一种预制装配式钢管混凝土叠合柱及其建筑制造技术

本发明专利技术提供了一种预制装配式钢管混凝土叠合柱及其建筑，叠合柱包括钢管、管内填混凝土柱、管外混凝土层以及钢筋骨架；所述钢管内设置有预制时填充浇筑形成的所述管内填混凝土柱；所述管外混凝土层包裹在所述钢管外侧；所述钢筋骨架埋设在所述管外混凝土层内；所述钢管的两端分别设置有连接结构。本发明专利技术具有受力性能好、工厂预制构件质量好、施工效率高、连接简便、防腐防火性能好、耐久性强、适用面广、经济性好等诸多优势，在钢结构工程中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种预制装配式钢管混凝土叠合柱及其建筑
本专利技术涉及建筑
，尤其是涉及一种预制装配式钢管混凝土叠合柱及其建筑。
技术介绍
钢管混凝土叠合柱是在钢筋混凝土柱的截面中部设置钢管混凝土的一种叠合构件，已形成我国自主开拓的一种结构体系。它较钢筋混凝土和钢骨混凝土(也称型钢混凝土)柱具有更优良的抗压性能和抗震性能。钢管混凝土叠合柱具有：钢管内浇筑高强混凝土，钢管的约束作用使钢管内混凝土的抗压强度大幅度提高，且不会发生脆性破坏；钢管混凝土位于截面中部，可以充分发挥高强混凝土承压能力高的优势，从而减少柱的截面尺寸、增大建筑的使用空间；延性和耗能能力强、受力性能好；钢管外的混凝土可起到抗火作用等优势。钢管混凝土叠合柱具有诸多优势，然而也存在现场钢筋绑扎和模板搭设工作量大、劳动强度高；混凝土浇筑湿作业，建筑垃圾多；混凝土浇筑质量不易保证；工期长等缺点和不足，不能适应当前国家大力推动装配式建筑和节能环保的发展要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种预制装配式钢管混凝土叠合柱及其建筑，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种预制装配式钢管混凝土叠合柱，包括：钢管、管内填混凝土柱、管外混凝土层以及钢筋骨架；所述钢管内设置有预制时填充浇筑形成的所述管内填混凝土柱；所述管外混凝土层包裹在所述钢管外侧；所述钢筋骨架埋设在所述管外混凝土层内；所述钢管的两端分别设置有连接结构。进一步地，所述管内填混凝土柱由自密实混凝土浇筑而成；所述管外混凝土层采用普通强度混凝土制成，混凝土标号在C35至C50。进一步地，所述钢管为圆形钢管、矩形钢管或多边形钢管。进一步地，所述钢筋骨架包括：柱纵筋和箍筋组；所述柱纵筋沿所述钢管的长度方向布设(柱纵筋大体与钢管平行)；多组箍筋组在所述钢管的长度方向间隔布设，用于箍住柱纵筋，以便固定柱纵筋位置，并约束柱纵筋的变形。进一步地，每组所述箍筋组包括：一个柱箍筋和若干个附加箍筋；附加箍筋两端与所述柱箍筋连接，附加箍筋与柱箍筋夹持住所述柱纵筋。进一步地，在所述钢管的周向上，多个所述柱纵筋间隔布设；优选地，所述柱纵筋布设在叠合柱的角部；以便避让柱外伸牛腿和柱连接法兰。进一步地，所述附加箍筋为几字形。进一步地，所述钢管(即叠合柱)长度为若干倍建筑层高。即预制装配式钢管混凝土叠合柱采用1-5层作为一个预制单元；可以用于中柱、边柱和角柱。进一步地，所述管外混凝土层在所述钢管(即叠合柱)的一端或两端设置有后浇段(即非预制，建筑施工时现场浇筑而成)。进一步地，所述钢管的底部固定设置有柱脚底板，柱脚底板上设置有用于与基础连接的螺栓孔。柱内钢管端部设置柱脚底板，并预留螺栓孔，柱脚底板通过柱脚螺栓与基础连接；柱纵筋与基础插筋通过钢筋机械连接；预制装配式钢管混凝土叠合柱在柱脚部位设置后浇段，柱内钢管和柱纵筋连接后，支模浇筑后浇混凝土完成预制柱后浇段柱外侧混凝土浇筑。进一步地，所述钢管的一端或两端设置有连接法兰，用于相邻两个叠合柱之间的固定连接。柱与柱的竖向拼接时，在叠合柱的对接部位预留混凝土后浇段，在柱内钢管端部设置法兰盘，沿法兰盘环向间隔设置加劲肋；上下节柱内钢管通过高强度螺栓法兰连接，柱四角纵筋通过钢筋机械连接；柱内钢管和柱四角纵筋连接后，支模浇筑钢管外侧混凝土完成柱-柱对接连接。进一步地，还包括外伸牛腿，所述外伸牛腿与所述钢管固定(优选焊接方式)连接，用于与钢梁连接。具体而言，外伸牛腿分为柱顶和柱中两种。进一步地，钢管顶部设置有用于封盖钢管内孔的隔板，隔板中部设置直径不小于120mm的孔，用于混凝土浇筑；隔板四周开设孔径不小于20mm的透气孔，用作混凝土浇筑时透气，保证钢管内混凝土浇筑密实。进一步地，所述柱纵筋为柱内角钢。更为优选地，为等边角钢。以方便上下节叠合柱竖向拼接。所述管外混凝土层在所述柱内钢管(即叠合柱)的一端或两端设置有后浇段；柱内角钢在后浇段的外露部上预留有连接孔；相邻两节叠合柱对接时，利用连接角钢和螺栓将上下对接的柱内角钢固定连接。相对于普通的钢筋形式的柱柱对接，利用连接角钢对连接部位进行加强，柱内角钢连接更加紧固，强度更高、且效率更高。另外，本申请还公开了一种采用上述预制装配式钢管混凝土叠合柱的建筑，其还包括钢梁和楼盖；钢梁两端通过外伸牛腿连接在所述钢管上；所述楼盖包括混凝土预制板和现设结构层；所述钢梁包括上翼缘、下翼缘以及腹板；所述混凝土预制板的端部包括搭接部，所述搭接部搭接在所述下翼缘上；所述现设结构层敷设在所述混凝土预制板上方，所述上翼缘嵌设在所述现设结构层内。进一步地，所述混凝土预制板在所述搭接部的下方设置有用于搭接和容纳钢梁下翼缘的缺口，所述缺口的高度大于所述下翼缘的厚度，用于在高度方向上包覆住所述下翼缘。即搭接部的厚度或高度小于非搭接部的厚度或高度。进一步地，所述钢梁为不等翼缘钢梁，所述下翼缘比所述上翼缘宽40～100mm，以便于搁置所述混凝土预制板。进一步地，所述腹板中间隔开设孔洞，用于穿设穿孔钢筋和地采暖层管线，并使腹板两侧的混凝土贯通，提高结构整体性。优选地，所述穿孔钢筋穿过钢梁腹板孔洞搁置于混凝土预制板顶，在混凝土预制板顶的搁置长度大于混凝土预制板底钢筋搭接长度，用于实现混凝土板底钢筋传力和钢梁与两侧混凝土板的共同工作。进一步地，所述钢梁为等翼缘钢梁，所述上翼缘上开设有豁口，用于所述搭接部经豁口自外插入上翼缘和下翼缘之间，并最终搭接在所述下翼缘上。进一步地，还包括用于覆盖所述豁口并对豁口处进行补强的加强筋板；所述混凝土预制板安装完成后，将加强筋板覆盖住所述豁口，加强筋板的两端通过螺栓与上翼缘豁口两侧边缘固定连接。等翼缘钢梁的上翼缘和下翼缘自上下两个方向将搭接部卡住，实现搭接部的上下限位，从而大大提高了该结构的抗震性能。同时相对于不等翼缘钢梁，钢梁承载能力大大提升。进一步地，所述现设结构层自下而上依次轻质填充层和现浇筑混凝土层，所述轻质填充层由轻质填充材料构成。其中，轻质填充层用于提高楼盖结构强度和刚度，增强楼盖的隔音性能，提升使用舒适度，并匹配不同的钢梁高度。所述轻质填充材料可选择岩棉板、EPC挤塑聚苯板、泡沫混凝土、发泡聚氨酯等轻质材料，填充于预制混凝土板和现浇混凝土面层之间，用于减轻楼板自重，提高楼板的保温性能和隔音性能。进一步地，还包括钢筋连接套筒和预制连接键；多个所述钢筋连接套筒预设在所述混凝土预制板内，钢筋连接套筒在混凝土预制板顶面留有连接孔；所述预制连接键包括抗剪钢筋和混凝土预制块；所述混凝土预制块埋设在所述轻质填充层内，所述抗剪钢筋中间部分预埋在混凝土预制块中，所述抗剪钢筋的下端自混凝土预制块以及轻质填充层底部伸出、旋入所述钢筋连接套筒的连接孔内；所述抗剪钢筋上端自混凝土预制块以及轻质填充层顶部伸出并伸入所述现浇筑混凝土层内。优选地，所述抗剪钢筋上端设置有钢筋锚固板；和/或，所述钢筋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制装配式钢管混凝土叠合柱，其特征在于，包括：钢管、管内填混凝土柱、管外混凝土层以及钢筋骨架；/n所述钢管内设置有预制时填充浇筑形成的所述管内填混凝土柱；所述管外混凝土层包裹在所述钢管外侧；/n所述钢筋骨架埋设在所述管外混凝土层内；/n所述钢管的两端分别设置有连接结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种预制装配式钢管混凝土叠合柱，其特征在于，包括：钢管、管内填混凝土柱、管外混凝土层以及钢筋骨架；
所述钢管内设置有预制时填充浇筑形成的所述管内填混凝土柱；所述管外混凝土层包裹在所述钢管外侧；
所述钢筋骨架埋设在所述管外混凝土层内；
所述钢管的两端分别设置有连接结构。


