一种内置多种连接构造的钢管混凝土结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种内置多种连接构造的钢管混凝土结构，包括钢管和浇注在钢管内的混凝土，在钢管内壁与浇注的混凝土的交界处沿垂直于钢管轴向设置剪力钉和J形连接件；且剪力钉的一端与钢管内壁固定连接，J形连接件的非弧状端与钢管内壁固定连接；本实用新型专利技术利用J形连接构造增强钢管的面外稳定性,并相应大幅度增强结构抗剪能力,同时将整个钢管混凝土结构的各组成部分紧密连成整体。再配合多道剪力钉,将钢管混凝土结构有机连接为一体,进一步增强了整个钢管混凝土结构的整体性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种钢管混凝土结构，尤其是涉及一种内置多种连接构造的钢管混凝土结构。
技术介绍
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土后形成的结构。钢和混凝土两种材料相互弥补彼此的弱点，充分发挥彼此的长处，使钢管混凝土具有很高的承载力，有优良的力学性能。现如今，钢管混凝土结构在海洋平台与大跨、重载、轻型桥梁等结构中有着越来越广泛的应用，且所采用的钢管混凝土结构主要有圆形、方形和矩形三种截面形式。但是，目前所使用的钢管混凝土结构普遍存在结构自重大等缺陷，因而在很大程度上限制了钢管混凝土结构的发展应用。目前实际使用过程中，现有的钢管混凝土结构存在以下缺陷：第一、钢管和混凝土相连，而钢结构与混凝土之间的连接性能差，两者容易产生脱空现象，产生相对滑移；第二、由于常年经受动荷载作用，外侧钢管对混凝土的套箍作用较弱、易发生局部屈曲，最终导致钢管混凝土结构破坏。第三、钢材的耐火性能较差由于以上原因，使得钢管混凝土结构的发展与应用受到限制。因而，需对现钢管混凝土结构进行相应改进。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本技术的目的是提供一种内置多种连接构造的钢管混凝土结构，其结构简单、设计合理、施工方便且施工成本较低、力学性能优良、使用效果好，能有效解决现有钢管混凝土结构存在的自重大、外侧钢管与其内部混凝土之间的连接性能差、外侧钢管对内部混凝土的套箍作用小等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种内置多种连接构造的钢管混凝土结构，包括钢管和浇注在钢管内的混凝土，在钢管内壁与浇注的混凝土的交界处沿垂直于钢管轴向设置剪力钉和J形连接件；且剪力钉的一端与钢管内壁固定连接，J形连接件的非弧状端与钢管内壁固定连接。具体的，在钢管内壁与浇注的混凝土的交界处沿垂直于钢管轴向设置成对的J形连接件，且成对的J形连接件的弧状端勾连。进一步的，沿所述钢管的轴向交替设置剪力钉和J形连接件；沿所述钢管的周向设置多个剪力钉或一对J形连接件或一对J形连接件和多个剪力钉。具体的，沿钢管轴向设置的相邻的剪力钉和J形连接件间的距离为50-100cm。更具体的，同圆周上的相邻的剪力钉之间的距离为1/8-1/4个钢管的周长，同圆周上的相邻的剪力钉与J形连接件之间的距离为1/8-1/4个钢管的周长。另外，所述的剪力钉的长度为钢管直径的1/5-1/3，所述的J形连接件长度为钢管直径的1/4-1/2。具体的，所述的钢管的直径为120-200cm，所述的剪力钉的长度为30-80cm，剪力钉的直径为3-5cm；所述的J形连接件的长度为50-100cm，且J形连接件的弧状端为直径是5-10cm的半圆。本技术的优点为：(1)本技术利用J形连接件增强钢管的面外稳定性,并相应大幅度增强结构抗剪能力,同时将整个钢管混凝土结构的各组成部分紧密连成整体，再配合多道剪力钉,将钢管混凝土结构有机连接为一体,进一步增强了整个钢管混凝土结构的整体性；(2)本技术所设置的J形连接构造不仅提高了核心混凝土的抗压强度,增强管壁的稳定性，同时剪力钉充当了剪力件的作用,使钢管与混凝土连成整体,提高了钢与混凝土的组合作用；并且,本专利技术的可操作性强,能有效解决现如今钢管的曲弯而导致的不易控制的难题；(3)结构简单、设计合理且施工成本较低，结构轻盈且抗震与抗扭性能良好。同时,使用方式灵活,可适用于墩柱、拱肋、横梁等结构中，施工方便、使用效果好、力学性能好且结构轻盈,钢管与混凝土通过两种连接构造成为一个整体。