專利名稱：一種具有抗剪功能的scs鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土后形成的結(jié)構(gòu)。鋼和混凝土兩種材料相互彌補(bǔ)彼此的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮彼此的長處，使鋼管混凝土具有很高的承載力，有優(yōu)良的力學(xué)性能?，F(xiàn)如今，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在海洋平臺(tái)與大跨、重載、輕型橋梁等結(jié)構(gòu)中有著越來越廣泛的應(yīng)用，且所采用的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)主要有圓形、方形和矩形三種截面形式。但是，目前所使用的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)普遍存在結(jié)構(gòu)自重大等缺陷，因而在很大程度上限制了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展應(yīng)用。另外，在鋼管內(nèi)布設(shè)開孔加勁肋(簡稱PBL加勁肋)后，不僅提高了核心混凝土的抗壓強(qiáng)度，增強(qiáng)了鋼管管壁的穩(wěn)定性；同時(shí)開孔加勁肋充當(dāng)了剪力件的作用，使鋼管與混凝土連成整體，提高了鋼與混凝土的組合作用。但實(shí)際使用時(shí)，鋼管屈曲的早晚與PBL加勁肋的剛度有直接關(guān)系，因而不易控制，且結(jié)構(gòu)自重很大。綜上，現(xiàn)有的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)普遍存在幾個(gè)問題:第一、外側(cè)鋼管對(duì)混凝土的套箍作用較弱，易發(fā)生局部屈曲，且鋼管與混凝土所形成組合結(jié)構(gòu)的整體性不夠;第二、自重偏大，限制了結(jié)構(gòu)尺寸；第三、鋼材的耐火性能較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、施工方便且施工成本較低、力學(xué)性能優(yōu)良、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有鋼管混凝土結(jié)構(gòu)存在的自重大、外側(cè)鋼管與其內(nèi)部混凝土之間的連接性能差、外側(cè)鋼管對(duì)內(nèi)部混凝土的套箍作用小等問題。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括外鋼管、套裝于外鋼管內(nèi)部的內(nèi)鋼管、布設(shè)于外鋼管內(nèi)側(cè)壁上的抗剪結(jié)構(gòu)和待所述抗剪結(jié)構(gòu)布設(shè)完成后由填充于外鋼管與內(nèi)鋼管之間空腔內(nèi)的混凝土澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)鋼管為圓形鋼管且其布設(shè)于外鋼管的內(nèi)側(cè)中部，所述外鋼管和內(nèi)鋼管呈同軸布設(shè)；所述外鋼管為外鋼管一或外鋼管二，所述外鋼管一的橫截面形狀為圓形，且所述外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形；所述外鋼管一內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置的抗剪結(jié)構(gòu)為抗剪結(jié)構(gòu)一，且所述外鋼管二內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置的抗剪結(jié)構(gòu)為抗剪結(jié)構(gòu)二 ；所述抗剪結(jié)構(gòu)一包括多個(gè)沿圓周方向布設(shè)在所述外鋼管內(nèi)側(cè)壁上的剪力釘組一，且多個(gè)所述剪力釘組一的布設(shè)方向均與外鋼管和內(nèi)鋼管的中心軸線方向一致；所述抗剪結(jié)構(gòu)二包括多個(gè)分別布設(shè)于外鋼管的各內(nèi)側(cè)壁上的抗剪單元，每一個(gè)所述抗剪單元均包括一個(gè)剪力釘組二或多個(gè)呈平行布設(shè)的剪力釘組二，所述剪力釘組二的布設(shè)方向與外鋼管和內(nèi)鋼管的中心軸線方向一致，所述外鋼管各內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置抗剪單元的數(shù)量不大于I個(gè)，且所述抗剪單元的總數(shù)量不大于所述外鋼管的側(cè)壁數(shù)量；每一個(gè)所述剪力釘組一和每一個(gè)所述剪力釘組二均包括沿外鋼管的中心軸線由上至下布設(shè)的多個(gè)剪力釘，每一個(gè)所述剪力釘均與外鋼管的中心軸線呈垂直布設(shè)，且每一個(gè)所述剪力釘均與其所布設(shè)位置處外鋼管的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)；所述抗剪結(jié)構(gòu)一和所述抗剪結(jié)構(gòu)二均與混凝土結(jié)構(gòu)緊固連接為一體；所述外鋼管和內(nèi)鋼管的縱向長度均相同，且二者的頂?shù)锥司嗥烬R。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:每一個(gè)所述剪力釘?shù)拈L度均小于其所布設(shè)位置處外鋼管和內(nèi)鋼管之間的間距。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:多個(gè)所述剪力釘組一沿內(nèi)鋼管的圓周方向進(jìn)行均勻布設(shè)；。