2.根据权利要求1所述的预制装配式钢管混凝土叠合柱，其特征在于，所述钢筋骨架包括：柱纵筋和箍筋组；所述柱纵筋沿所述钢管的长度方向布设；多组箍筋组在所述钢管的长度方向间隔布设，用于箍住柱纵筋，以便固定柱纵筋位置，并约束柱纵筋的变形。


3.根据权利要求2所述的预制装配式钢管混凝土叠合柱，其特征在于，每组所述箍筋组包括：一个柱箍筋和若干个附加箍筋；附加箍筋两端与所述柱箍筋连接，附加箍筋与柱箍筋夹持住所述柱纵筋。


4.根据权利要求2所述的预制装配式钢管混凝土叠合柱，其特征在于，在所述钢管的周向上，多个所述柱纵筋间隔布设；所述柱纵筋布设在叠合柱的角部；以便避让外伸牛腿和连接法兰。


5.根据权利要求3所述的预制装配式钢管混凝土叠合柱，其特征在于，所述附加箍筋为几字...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓飞，於立雄，赵灿，代春利，王旭，刘厂，宋大祝，周同，朱书梅，郭忠凯，王蔚，李晓龙，姜宇成，江岳珺，孙艺芳，尹智鑫，徐博，
申请(专利权)人：中铁房地产集团北方有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11