附图说明图1为本技术的钢管混凝土结构的半剖结构示意图；图2为图1中沿A-A方向的完整剖视图；图3为图1中沿B-B方向的完整剖视图；图中各标号表示为：1-钢管、2-J形连接件、3-混凝土、4-剪力钉；以下结合说明书附图和具体实施方式对本技术做具体说明。具体实施方式本技术所述的同圆周上的相邻的剪力钉之间的距离指的是，相邻的剪力钉与钢管固定连接的部位沿钢管圆周所跨的圆弧距离；本技术所述的同圆周上的相邻的剪力钉与J形连接件之间的距离指的是，相邻的剪力钉与钢管固定连接的部位与J形连接件与钢管固定连接部位沿钢管圆周所跨的圆弧距离；本技术的内置多种连接构造的钢管混凝土结构包括钢管、布设于钢管内壁上的抗剪结构以及待抗剪结构布设完成后浇筑于钢管空腔内的混凝土，钢管为圆柱形钢管，抗剪结构包括多个沿圆周方向布设在钢管内壁上的剪力钉组和沿圆周方向布设在钢管内壁上的J形连接件组，且多个剪力钉组和多个J形连接件组沿钢管轴线方向交替布置；每一个剪力钉组包括沿钢管同圆周径向布设的多个剪力钉，每一个剪力钉均与钢管的中心轴线呈垂直布设，且每一个剪力钉均的一端与钢管的内壁固定连接，另一端伸入混凝土内；J形连接件组包括沿钢管同圆周的径向成对设置的J形连接件，每一个J形连接件的非弧状端与钢管内壁固定连接，成对的J形连接件的弧状端勾连，且每一个J形连接件组均与钢管的内侧壁呈垂直布设；J形连接件组还可以包括沿钢管同圆周布设的一对J形连接件和多个剪力钉；具体的，如图1、2和3所示，本技术的内置多种连接构造的钢管混凝土结构包括钢管1和浇注在钢管内的混凝土3，在钢管1内壁与浇注的混凝土3的交界处沿垂直于钢管1轴向设置剪力钉4和J形连接件2；且剪力钉4的一端与钢管1内壁固定连接，J形连接件2的非弧状端与钢管1内壁固定连接，J形连接件增强钢管的面外稳定性,并相应大幅度增强结构抗剪能力,同时将整个钢管混凝土结构的各组成部分紧密连成整体，再配合多道剪力钉,将钢管混凝土结构有机连接为一体,进一步增强了整个钢管混凝土结构的整体性。具体的，在钢管1内壁与浇注的混凝土3的交界处沿垂直于钢管1轴向设置成对的J形连接件2，且成对的J形连接件2的弧状端勾连，增强钢管的面外稳定性,并相应大幅度增强结构抗剪能力；进一步的，沿钢管1的轴向交替设置剪力钉4和J形连接件2；沿钢管1的周向设置多个剪力钉4或一对J形连接件2或一对J形连接件4和多个剪力钉4，不同的抗剪结构的交替设置，能相互弥补之间的剪力不足，使整个抗剪结构更加的稳定。具体的，沿钢管1轴向设置的相邻的剪力钉4和J形连接件2间的距离为50-100cm，在设置较少的抗剪结构的情况下，达到符合要求的抗剪力。更具体的，同圆周上的相邻的剪力钉4之间的距离为1/8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内置多种连接构造的钢管混凝土结构，包括钢管(1)和浇注在钢管(1)内的混凝土(3)，其特征在于，在钢管(1)内壁与浇注的混凝土(3)的交界处沿垂直于钢管(1)轴向设置抗剪结构。

【技术特征摘要】
1.一种内置多种连接构造的钢管混凝土结构，包括钢管(1)和浇注在钢管(1)内的混凝土(3)，其特征在于，在钢管(1)内壁与浇注的混凝土(3)的交界处沿垂直于钢管(1)轴向设置抗剪结构。
2.如权利要求1所述的内置多种连接构造的钢管混凝土结构，其特征在于，所述的抗剪结构包括剪力钉(4)和J形连接件(2)；剪力钉(4)的一端与钢管(1)内壁固定连接，J形连接件(2)的非弧状端与钢管(1)内壁固定连接。
3.如权利要求2所述的内置多种连接构造的钢管混凝土结构，其特征在于，在钢管(1)内壁与浇注的混凝土的交界处沿垂直于钢管(1)轴向设置成对的J形连接件(2)，且成对的J形连接件(2)的弧状端勾连。
4.如权利要求2或3所述的内置多种连接构造的钢管混凝土结构，其特征在于，沿所述钢管(1)的轴向交替设置剪力钉(4)和J形连接件(2)；
沿所述钢管(1)的周向设置多个剪力钉(4)或一对J形连接件(2)或一对J形连接件(2)和多个剪力钉(4)。
5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐岳，杜朋，王虎军，刘少天，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61