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:所述內(nèi)鋼管的外徑為Φ 102mm Φ2000mm,所述外鋼管和內(nèi)鋼管的壁厚均為4mm 100mm,且Al: A2=l:(0.6 0.8)，其中八1=&1+131，al為外鋼管的橫截面積且bl為外鋼管內(nèi)側(cè)中空部的橫截面積，Α2=π *r2且r為內(nèi)鋼管的外徑。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:所述混凝土結(jié)構(gòu)為碳纖維混凝土結(jié)構(gòu)。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:所述外鋼管的橫截面形狀為圓形、方形或正多邊形。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:多個(gè)所述剪力釘組一中所有剪力釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且所述抗剪結(jié)構(gòu)二中所有剪力釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)和尺寸均相同。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:多個(gè)所述剪力釘組一的數(shù)量為4個(gè) 12個(gè),每一個(gè)所述抗剪單元中所包括所述剪力釘組二的數(shù)量均為I個(gè) 4個(gè)。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:多個(gè)所述剪力釘由上至下呈均勻布設(shè)；且多個(gè)所述剪力釘組中所包括剪力釘?shù)臄?shù)量和各剪力釘?shù)牟荚O(shè)位置均相同。上述一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是:每一個(gè)所述剪力釘?shù)拈L度，均為其所布設(shè)位置處外鋼管和內(nèi)鋼管之間間距的(j ~士 )本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理且施工成本較低。2、結(jié)構(gòu)輕盈且抗震與抗扭性能良好。同時(shí)，使用方式靈活，可適用于墩柱、拱肋、橫梁等結(jié)構(gòu)中。3、施工方便且使用效果好，所施工成型的SCS鋼管混凝柱形結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能好且結(jié)構(gòu)輕盈，內(nèi)外兩層鋼管之間通過所澆注的混凝土連接成為一個(gè)整體。實(shí)際使用時(shí)，本實(shí)用新型能充分改善鋼管混凝土結(jié)構(gòu)自重大等缺陷，其利用外鋼管較大的截面積來提供較大的截面抗扭與抗彎慣性矩，利用內(nèi)鋼管有效減小混凝土體積來減輕自重，并且夾層混凝土處于三向受壓狀態(tài)并將內(nèi)外鋼管連成整體。因而，本實(shí)用新型能充分發(fā)揮鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)所具有的形式簡單、易于施工等優(yōu)點(diǎn)，截面的相對(duì)慣性矩較大，抗震、抗扭性能好，能有效克服鋼管與其內(nèi)部混凝土之間的連接性能差、外側(cè)鋼管對(duì)內(nèi)部混凝土的套箍作用小等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型利用內(nèi)置的圓鋼管增強(qiáng)對(duì)混凝土的套箍作用，并利用內(nèi)鋼管有效混凝土體積來減輕自重的目的。4、內(nèi)外鋼管之間所澆注的混凝土既可以采用普通混凝土，也可以采用碳纖維混凝土。并且，所采用的碳纖維混凝土中所添加碳纖維的含量為質(zhì)量百分含量在0.6%左右，可將混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗拉延性分別提高30%和25%。碳纖維是由碳纖維長絲經(jīng)過短切機(jī)械切制而成，長度一般以mm為單位，外形為一定長度的絨須，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模、耐腐蝕、導(dǎo)電、屏蔽性能好、吸波性高等特點(diǎn)，且具有分散均勻，喂料方式多樣，工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)?；炷林屑尤脒m量的短切碳纖維，可以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗強(qiáng)度和抗沖擊性能，降低干縮，改善耐磨性能，且這種混凝土較普通混凝土質(zhì)量輕，具有一定的隔熱性能和減震性能。與內(nèi)鋼管內(nèi)部以及內(nèi)鋼管與外鋼管之間形成的空間內(nèi)均填滿混凝土的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型能充分利用內(nèi)置圓鋼管的強(qiáng)度。5、所采用的剪力釘組對(duì)整個(gè)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)起加強(qiáng)套箍作用，能有效防止外鋼管的局部屈曲，即防止外鋼管和混凝土脫離，剪力釘焊在外鋼管上并深埋入澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，因而所起的抗剪作用非常明顯。也就是說，所采用的剪力釘組能有效增強(qiáng)外鋼管的面外穩(wěn)定性，并相應(yīng)大幅度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗剪能力，同時(shí)將整個(gè)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的各組成部分緊密連成整。所設(shè)置的剪力釘組不僅提高了核心混凝土的抗壓強(qiáng)度，增強(qiáng)管壁的穩(wěn)定性；同時(shí)剪力釘組也充當(dāng)了剪力件的作用，使鋼管與混凝土連成整體，提高了鋼與混凝土的組合作用。