加筋钢管混凝土固定钢环的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种加筋钢管混凝土固定钢环，包括钢环主体和多个轴向贯穿所述钢环主体的钢筋插孔，所述钢环主体的外径和内径的差值大于所述钢筋插孔的孔径；所述钢筋插孔均匀地圆周分布于所述钢环主体上；所述钢环本体的厚度为0.5～1.5厘米；本实用新型结构新颖、功能实用，不仅可以提高其承载能力，而且可以提高钢筋的抗弯能力，从而具有良好的塑性、韧性和抗震能力；同时，加入钢筋的钢管混凝土其抗剪抗弯强度显著高，耐火性能也更高，在高温条件下依然具有很高的强度，因此应用的范围也更广；同时，在大型工程中加筋钢管混凝土支柱的使用，省去了支模拆模的工序时间，能够缩短施工工期，提高加筋钢管混凝土的施工速度。
【专利说明】
加筋钢管混凝土固定钢环
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种固定钢环，具体涉及一种用于服务年限长的大型工程中高承载力和高抗弯能力的加筋钢管混凝土固定钢环。
【背景技术】
[0002]伴随着近年来中国经济的高速发展，土木工程也得到了前所未有的发展空间和机遇。其中起支撑作用的钢管混凝土由于其施工简单，方便省去了支模拆模的时间，因而开始广泛应用于各种建筑结构中，如工业厂房柱、设备构架柱、各种支架、栈桥柱、地铁站台柱、送变电杆塔、桁架压杆、粧、空间结构、高层和超高层建筑以及桥梁支柱等，都从原来的钢筋混凝土结构转变为开始使用钢管混凝土结构。
[0003]钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上演变和发展起来的。最早采用钢管混凝土的工程之一是1879年英国的赛文铁路桥桥墩，在钢管内填充混凝土以防止锈蚀并承受压力，随后又被用做单层或多层工业厂房的结构柱。但在早期的应用中一般不考虑由于组成钢管混凝土的钢管及其核心混凝土间相互作用对承载力的提高。对钢管混凝土力学性能进行较为深入的研究，及这类结构被大范围推广应用主要是在60年代以后。早期钢管混凝土采用的钢管往往是热乳管，钢管的壁厚一般均较大，而且由于钢管内混凝土浇筑工艺未得到很好解决，因而经济效果不明显，从而使钢管混凝土的推广应用受到一定的影响。
[0004]钢管混凝土结构支柱在工程中主要起支撑作用，且钢管和混凝土共同承受压力，试验证明钢管混凝土的承压能力比单纯的混凝土和钢管的承压能力之和要高的多。这是因为钢管的存在，使得混凝土支柱由传统的单向受压状态转变为三向受压状态。钢管混凝土的使用虽然在一定程度上提高了混凝土支柱的承载能力，但其抗弯抗剪能力并没有明显改善。在一些服务年限较长、规模大、对抗弯抗剪有较高要求的工程中钢管混凝土并不能完全满足其强度要求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种结构新颖，抗弯抗剪能力更强的加筋钢管混凝土固定钢环。
[0006]本实用新型所提供的技术方案是:一种加筋钢管混凝土固定钢环，包括钢环主体和多个轴向贯穿所述钢环主体的钢筋插孔，所述钢环主体的外径和内径的差值大于所述钢筋插孔的孔径;所述钢筋插孔均匀地圆周分布于所述钢环主体上;所述钢环本体的厚度为
0.5?1.5厘米。
[0007]优选的，所述钢环本体的厚度为I厘米。
[0008]作为本实用新型的一种改进，在所述钢环主体的圆心处设置有一个中心加筋钢环，所述中心加筋钢环通过数根内外缘钢环主体连接柄与所述钢环主体连接固定，在所述中心加筋钢环的中心开设有中心钢筋插孔。
[0009]作为本实用新型的一种改进，所述中心钢筋插孔的孔径大于所述钢筋插孔的孔径。
[0010]作为本实用新型的一种改进，所述中心加筋钢环通过三根内外缘钢环主体连接柄连接固定，所述三根内外缘钢环主体连接柄两两之间夹角120度地圆周分布。
[0011]作为本实用新型的一种改进，所述内外缘钢环主体连接柄的厚度为0.5?1.5厘米，所述内外缘钢环主体连接柄的宽度为I?3厘米。
[0012]优选的，所述内外缘钢环主体连接柄的厚度为I厘米，所述内外缘钢环主体连接柄的宽度为2厘米。
