专利摘要

一种多腔体的巨型方钢管混凝土构件主要应用于大型建筑，包括方钢管、连接钢板条、分腔钢板、钢筋笼、拉结钢筋、栓钉、环向肋板和混凝土。分腔钢板将方钢管内部分割为多个腔体，在分腔钢板连接处和分腔钢板与钢管内壁连接处设有连接钢板条，将连接钢板条与相接触的钢管内壁和分腔钢板焊接为整体。在每个腔体中均布置1个钢筋笼，均匀分布的水平拉结钢筋将各相邻钢筋笼拉结固定，分腔钢板在拉结钢筋通过位置开圆形孔以保证拉结钢筋顺利通过。在拉结钢板和方钢管内壁均匀焊接栓钉，每隔3～5m在方钢管内壁附加焊接一道环向肋板。方钢管内部其他空间填充混凝土。所述构件有较好的黏结性能、约束效果和整体性，可降低大体积混凝土水化热。

权利要求

1.一种多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：包括方钢管(1)、连接钢板条(2)、分腔钢板(3)、钢筋笼(4)、拉结钢筋(5)、栓钉(6)、环向肋板(7)和混凝土(8)；分腔钢板(3)将方钢管内部分割为多个腔体，在分腔钢板(3)连接处设有连接钢板条(2)，在分腔钢板(3)与方钢管(1)连接处设有连接钢板条(2)，将连接钢板条(2)与相接触的方钢管(1)和分腔钢板(3)焊接为整体；在每个腔体中均布置1个钢筋笼(4)，均匀分布的水平拉结钢筋(5)将各相邻钢筋笼(4)拉结固定，分腔钢板(3)在拉结钢筋(5)通过位置开圆形孔以保证拉结钢筋(5)顺利通过；在分腔钢板(3)和方钢管(1)内壁均匀焊接栓钉(6)，在方钢管(1)内壁每隔3～5m附加焊接一道环向肋板(7)；方钢管内部其他空间由混凝土(8)填充。

2.根据权利要求1所述的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：所述巨型方钢管边长在2m及以上，厚度由《钢管混凝土结构技术规范》GB50936-2014求得，所用钢材强度不低于Q345。

3.根据权利要求1所述的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：所述分腔钢板的厚度为方钢管厚度的1/2～3/4，在拉结钢筋通过位置开2倍于拉结钢筋直径的圆孔。

4.根据权利要求1所述的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：所述连接钢板条宽度不低于分腔钢板的厚度的2倍，连接各分腔钢板的连接钢板条厚度与宽度相等，连接方钢管与分腔钢板的连接钢板条厚度不低于分腔钢板厚度的1/2，所用钢材强度应高于方钢管和分腔钢板钢材强度。

5.根据权利要求1所述的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：所述钢筋笼纵筋直径为20mm～40mm，箍筋直径为10mm～16mm，所述拉结钢筋直径为20mm～40mm，所用钢筋强度不低于400MPa。

6.根据权利要求1所述的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：所述栓钉尺寸和间距应符合《钢结构设计规范》GB50017-2017。

7.根据权利要求1所述的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：所述环向肋板厚度为方钢管厚度的1/2～2/3，宽度为方钢管混凝土截面边长的1/10～1/5。

8.根据权利要求1所述的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：所述混凝土为强度不低于C60。

9.根据权利要求1所述的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：所述方钢管边长高于3m时设置4个或9个腔体，方钢管边长高于4m时设置9个或16个腔体。

