一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱的制作方法

本实用新型涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱。

背景技术：

钢管混凝土柱以其承载力高，塑性强，耐火性好，施工便捷等优势，在高层结构、工业建筑、地下及桥梁工程中得到广泛应用；随着高强钢材的推广与普及，为了降低造价，提高钢管混凝土柱在多层结构及中小跨径桥梁中应用的竞争力，薄壁钢管混凝土柱应运而生。但薄壁方钢管混凝土柱由于钢管壁厚较薄，在地震作用下，钢管过早发生局部屈曲，构件耗能性能较差。为了解决上述问题，国内外学者提出了改善薄壁方钢管混凝土柱力学性能的构造措施，如设置纵向加劲肋、角部隅撑、约束拉杆、对拉片等，但这些加劲方式焊接工作量大，对薄壁钢管损伤较大，施工复杂，钢管表面平整度差，影响美观。

因此，有必要研发一种能解决上述问题的新型薄壁方钢管混凝土柱。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱。

为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱，包括薄壁方钢管、内衬钢管和内填混凝土。

所述薄壁方钢管竖直设置，薄壁方钢管上设置有若干贯穿其内外侧的塞焊孔，内衬钢管插入薄壁方钢管内，内衬钢管通过若干塞焊孔与薄壁方钢管焊接为一体。

所述内衬钢管与薄壁方钢管之间浇筑并填满有内填混凝土。

进一步，所述内衬钢管的截面呈八边形或圆形。

当所述内衬钢管的截面呈八边形时，内衬钢管相互间隔的四个侧壁记为侧壁a，薄壁方钢管的四个侧壁记为侧壁b，四个侧壁a分别平行且靠近四个侧壁b。每个所述侧壁a上的棱线在对应的侧壁b上的投影记为投影线c，每条投影线c上均匀布置有若干塞焊孔。

当所述内衬钢管的截面呈圆形时，每个侧壁b的竖直平分线上均匀布置有若干塞焊孔。

进一步，所述塞焊孔为矩形通孔，塞焊孔的长度方向与薄壁方钢管的长度方向一致。

所述薄壁方钢管的壁厚为a，塞焊孔的长度为b，塞焊孔的宽度为c，则0＜10a≤b≤15a，0＜2a≤c≤4a。

进一步，相邻两个所述塞焊孔的中心点的竖向距离为d，3b＜d＜200mm。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型将内衬钢管与薄壁方钢管分别加工，完整的内衬钢管与薄壁方钢管通过塞焊连接，使得施工过程更加便捷；

2.本实用新型的薄壁方钢管和内衬钢管采用塞焊缝连接，减小焊接工作量，减小钢管损伤，较好的避免了焊缝集中、残余应力较大等问题，能够很大程度上减少焊接带来的不利影响；

3.本实用新型的内衬钢管约束效应强，能显著改善薄壁方钢管混凝土柱的力学性能。

附图说明

图1为截面呈八边形的内衬钢管与薄壁方钢管连接示意图；

图2为图1的横截面示意图；

图3为截面呈圆形的内衬钢管与薄壁方钢管连接示意图；

图4为图3的横截面示意图。

图中：薄壁方钢管1、内衬钢管2、内填混凝土3和塞焊孔4。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开了一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱，包括薄壁方钢管1、内衬钢管2和内填混凝土3。

所述薄壁方钢管1竖直设置，内衬钢管2插入薄壁方钢管1内，薄壁方钢管1宽度为330mm，壁厚为2.75mm。所述内衬钢管2的最大外截面尺寸应小于薄壁方钢管1内截面宽度，且薄壁方钢管1内截面宽度与内衬钢管2最大外截面尺寸的差值应小于4mm。内衬钢管2对薄壁方钢管1截面约束作用明显，提高了截面的抗弯刚度，对以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱的承载力、延性和耗能能力均有显著提高，抗震性能较好。

参见图1，在本实施例中，所述内衬钢管2的截面呈八边形，内衬钢管2的壁厚为2.75mm，内衬钢管2相互间隔的四个侧壁记为侧壁a，薄壁方钢管1的四个侧壁记为侧壁b，四个侧壁a分别平行且靠近四个侧壁b。每个所述侧壁a上的棱线在对应的侧壁b上的投影记为投影线c，每条投影线c上均匀布置有若干塞焊孔4。

所述塞焊孔4为矩形通孔，塞焊孔4的长度方向与薄壁方钢管1的长度方向一致。所述塞焊孔4的长度为30mm，塞焊孔4的宽度为5mm，最下端或最上端的塞焊孔4的边缘到薄壁方钢管1边缘的距离为15mm。

