋼管與混凝土之間協(xié)同作業(yè)與共同受力，滿(mǎn)足承載力設(shè)計(jì)的要求。通過(guò)采用工廠(chǎng)法蘭盤(pán)法連接的內(nèi)、外鋼管預(yù)制件，減少了各段管中管鋼管混凝土受拉構(gòu)件之間連接拼裝的時(shí)間。
【IPC分類(lèi)】E04C3-34, E01D19-02, E04C3-293
【公開(kāi)號(hào)】CN104652704
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510043535
【發(fā)明人】查曉雄, 萬(wàn)城勇
【申請(qǐng)人】查曉雄
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日