并且，本實(shí)用新型的可操作性強(qiáng)，能有效解決現(xiàn)如今鋼管的曲彎時(shí)間因與開孔加勁肋剛度有關(guān)系而導(dǎo)致的不易控制的難題。綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、施工方便且施工成本較低、力學(xué)性能優(yōu)良、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有鋼管混凝土結(jié)構(gòu)存在的自重大、外側(cè)鋼管與其內(nèi)部混凝土之間的連接性能差、外側(cè)鋼管對(duì)內(nèi)部混凝土的套箍作用小等多種問題。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中剪力釘組一的布設(shè)狀態(tài)示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2中剪力釘組一的布設(shè)狀態(tài)示意圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例3中剪力釘組一的布設(shè)狀態(tài)示意圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例8的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例8中剪力釘組二的布設(shè)狀態(tài)示意圖。圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例9中剪力釘組二的布設(shè)狀態(tài)示意圖。圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例10中剪力釘組二的布設(shè)狀態(tài)示意圖。圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例15中剪力釘組二的布設(shè)狀態(tài)示意圖。圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例16中剪力釘組二的布設(shè)狀態(tài)示意圖。圖13為本實(shí)用新型實(shí)施例17中剪力釘組二的布設(shè)狀態(tài)示意圖。[0037]圖14為本實(shí)用新型實(shí)施例18中剪力釘組二的布設(shè)狀態(tài)示意圖。附圖標(biāo)記說明:I一夕卜鋼管；2—內(nèi)鋼管；3—到力釘；4 一混凝土結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型包括外鋼管1、套裝于外鋼管I內(nèi)部的內(nèi)鋼管
2、布設(shè)于外鋼管I內(nèi)側(cè)壁上的抗剪結(jié)構(gòu)和待所述抗剪結(jié)構(gòu)布設(shè)完成后由填充于外鋼管I與內(nèi)鋼管2之間空腔內(nèi)的混凝土澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)4，所述內(nèi)鋼管2為圓形鋼管且其布設(shè)于外鋼管I的內(nèi)側(cè)中部，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2呈同軸布設(shè)。所述外鋼管I為外鋼管一，所述外鋼管一的橫截面 形狀為圓形，所述外鋼管一內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置的抗剪結(jié)構(gòu)為抗剪結(jié)構(gòu)一。所述抗剪結(jié)構(gòu)一包括多個(gè)沿圓周方向布設(shè)在所述外鋼管I內(nèi)側(cè)壁上的剪力釘組一，且多個(gè)所述剪力釘組一的布設(shè)方向均與外鋼管I和內(nèi)鋼管2的中心軸線方向一致。每一個(gè)所述剪力釘組一均包括沿外鋼管I的中心軸線由上至下布設(shè)的多個(gè)剪力釘3，每一個(gè)所述剪力釘3均與外鋼管I的中心軸線呈垂直布設(shè)，且每一個(gè)所述剪力釘3均與其所布設(shè)位置處外鋼管I的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)。所述抗剪結(jié)構(gòu)一與混凝土結(jié)構(gòu)4緊固連接為一體。所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的縱向長度均相同，且二者的頂?shù)锥司嗥烬R。實(shí)際加工時(shí)，每一個(gè)所述剪力釘3的長度均小于其所布設(shè)位置處外鋼管I和內(nèi)鋼管2之間的間距。具體加工時(shí)，每一個(gè)所述剪力釘3的長度，均為其所布設(shè)位置處外鋼管I
和內(nèi)鋼管2之間間距的(士 ~ j )。本實(shí)施例中，每一個(gè)所述剪力釘3的長度，均為其所布設(shè)位置處外鋼管I和內(nèi)鋼管2之間間距的
4本實(shí)施例中，多個(gè)所述剪力釘組一沿內(nèi)鋼管2的圓周方向進(jìn)行均勻布設(shè)。多個(gè)所述剪力釘組一中所有剪力釘3的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且所述抗剪結(jié)構(gòu)二中所有剪力釘3的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。多個(gè)所述剪力釘組一的數(shù)量為4個(gè) 12個(gè)，多個(gè)所述剪力釘3由上至下呈均勻布設(shè)；且多個(gè)所述剪力釘組中所包括剪力釘3的數(shù)量和各剪力釘3的布設(shè)位置均相同。本實(shí)施例中，多個(gè)所述剪力釘組一的數(shù)量為12個(gè)。