相邻两个所述塞焊孔4的中心点的竖向距离为d，3b＜d＜200mm。

所述内衬钢管2通过若干塞焊孔4与薄壁方钢管1焊接为一体。所述薄壁方钢管1和内衬钢管2均采用q235钢制成。

参见图2，所述内衬钢管2与薄壁方钢管1之间浇筑并填满有内填混凝土3。所述内填混凝土3的强度等级为c30。

由于塞焊是叠合板之间的一种连接方法，塞焊孔是用在需要进行塞焊的两物体之间，便于焊接的一种做法。在本实施例的构件实际加工过程中，可先在薄壁钢板表面打塞焊孔4，将所述薄壁方钢管1加工成型，再将内衬钢管2置于薄壁方钢管1内部，定位完成后，用塞焊孔4将二者连接起来，这种方法可以缩短焊缝长度，减少钢管损伤，且避免了焊缝集中，残余应力较大等问题。

实施例2：

本实施例公开了一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱，包括薄壁方钢管1、内衬钢管2和内填混凝土3。

参见图3，所述薄壁方钢管1竖直设置，薄壁方钢管1上设置有若干贯穿其内外侧的塞焊孔4，内衬钢管2插入薄壁方钢管1内，内衬钢管2通过若干塞焊孔4与薄壁方钢管1焊接为一体。

参见图4，所述内衬钢管2与薄壁方钢管1之间浇筑并填满有内填混凝土3。

实施例3：

本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图3，所述内衬钢管2的截面呈圆形，薄壁方钢管1的每个侧壁的竖直平分线上均匀布置有若干塞焊孔4。

实施例4：

本实施例主要结构同实施例3，进一步，参见图3，所述塞焊孔4为矩形通孔，塞焊孔4的长度方向与薄壁方钢管1的长度方向一致。

所述薄壁方钢管1的壁厚为a，塞焊孔4的长度为b，塞焊孔4的宽度为c，则0＜10a≤b≤15a，0＜2a≤c≤4a。

实施例5：

本实施例主要结构同实施例4，进一步，相邻两个所述塞焊孔4的中心点的竖向距离为d，3b＜d＜200mm。

技术特征：

1.一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱，其特征在于：包括薄壁方钢管(1)、内衬钢管(2)和内填混凝土(3)；

所述薄壁方钢管(1)竖直设置，薄壁方钢管(1)上设置有若干贯穿其内外侧的塞焊孔(4)，内衬钢管(2)插入薄壁方钢管(1)内，内衬钢管(2)通过若干塞焊孔(4)与薄壁方钢管(1)焊接为一体；

所述内衬钢管(2)与薄壁方钢管(1)之间浇筑并填满有内填混凝土(3)。

2.根据权利要求1所述的一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱，其特征在于：所述内衬钢管(2)的截面呈八边形或圆形；

当所述内衬钢管(2)的截面呈八边形时，内衬钢管(2)相互间隔的四个侧壁记为侧壁a，薄壁方钢管(1)的四个侧壁记为侧壁b，四个侧壁a分别平行且靠近四个侧壁b；每个所述侧壁a上的棱线在对应的侧壁b上的投影记为投影线c，每条投影线c上均匀布置有若干塞焊孔(4)；

当所述内衬钢管(2)的截面呈圆形时，每个侧壁b的竖直平分线上均匀布置有若干塞焊孔(4)。

3.根据权利要求1所述的一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱，其特征在于：所述塞焊孔(4)为矩形通孔，塞焊孔(4)的长度方向与薄壁方钢管(1)的长度方向一致；

所述薄壁方钢管(1)的壁厚为a，塞焊孔(4)的长度为b，塞焊孔(4)的宽度为c，则0＜10a≤b≤15a，0＜2a≤c≤4a。

4.根据权利要求2或3所述的一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱，其特征在于：相邻两个所述塞焊孔(4)的中心点的竖向距离为d，3b＜d＜200mm。

技术总结
本实用新型公开了一种以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱，包括薄壁方钢管、内衬钢管和内填混凝土，所述的薄壁方钢管管壁开塞焊孔，所述的内衬钢管设置在薄壁方钢管的内部，所述的薄壁方钢管与内衬钢管通过塞焊缝连接；所述的薄壁方钢管内部填充混凝土。本实用新型的薄壁方钢管和内衬钢管之间采用塞焊缝连接，显著减小了焊接工作量，减小了钢管损伤，较好的避免了焊缝集中、残余应力较大等问题，很大程度上减少焊接带来的不利影响，有利于改善以内衬钢管加劲的薄壁方钢管混凝土柱的受力性能。

技术研发人员：王宣鼎;刘界鹏;周绪红;丁艳;王先铁;刘鹏飞
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2019.12.09
技术公布日：2020.11.17