CN205444692U - 树枝状钢管混凝土成束柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种树枝状钢管混凝土成束柱，包括两个以上固定连接的钢管混凝土结构单元，每个钢管混凝土结构单元包括柱身、固接于柱身一端的弯曲管、固定连接于弯曲管末端的柱头，以及固定连接于所述柱身另一端的埋入式柱脚；所述钢管混凝土结构单元沿某轴线均匀分布，所述柱头向远离所述轴线的方向延伸；各柱头的高度相同，形成多个支点。本实用新型通过柱头形成多个支点，可分散集中在一处的内力，使得支撑面扩大，减轻节点的负担；同时，钢管混凝土柱的承载力大大提高，且具有良好的耐腐蚀性、塑性和抗震性能。

Description

树枝状钢管混凝土成束柱

技术领域

本实用新型涉及建筑结构构件，尤其是一种钢管混凝土成束柱。

背景技术

近几十年来，钢管混凝土柱在土木工程特别是建筑结构领域得到越来越广泛地运用。钢管混凝土柱就是同时利用钢和混凝土的优点，使两种材料组合后的整体工作性能要明显优于二者性能的简单叠加，极大地提升其综合性能。作为站房柱，混凝土柱不如型钢美观，而纯钢结构柱又受到钢材稳定性的制约，因而规避两者缺点的钢管混凝土柱便应运而生。

但是现有的钢管混凝土柱还存在不少问题，例如内力集中和承载力不足，需要进一步研究和改进。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种树枝状钢管混凝土成束柱，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种树枝状钢管混凝土成束柱，包括两个以上（含两个）固定连接的钢管混凝土结构单元，每个钢管混凝土结构单元包括柱身、固接于柱身一端的弯曲管、固定连接于弯曲管末端的柱头，以及固定连接于所述柱身另一端的埋入式柱脚；所述钢管混凝土结构单元沿某轴线均匀分布，所述柱头向远离所述轴线的方向延伸；各柱头的高度相同，形成多个支点。

在进一步的实施例中，所述弯曲管与柱身之间的连接方式为焊接。所述柱头与弯曲管之间的连接方式为焊接。所述柱身和埋入式柱脚之间的连接方式为焊接和锚栓连接。

优选的，所述弯曲管的弯曲角度为90~150度。进一步优选的，所述弯曲管的弯曲角度为120±5度。更进一步优选的，所述弯曲管的弯曲角度为123±1度。再进一步优选的，所述弯曲管的弯曲角度为123.86度。

在进一步的实施例中，相邻钢管混凝土结构单元之间的连接方式为焊接。所述柱脚包括主体部、固定连接于主体部一端的底板、通过侧壁分别与主体部和底部焊接固定的靴梁，及固定于主体部外侧壁上的栓钉。

在某个实施例中，所述钢管混凝土结构单元为四个，沿某轴线的周向均匀分布，相邻的钢管混凝土结构单元通过双面角焊缝焊接固定。

有益效果：本实用新型通过柱头形成多个支点，可分散集中在一处的内力，使得支撑面扩大，减轻节点的负担；同时，钢管混凝土柱的承载力大大提高，且具有良好的耐腐蚀性、塑性和抗震性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1所示实施例的俯视图。

图3是钢管混凝土结构单元的结构示意图。

图4是柱身的结构透视图。

图5a和图5b分别是柱脚和桩身连接时不同位置的截面图。

图6a和图6b分别是柱脚的结构示意图，其中图6b是沿图6a中A-A方向的示意图。

具体实施方式

如图1所示，在该实施例中，本实用新型的树枝状钢管混凝土成束柱由4个钢管混凝土结构单元组成，这四个钢管混凝土结构单元的形状和结构均相同，并沿着某个轴线的周向均匀分布，相邻的钢管混凝土结构单元之间焊接固定。从图1可知，每个钢管混凝土结构单元包括柱头1、弯曲管2和柱身3，柱身成束状排列并焊接固定，形成一个整体，弯曲管向外侧，即朝着远离轴线的方向弯曲，柱头连接于弯曲管的端部，亦朝着远离轴线的方向延伸，形成多个树枝状的支点。结合图1和图2可知，各柱头所处的高度相同或者基本相同，允许存在制造或施工误差，当然在其他实施例中也可以设置为不同，或者部分柱头的高度在相同或相近的平面上。