说明书

技术领域

本实用新型是一种多腔体的巨型方钢管混凝土构件，属于一种提高黏结性能及约束效果的钢-混凝土组合构件。

背景技术

钢管混凝土构件由于良好的受力性能、优良的抗震能力和便捷的施工性广泛应用于房屋、桥梁、厂房的承重构件中，随着超高层等大型复杂建筑的持续发展，钢管混凝土构件的尺寸也随之增大。大量研究表明方钢管混凝土的角部能很好地约束核心区混凝土，但四周钢管壁的中部在竖向或地震作用下极易发生向外的鼓曲变形而丧失约束作用。另有研究表明随着尺寸增加，钢管与混凝土的界面黏结性能减弱，大型方钢管混凝土的黏结强度远低于各国规范的设计建议值而不能保证钢管与混凝土间可靠的剪力传递。在巨型方钢管混凝土构件中大体积混凝土带来的水化热问题不容忽视，尤其在钢管中的混凝土由于水化热带来的温度裂缝不易被察觉，存在安全隐患。亟需一种设计用以减弱巨型方钢管混凝土的缺陷而推动巨型方钢管混凝土构件在工程中的应用和发展。

实用新型内容

本实用新型提出的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，属于一种提高黏结性能、约束效果，黏结性能和整体性，可降低大体积混凝土水化热且易于施工的钢管混凝土构件。分腔钢板对方钢管四周钢管壁的中部形成了很大的约束，在荷载作用下限制方钢管中部鼓曲而提高承载能力和抗震性能；在分腔钢板连接处和分腔钢板与钢管内壁连接处存在应力集中的问题，在此处设置强度更高、宽度更大的连接钢板条，将连接钢板条与相接触的钢管内壁和分腔钢板焊接为整体，有助于方钢管和分腔钢板在极限状态下材料性能充分发挥；在分腔钢板和方钢管内壁上设置栓钉以保证钢管与混凝土界面良好的黏结性能，构件处于节点位置的部分附加一道环向肋板以传递此处较大的集中剪力，局部加强钢管与混凝土界面黏结强度；在腔体中设置钢筋笼，并使用拉结钢筋将相邻的钢筋笼相互连接，以增加不同腔体中混凝土之间的受力协调性和分腔钢板与中部混凝土之间的受力协调性使整个构件整体性更好；在各腔体中浇筑高性能高强混凝土，腔体的存在可减小混凝土的相对体积，从而缓解大体积混凝土水化热等问题；保留方钢管的外观使得构件节点的构造更简单，保留钢管混凝土的基本形式更易于工厂预制和现场施工。

本实用新型采用以下技术方案：

一种多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：包括方钢管1、连接钢板条2、分腔钢板3、钢筋笼4、拉结钢筋5、栓钉6、环向肋板7和混凝土8；分腔钢板3将方钢管内部分割为多个腔体，在分腔钢板3连接处设有连接钢板条2，在分腔钢板3与方钢管1连接处设有连接钢板条2，将连接板条2与相接触的方钢管1和分腔钢板3焊接为整体；在每个腔体中均布置1个钢筋笼4，均匀分布的水平拉结钢筋5将各相邻钢筋笼4拉结固定，分腔钢板3在拉结钢筋5通过位置开圆形孔以保证拉结钢筋5顺利通过；在分腔钢板3和方钢管1内壁均匀焊接栓钉6，在方钢管1内壁每隔3～5m附加焊接一道环向肋板7；方钢管内部其他空间由混凝土8填充。

作为优选，所述巨型方钢管边长在2m及以上，厚度由《钢管混凝土结构技术规范》GB50936-2014求得，所用钢材强度不低于Q345。

作为优选，所述分腔钢板的厚度为方钢管厚度的1/2～3/4，在拉结钢筋通过位置开2倍于拉结钢筋直径的圆孔。

作为优选，所述连接钢板条宽度不低于分腔钢板的厚度的2倍，连接各分腔钢板的连接钢板条厚度与宽度相等，连接方钢管与分腔钢板的连接钢板条厚度不低于分腔钢板厚度的1/2，所用钢材强度应高于方钢管和分腔钢板钢材强度。