實(shí)際加工時(shí)，可根據(jù)具體需要，將多個(gè)所述剪力釘組一的數(shù)量在4個(gè) 12個(gè)的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本實(shí)施例中，所述剪力釘3的直徑為12mm 24_。每一個(gè)所述剪力釘3均以焊接方式固定在外鋼管I的內(nèi)側(cè)壁上。實(shí)際加工時(shí)，所述內(nèi)鋼管2的外徑為Φ 102mm 2000mm，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為4mm 100_，且Al: A2=l: (0.6 0.8)，其中Al=al+bl，al為外鋼管I的橫截面積且bl為外鋼管I內(nèi)側(cè)中空部的橫截面積，Α2=π *r2且r為內(nèi)鋼管2的外徑。本實(shí)施例中，所述內(nèi)鋼管2的外徑為Φ200πιπι且其壁厚為15mm。實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)具體需要，將所述內(nèi)鋼管2的外徑在Φ 102mm Φ 2000mm的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并將內(nèi)鋼管2的壁厚在4_ IOOmm的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本實(shí)施例中，Al: A2=l: 0.7。實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)具體需要，將Al: A2的比例值在1: (0.6 0.8)的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本實(shí)施例中，所述混凝土結(jié)構(gòu)4為碳纖維混凝土結(jié)構(gòu)。實(shí)際加工時(shí)，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均優(yōu)選為18mm 25mm,且Al優(yōu)選為4m2 10m2。本實(shí)施例中，所述外鋼管I的壁厚為20mm, Al=.R2=6m2,其中R為外鋼管I的外徑。實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)具體需要將Al在4m2 IOm2的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并將外鋼管I的壁厚在4_ IOOmm的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。實(shí)際施工時(shí)，當(dāng)所施工的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)用于房屋建筑、橋梁等領(lǐng)域時(shí)，所述內(nèi)鋼管2和外鋼管I的壁厚優(yōu)選在4_ 66_的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)所施工的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)用于海洋平臺(tái)時(shí)，所述內(nèi)鋼管2和外鋼管I的壁厚優(yōu)選在12mm IOOmm的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是:所述外鋼管I的橫截面為圓形，Al: A2=l: 0.6，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為25mm，Al=IOm2 ;多個(gè)所述剪力釘組一的數(shù)量為6個(gè)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3`[0061]如圖5所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是:所述外鋼管I的橫截面為正六邊形，Al: A2=l: 0.8，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為25mm，Al=10m2，其中外鋼管I內(nèi)側(cè)中空部的橫截面為正六邊形孔，且Al=所述外鋼管I的橫截面積+所述正六邊形孔的橫截面積；多個(gè)所述剪力釘組一的數(shù)量為4個(gè)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是:每一個(gè)所述剪力釘3的長度，均為其所布設(shè)位
置處外鋼管I和內(nèi)鋼管2之間間距的I所述內(nèi)鋼管2的外徑為102mm，所述外鋼管I和內(nèi)
4
鋼管2的壁厚均為4mm，Al=4m2。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是:每一個(gè)所述剪力釘3的長度，均為其所布設(shè)位置處外鋼管I和內(nèi)鋼管2之間間距的I;所述內(nèi)鋼管2的外徑為1000mm，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為40mm，Al=8m2。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是:每一個(gè)所述剪力釘3的長度，均為其所布設(shè)位置處外鋼管I和內(nèi)鋼管2之間間距的I;所述內(nèi)鋼管2的外徑為2000mm，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為66mm，Al=10m2。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例7本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是:每一個(gè)所述剪力釘3的長度，均為其所布設(shè)位置處外鋼管I和內(nèi)鋼管2之間間距的I;所述內(nèi)鋼管2的外徑為2000mm，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為100mm，Al=10m2。