转到图2和图3，其分别从俯视和侧视的角度展示了钢管混凝土结构单元的形状。即通过在竖直柱身的端部焊接弯曲管，并进一步在弯曲管的端部焊接柱头，从而使柱头向外侧延伸，形成多个支点。从整体上看，多个钢管混凝土结构单元形成了树状的结构，柱身即为树身，柱头为树枝，故而将其称为树枝状钢管混凝土成束柱。树枝状柱头1为钢管混凝土柱，由钢管和混凝土两种材料组成，起到分散集中在一处内力的作用，为增大跨度提供了一定的支持。

在图3中，弯曲管的弯曲角度（等效于柱头中轴线和柱身中轴线之间的角度）为123.86度，在其他实施例中可以设计为其他角度。但是，弯曲管的弯曲角度优选为90~150度，更优选为120±5度。更进一步优选为123±1度。

接着描述图4，在该透视图中，柱身紧密排列，形成一个整体，从中可知柱身为平直的圆管，相邻管体之间具有沿长度方向部分的接触面，通过焊接的方式将相邻的管体焊接。需要说明的是，在该实施例及上述实施例中，钢管混凝土结构单元均沿某假想轴线的周向分布，亦可以在中部设置一钢管混凝土柱，在该钢管混凝土柱周围设置若干钢管混凝土柱结构单元。

最后结合图5a、图5b、图6a和图6b描述柱脚以及柱脚与柱身的连接方式。从图5a中可知，在柱脚的外壁，至少部分区域设置有沿柱脚长度方向分布栓钉41，该栓钉用于增加与地基的粘结力和抗剪性能。具体地，在该实施例中，柱脚在钢柱的埋入部分一共设置有240只栓钉，栓钉41起到抗剪作用，增大了土体与柱脚的粘结力，同时保证了柱脚的整体性。需要说明的是，在设置栓钉时，不仅要考虑上述功能，还要考虑钢管混凝土柱的焊接和组合方式。另外在图5b中，还可以看到排气孔5。

在图6a和图6b中，可以清楚地看到栓钉的设置方式，同时该图展示了柱脚底部的具体结构，即底板上设置有靴梁42。在该实施例中，柱脚采用埋入式柱脚。该埋入式柱脚为刚接整体式柱脚，因此柱脚的嵌固性更容易保证。柱脚四周设有的靴梁将底板分成较小区格，利于减小底板厚度。

在上述实施例中，树枝状的柱头1与成束状的柱身3通过弧形的弯曲管2连接，弧形弯的曲管由钢管内填充混凝土组成，通过焊接方式分别与树枝状的柱头和成束状的柱身相连接，可有效解决通长柱身产生角度弯曲的问题。

同时，从上述实施例可以看出：成束状柱身3采用四根钢管混凝土柱组成束形柱群，单柱由钢管内填充混凝土组成，钢管与混凝土相互约束而改善了各自的性能，使柱的承载力显著提高。再将四根单柱两两接触处用角焊缝焊接合并为成束柱，进一步增强了柱的承载力，而且此法相较于单根大体量钢管混凝土柱在施工上更加便捷。柱身3与埋入式的柱脚4通过锚栓和焊缝连接。

通过上述结构设计，上述实施例具有显著的优势，这些优势包括：柱脚为埋入式刚接，柱脚的刚性连接应不会产生明显的连接夹角变形，即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%，这样连接更加可靠。钢管混凝土柱的承载力相较于普通柱大大提高，且具有良好的耐腐蚀性、塑性和抗震性能。采用钢管混凝土柱有很明显的经济效果，钢管可以直接作为混凝土的模板，可以省去支模，节约成本。