[0013]在使用过程中，根据实际施工的需要，选择与钢筋材料接近、刚度较大的刚性材料，可以自由调节该钢环主体的内径和外径的大小以及钢筋插孔的大小，从而改变固定钢环的整体尺寸;施工时将钢筋插入固定钢环周边的钢筋插孔中，且插入钢筋的固定钢环可以在钢筋的轴向自由移动;在钢筋的轴向至少要安装两个固定钢环，以达到稳定的固定效果；固定钢筋的位置以及控制钢筋与钢管的距离，对于提高加筋钢管混凝土的抗弯抗剪强度具有重要作用；有时为了工程需要，可以在两端的固定钢环之间适当添加钢环的数量以提高钢筋的抗弯强度;另外，对于钢管直径较大的混凝土柱，在中心加筋钢环内插入一根直径稍大的钢筋;所述钢环与钢筋之间的固定，由于钢环与钢筋的材料特性，在安装完预期数量的钢环，并且选定安装位置后，采用焊接的方式将钢环与钢筋固定;所述固定钢环与钢筋焊接完成后，对于直径较小的钢管混凝土柱，可以采用人工安装的方式，将钢环与钢筋的整体放入管中；对于直径较大，长度较大的混凝土钢管，钢环与钢筋固定完成后，质量较大可以采用吊车将其放入钢管中；将钢筋与固定钢管的组合体放入钢管后，经过一系列工序后开始灌注混凝土，对于所述采用固定钢环的钢管使用一根混凝土注浆管从钢管底部开始注浆;对于采用带中心加筋钢环的固定钢环的钢管，使用三根混凝土注浆管从固定钢环内环与外环之间的三个120度弧形孔内同时注浆，且保持相同的注浆材料，搅拌均匀，相同的注浆速度和注浆压力，防止注浆过程中产生空洞，或者注浆不实，影响后期加筋钢管混凝土的抗压以及抗弯强度。
[0014]有益效果:
[0015]本实用新型结构新颖、功能实用，不仅可以提高其承载能力，而且可以提高钢筋的抗弯能力，从而具有良好的塑性、韧性和抗震能力；同时，加入钢筋的钢管混凝土其抗剪抗弯强度显著高，耐火性能也更高，在高温条件下依然具有很高的强度，因此应用的范围也更广；同时，在大型工程中加筋钢管混凝土支柱的使用，省去了支模拆模的工序时间，能够缩短施工工期，提高加筋钢管混凝土的的施工速度。
[0016]增加中心加筋钢环的固定钢环，配合直径更大的中心钢筋，可以进一步提高钢管混凝土的抗剪、抗弯强度。
【附图说明】
[0017]图1为加筋钢管混凝土固定钢环结构示意图。
[0018]图中I为钢环主体，2为钢筋插孔。
[0019]图2为带有中心加筋钢环的固定钢环结构示意图。
[0020]图中I钢环主体，2为钢筋插孔，3为内外缘钢环主体连接手柄，4为中心加筋钢环，5为中心钢筋插孔。
[0021 ]图3为加筋钢管混凝土钢环与钢筋的耦合结构示意图。
[0022]图中I为钢环主体，21为焊接位置。
[0023]图4为两端加钢环的钢管混凝土中的钢筋结构示意图。
[0024]图5为中间加入固定钢环的钢管混凝土中的钢筋结构示意图。
[0025]图6为带有中心加筋钢环的固定钢环与钢筋的耦合结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
[0027]加筋钢管混凝土固定钢环的第一个实施例
[0028]如附图1所示，本实施例中的加筋钢管混凝土固定钢环，包括钢环主体I和多个轴向贯穿所述钢环主体I的钢筋插孔2，所述钢环主体I的外径和内径的差值大于所述钢筋插孔2的孔径;所述钢筋插孔2均匀地圆周分布于所述钢环主体I上;所述钢环本体I的厚度为I厘米。
[0029]在使用过程中，根据实际施工的需要，选择与钢筋材料接近、刚度较大、含碳量较低密度均匀的刚性材料，可以自由调节该钢环主体的内径和外径的大小以及钢筋插孔的大小，从而改变固定钢环的整体尺寸;采用含碳量较低的刚性材料主要是在保证刚环强度的条件下，降低其质量，便于施工。
[0030]如图3所示，施工时将钢筋插入固定钢环I周边的钢筋插孔2中，且插入钢筋的固定钢环I可以在钢筋的轴向自由移动;在钢筋的轴向至少要安装两个固定钢环I，以达到稳定的固定效果；固定钢筋的位置以及控制钢筋与钢管的距离，对于提高加筋钢管混凝土的抗弯抗剪强度具有重要作用；有时为了工程需要，可以在两端的固定钢环之间适当添加钢环的数量以提高钢筋的抗弯强度。
[0031]在钢管混凝土进行施工时，根据工程需要选定一定直径的钢筋和钢管，再根据钢筋的直径和钢管的直径选择加筋钢管混凝土固定钢环I。安装时将钢筋从钢筋插孔中穿过，钢筋上、下两端均需要安装固定钢环I，且保证固定钢环I两边的钢筋伸出长度相同。固定钢环I的外径与钢管的内径耦合，在固定钢环I与钢筋的耦合位置确定后，用电焊焊接的方式将固定钢环与钢筋在如图3所示的焊接位置21焊接固定，钢筋插孔3的孔径与所用的钢筋直径基本相同，以便于紧密耦合;在进行固定钢环与钢筋的焊接时，选择一定数量焊接位置21进行焊接，不必全部焊接，但其整体焊接强度必须保证能够承受组合体全部的重力，安装完成后的组合体其效果如图4所示。