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例8如圖6、圖7及圖8所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是:所述外鋼管I為外鋼管二，且所述外鋼管二的橫截面為正方形；且所述外鋼管二內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置的抗剪結(jié)構(gòu)為抗剪結(jié)構(gòu)二 ；所述抗剪結(jié)構(gòu)二包括多個(gè)分別布設(shè)于外鋼管I多個(gè)內(nèi)側(cè)壁上的抗剪單元，每一個(gè)所述抗剪單元均包括一個(gè)剪力釘組二或多個(gè)呈平行布設(shè)的剪力釘組二，所述剪力釘組二的布設(shè)方向與外鋼管I和內(nèi)鋼管2的中心軸線方向一致，且每一個(gè)所述抗剪單元均與其所處外鋼管I的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)，所述外鋼管I各內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置抗剪單元的數(shù)量不大于I個(gè)，所述抗剪單元的總數(shù)量不大于外鋼管I的側(cè)壁數(shù)量；每一個(gè)所述剪力釘組二均包括沿外鋼管I的中心軸線由上至下布設(shè)的多個(gè)剪力釘3，每一個(gè)所述剪力釘3均與外鋼管I的中心軸線呈垂直布設(shè)，且 每一個(gè)所述剪力釘3均與其所布設(shè)位置處外鋼管I的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)；所述抗剪結(jié)構(gòu)二與混凝土結(jié)構(gòu)4緊固連接為一體；所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的縱向長度均相同，且二者的頂?shù)锥司嗥烬R；每一個(gè)所述抗剪單元中所包括所述剪力釘組二的數(shù)量均為I個(gè) 4個(gè)；每一個(gè)所述抗剪單元均布設(shè)在所述外鋼管I的各內(nèi)側(cè)壁中部。本實(shí)施例中，Al: A2=l: 0.8，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為25mm，Al=D2=IOm2 ;其中D為所述外鋼管I的外側(cè)壁邊長。所述抗剪單元的數(shù)量為4個(gè),且每一個(gè)所述抗剪單元中所包括所述剪力釘組二的數(shù)量均為3個(gè)。實(shí)際使用時(shí)，所述外鋼管I的橫截面也可以為長方形或其它正多邊形。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例9如圖9所示,本實(shí)施例中，與實(shí)施例8不同的是:每一個(gè)所述抗剪單元中所包括所述剪力釘組二的數(shù)量均為4個(gè);Al: A2=l: 0.6，所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為25mm, Al=10m2。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例8相同。實(shí)施例10如圖10所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例8不同的是:所述外鋼管I和內(nèi)鋼管2的壁厚均為25mm, Al=IOm2, Al: A2=l: 0.8,每一個(gè)所述抗剪單元中所包括所述剪力釘組二的數(shù)量均為2個(gè)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例8相同。實(shí)施例11本實(shí)施例中，與實(shí)施例8不同的是:每一個(gè)所述剪力釘3的長度，均為其所布設(shè)位
置處外鋼管I和內(nèi)鋼管2之間間距的I;所述內(nèi)鋼管2的外徑為Φ 102mm，所述外鋼管I和
4內(nèi)鋼管2的壁厚均為4mm，Al=4m2。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實(shí)施例8相同。實(shí)施例12本實(shí)施例中，與實(shí)施例8不同的是:每一個(gè)所述剪力釘3的長度，均為其所布設(shè)位
置處外鋼管I和內(nèi)鋼管2之間間距的
權(quán)利要求1.一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括外鋼管(I)、套裝于外鋼管(I)內(nèi)部的內(nèi)鋼管(2)、布設(shè)于外鋼管(I)內(nèi)側(cè)壁上的抗剪結(jié)構(gòu)和待所述抗剪結(jié)構(gòu)布設(shè)完成后由填充于外鋼管(I)與內(nèi)鋼管(2)之間空腔內(nèi)的混凝土澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)(4)，所述內(nèi)鋼管(2)為圓形鋼管且其布設(shè)于外鋼管(I)的內(nèi)側(cè)中部，所述外鋼管(I)和內(nèi)鋼管(2)呈同軸布設(shè)；所述外鋼管(I)為外鋼管一或外鋼管二，所述外鋼管一的橫截面形狀為圓形，且所述外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形；所述外鋼管一內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置的抗剪結(jié)構(gòu)為抗剪結(jié)構(gòu)一，且所述外鋼管二內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置的抗剪結(jié)構(gòu)為抗剪結(jié)構(gòu)二；所述抗剪結(jié)構(gòu)一包括多個(gè)沿圓周方向布設(shè)在所述外鋼管(I)內(nèi)側(cè)壁上的剪力釘組一，且多個(gè)所述剪力釘組一的布設(shè)方向均與外鋼管(I)和內(nèi)鋼管(2)的中心軸線方向一致；所述抗剪結(jié)構(gòu)二包括多個(gè)分別布設(shè)于外鋼管(I)多個(gè)內(nèi)側(cè)壁上的抗剪單元，每一個(gè)所述抗剪單元均包括一個(gè)剪力釘組二或多個(gè)呈平行布設(shè)的剪力釘組二，所述剪力釘組二的布設(shè)方向與外鋼管(I)和內(nèi)鋼管(2)的中心軸線方向一致，所述外鋼管(I)各內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置抗剪單元的數(shù)量不大于I個(gè)，且所述抗剪單元的總數(shù)量不大于所述外鋼管(I)的側(cè)壁數(shù)量；每一個(gè)所述剪力釘組一和每一個(gè)所述剪力釘組二均包括沿外鋼管(I)的中心軸線由上至下布設(shè)的多個(gè)剪力釘(3)，每一個(gè)所述剪力釘(3)均與外鋼管(I)的中心軸線呈垂直布設(shè)，且每一個(gè)所述剪力釘(3)均與其所布設(shè)位 置處外鋼管(I)的內(nèi)側(cè)壁呈垂直布設(shè)；所述抗剪結(jié)構(gòu)一和所述抗剪結(jié)構(gòu)二均與混凝土結(jié)構(gòu)(4)緊固連接為一體；所述外鋼管(I)和內(nèi)鋼管(2)的縱向長度均相同，且二者的頂?shù)锥司嗥烬R。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:每一個(gè)所述剪力釘(3)的長度均小于其所布設(shè)位置處外鋼管(I)和內(nèi)鋼管(2)之間的間距。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:多個(gè)所述剪力釘組一沿內(nèi)鋼管(2)的圓周方向進(jìn)行均勻布設(shè)；。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)鋼管(2)的外徑為C>102mm Φ2000mm,所述外鋼管(I)和內(nèi)鋼管(2)的壁厚均為4mm 100mm，且Al: A2=l: (0.6 0.8)，其中Al=al+bl，al為外鋼管(I)的橫截面積且bl為外鋼管(I)內(nèi)側(cè)中空部的橫截面積，Α2=π.γ2且!■為內(nèi)鋼管(2)的外徑。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述混凝土結(jié)構(gòu)(4)為碳纖維混凝土結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外鋼管(I)的橫截面形狀為圓形或方形。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:多個(gè)所述剪力釘組一中所有剪力釘(3)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同，且所述抗剪結(jié)構(gòu)二中所有剪力釘(3)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:多個(gè)所述剪力釘組一的數(shù)量為4個(gè) 12個(gè),每一個(gè)所述抗剪單元中所包括所述剪力釘組二的數(shù)量均為I個(gè) 4個(gè)。
9.按照權(quán)利要求1或2所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:多個(gè)所述剪力釘(3)由上至下呈均勻布設(shè)；且多個(gè)所述剪力釘組中所包括剪力釘(3)的數(shù)量和各剪力釘(3)的布設(shè)位置均相同。
10.按照權(quán)利要求2所述的一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于:每一個(gè)所述剪力釘(3)的長度，均為其所布設(shè)位置處外鋼管(I)和內(nèi)鋼管(2)之間間距的
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有抗剪功能的SCS鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，包括外鋼管、內(nèi)鋼管、抗剪結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)，外鋼管和內(nèi)鋼管呈同軸布設(shè)；外鋼管為外鋼管一或外鋼管二，外鋼管一的橫截面形狀為圓形，外鋼管二的橫截面形狀為長方形或正多邊形；外鋼管一內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置的抗剪結(jié)構(gòu)為抗剪結(jié)構(gòu)一，外鋼管二內(nèi)側(cè)壁上所設(shè)置的抗剪結(jié)構(gòu)為抗剪結(jié)構(gòu)二；抗剪結(jié)構(gòu)一包括多個(gè)沿圓周方向布設(shè)的剪力釘組一；抗剪結(jié)構(gòu)二包括多個(gè)分別布設(shè)于外鋼管各內(nèi)側(cè)壁上的抗剪單元，每一個(gè)抗剪單元均包括一個(gè)或多個(gè)呈平行布設(shè)的剪力釘組二。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、施工方便且施工成本較低、力學(xué)性能優(yōu)良、使用效果好，能解決現(xiàn)有鋼管混凝土結(jié)構(gòu)存在的多種問題。
文檔編號(hào)E01D19/00GK203065954SQ201220734698
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者楊光輝, 王旭, 高小育, 劉永健, 樊小林, 黃月超, 韓小宇, 李波, 王勇 申請(qǐng)人:長安大學(xué)