在其他实施例中，根据工程的需要，可设计形式多样的树枝状钢管混凝土成束柱，例如可设计成两向、三向、四向，或者更多向。可以沿某轴线周向均匀或者不均匀设置，也可以沿某中心钢管混凝土柱的周向均匀或不均匀设置。根据工程的需要，可以对结构进行调整，使其达到很好的美观效果。

本实用新型的施工安装过程如下：

吊装前，应进行地脚螺栓预埋前准备，并选择合理的预埋方案和吊装方案。用全站仪检查预埋地脚螺栓纵横坐标线，使误差小于2mm。在地面将钢柱束用水平尺找平，在钢柱两边吊垂线与钢柱边线相切，量出两切点间中心点，相隔间距，用同样方法量出另两切点间中心点。用拉线方法将钢柱中心点引到钢柱底板侧面，打上样冲眼，作好标示，同时将中心点引到钢柱上部，打上样冲眼，作好标示；用同样方法在钢柱互成90度的另一侧面找出中心点，打上样冲眼，作好标示；同时用同一把卷尺从柱顶向下量出1米标高中心点，打上样冲眼和标记。检查中心线和标记，并复验合格。

安装卸扣吊索—吊装就位—临时固定—找正调整—点焊及焊接固定—吊机松钩。

钢管柱水平起吊，用50吨吊车主吊钩吊住柱头，用同一台吊车副吊钩在距柱头4米处吊住，起吊时，吊车主副钩同时起吊，尽量保持柱脚不离地，通过吊车主副钩起吊速度不同的调整，使柱头逐步缓慢地抬起，直到钢柱直立，这时松掉副钩，立柱直立时应缓慢提升，防止立柱脱离地面时甩动。

钢柱垂直起吊，立柱水平移动到基础上方，通过调整吊车吊臂角度和旋转，将钢柱对准基础预埋螺栓，缓缓下放将钢柱底脚板套入预埋螺栓，使钢柱底板侧面样冲眼位置和基础表面坐标线位置重合。

最后固定揽风绳，揽风绳使用时不得少于3根，和地面夹角不得大于60度，揽风绳直径不得小于10mm,锚栓应经过计算牢固可靠。

对于复杂的上部结构，本实用新型的成束柱可提供多个支点，可分散集中在一处的内力，使得支撑面扩大，减轻节点的负担。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，包括两个以上固定连接的钢管混凝土结构单元，每个钢管混凝土结构单元包括柱身、固接于柱身一端的弯曲管、固定连接于弯曲管末端的柱头，以及固定连接于所述柱身另一端的埋入式柱脚；所述钢管混凝土结构单元沿某轴线均匀分布，所述柱头向远离所述轴线的方向延伸；各柱头的高度相同，形成多个支点。

2.如权利要求1所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，所述弯曲管与柱身之间的连接方式为焊接。

3.如权利要求1所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，所述柱头与弯曲管之间的连接方式为焊接。

4.如权利要求1所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，所述柱身和埋入式柱脚之间的连接方式为焊接和锚栓连接。

5.如权利要求1至4任一项所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，所述弯曲管的弯曲角度为90~150度。

6.如权利要求5所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，所述弯曲管的弯曲角度为120±5度。

7.如权利要求5所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，所述弯曲管的弯曲角度为123±1度。

8.如权利要求5所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，相邻钢管混凝土结构单元之间的连接方式为焊接。

9.如权利要求5所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，所述柱脚包括主体部、固定连接于主体部一端的底板、通过侧壁分别与主体部和底部焊接固定的靴梁，及固定于主体部外侧壁上的栓钉。

10.如权利要求5所述的树枝状钢管混凝土成束柱，其特征在于，所述钢管混凝土结构单元为四个，沿某轴线的周向均匀分布，相邻的钢管混凝土结构单元通过双面角焊缝焊接固定。