[0032]固定钢环I的外径与钢管的内径耦合，钢筋与钢筋插孔2的插孔耦合，钢筋与固定钢环I连接完后形成一个整体，因此保证了钢筋在放入钢管后的位置固定;在进行固定钢环I与钢筋的安装连接时，必须保证钢筋的轴向与刚环的断面垂直，这不仅保证组合体能够顺利的安装进入钢管中，也能够保证刚环与钢筋的相互作用，充分发挥钢筋在钢管混凝土中的增强作用，
[0033]对于小直径的钢管混凝土钢管，钢筋与钢管的组合体质量较轻时，可以采用人力将组合体放入安装好的钢管中，对于质量较重的钢筋与钢管组合体，采用吊车将其放入预先安装好的钢管中；在安装完成后，从圆环的内环使用混凝土注浆管从钢管的低部开始进行灌注混凝土。
[0034]在钢筋的中部适当位置增加适当数量的固定钢环I，可以提高加筋钢管混凝土的整体力学强度，其效果如图5所示。
[0035]加筋钢管混凝土固定钢环的第二个实施例
[0036]如附图2所示，本实施例中的加筋钢管混凝土固定钢环，包括钢环主体I和多个轴向贯穿所述钢环主体I的钢筋插孔2，所述钢环主体I的外径和内径的差值大于所述钢筋插孔2的孔径;所述钢筋插孔2均匀地圆周分布于所述钢环主体I上;所述钢环本体I的厚度为I厘米，在所述钢环主体I的圆心处设置有一个中心加筋钢环4，所述中心加筋钢环4通过三根内外缘钢环主体连接柄3与所述钢环主体I连接固定，所述三根内外缘钢环主体连接柄3两两之间夹角120度地圆周分布;在所述中心加筋钢环4的中心开设有中心钢筋插孔5;所述中心钢筋插孔5的孔径大于所述钢筋插孔2的孔径;所述内外缘钢环主体连接柄3的厚度为I厘米，宽度为2厘米。
[0037]对于工程质量大、服务时间长、所需承载力大、安全等级要求高的工程，可采用如图2中的中心加筋钢管混凝土固定钢环，来配合钢筋与钢管混凝土使用。其材料与图1中加筋钢管混凝土固定钢环相同，其钢筋插孔2与钢筋耦合，同时中心钢筋插孔与中心钢筋耦合。固定钢环的内环与外环通过内外缘钢环主体连接柄进行连接，中心钢筋比其他的钢筋直径更大，用于增强其抗压抗弯效果。
[0038]中心加筋钢管混凝土固定钢环，其钢筋安装过程和要求与第一个实施例中的加筋钢管混凝土固定钢环I的钢筋安装基本相同，其最外缘直径与钢管混凝土所用的钢管内径基本相同，以便于紧密耦合;安装完成其效果图如图6所示。
[0039]在后期的灌注混凝土过程中，为了保证混凝土的灌注效果如密实度，防止出现空洞等，采用两根混凝土注浆管在内环的四个扇形孔中选择两个对角扇形孔进行同时注浆。
[0040]本实用新型并不局限于上述【具体实施方式】，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种加筋钢管混凝土固定钢环，其特征在于，包括钢环主体(I)和多个轴向贯穿所述钢环主体(I)的钢筋插孔(2)，所述钢环主体(I)的外径和内径的差值大于所述钢筋插孔(2)的孔径;所述钢筋插孔(2)均匀地圆周分布于所述钢环主体(I)上;所述钢环本体(I)的厚度为0.5?1.5厘米。2.如权利要求1所述的加筋钢管混凝土固定钢环，其特征在于，所述钢环本体(I)的厚度为I厘米。3.如权利要求1所述的加筋钢管混凝土固定钢环，其特征在于，在所述钢环主体(I)的圆心处设置有一个中心加筋钢环(4)，所述中心加筋钢环(4)通过数根内外缘钢环主体连接柄(3)与所述钢环主体(I)连接固定，在所述中心加筋钢环(4)的中心开设有中心钢筋插孔(5)。4.如权利要求3所述的加筋钢管混凝土固定钢环，其特征在于，所述中心钢筋插孔(5)的孔径大于所述钢筋插孔(2)的孔径。5.如权利要求3所述的加筋钢管混凝土固定钢环，其特征在于，所述中心加筋钢环(4)通过三根内外缘钢环主体连接柄(3)连接固定，所述三根内外缘钢环主体连接柄(3)两两之间夹角120度地圆周分布。6.如权利要求3所述的加筋钢管混凝土固定钢环，其特征在于，所述内外缘钢环主体连接柄(3)的厚度为0.5?1.5厘米，所述内外缘钢环主体连接柄(3)的宽度为I?3厘米。7.如权利要求6所述的加筋钢管混凝土固定钢环，其特征在于，所述内外缘钢环主体连接柄(3)的厚度为I厘米，所述内外缘钢环主体连接柄(3)的宽度为2厘米。
【文档编号】E04C5/18GK205421729SQ201620185386
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】刘云川, 沈瑾, 李树忱, 孙宏, 丁奎, 徐重财, 王义胜
【申请人】江西交通咨询公司