作为优选，所述钢筋笼纵筋直径为20mm～40mm，所述箍筋直径为10mm～16mm，所述拉结钢筋直径为20mm～40mm，所用钢筋强度不低于400MPa。

作为优选，所述栓钉尺寸和间距应符合《钢结构设计规范》GB50017-2017。

作为优选，所述环向肋板厚度为方钢管厚度的1/2～2/3，宽度为方钢管混凝土截面边长的1/10～1/5。

作为优选，所述混凝土为高性能的高强混凝土，混凝土强度不低于C60。

所述方钢管边长高于3m时设置4个或9个腔体，方钢管边长高于4m时设置9个或16个腔体。

制作过程如下：

1)焊接方钢管1；

2)焊接方钢管1与边缘的连接钢板条2；

3)焊接方钢管1与栓钉6，每隔3～5m的节点位置应加焊环向肋板7；

4)分腔钢板3两侧焊栓钉6，在拉结钢筋通过位置开设圆孔；

5)定位中部的连接钢板条2；

6)焊接连接钢板条2与分腔钢板3；

7)定位钢筋笼4，钢筋笼分布于各腔体中，包括纵筋和箍筋，节点采用绑扎连接或焊接；

8)固定拉结钢筋5，拉结钢筋在通过分腔钢板后与各钢筋笼与钢筋笼绑扎连接或焊接；

9)浇筑混凝土8。

本实用新型提出的多腔体的巨型方钢管混凝土构件，采用在方钢管内部设置连接钢板条、分腔钢板、钢筋笼、拉结钢筋、栓钉、环向肋板和混凝土，对于巨型方钢管混凝土构件的黏结性能、承载能力、抗震性能有较大提高作用。该组合构件具有以下优势：

(1)增强方钢管对混凝土的承载能力和抗震性能。分腔钢板对方钢管四周钢管壁的中部形成了很大的约束效果，在荷载作用下钢管壁中部在不易鼓曲而局部加强了约束效果，在分腔钢板连接处和分腔钢板与钢管内壁连接处设置连接钢板条以应对应力集中的问题，有助于方钢管和分腔钢板在极限状态下材料性能充分发挥；从而提高方钢管混凝土的受力性能。

(2)提高方钢管混凝土的界面黏结性能。在分腔钢板和方钢管内壁上均匀设置栓钉以保证钢管与混凝土界面良好的黏结性能；构件处于节点位置的部分附加一道环向肋板以传递更大的集中剪力，局部加强钢管与混凝土界面黏结强度保证较大集中荷载在钢管与混凝土间可靠传递。

(3)整体性更好。连接钢板条将方钢管和分腔钢板焊接为整体，钢筋笼和拉结钢筋使不同腔体中混凝土之间的受力协调性和分腔钢板与中部混凝土之间的受力协调性更好，良好的黏结性能使方钢管与边部混凝土整体性更好。

(4)降低大体积混凝土的水化热。在各腔体中浇筑高性能高强混凝土，腔体的存在可减小钢管内混凝土的相对体积，从而缓解大体积混凝土水化热等问题；

(5)施工简单，易于操作。保留方钢管的外观使得构件节点的构造更简单，保留钢管混凝土的基本形式更易于工厂预制和现场施工。

附图说明

图1为本实用新型的4腔体方钢管混凝土构件立面示意图；

图2为本实用新型的4腔体方钢管混凝土构件平面示意图；

图3为本实用新型的9腔体方钢管混凝土构件立面示意图；

图4为本实用新型的16腔体方钢管混凝土构件平面示意图；

附图代号说明：1-方钢管；2-连接钢板条、3-分腔钢板；4-钢筋笼；5-拉结钢筋；6-栓钉；7-环向肋板；8-混凝土。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～3所示，一种多腔体的巨型方钢管混凝土构件，包括1-方钢管；2-连接钢板条、3-分腔钢板；4-钢筋笼；5-拉结钢筋；6-栓钉；7-环向肋板；8-混凝土。

一种多腔体的巨型方钢管混凝土构件，其特征在于：包括方钢管1、连接钢板条2、分腔钢板3、钢筋笼4、拉结钢筋5、栓钉6、环向肋板7和混凝土8；分腔钢板3将方钢管内部分割为多个腔体，在分腔钢板3连接处设有连接钢板条2，在分腔钢板3与方钢管1连接处设有连接钢板条2，将连接板条2与相接触的方钢管1和分腔钢板3焊接为整体；在每个腔体中均布置1个钢筋笼4，均匀分布的水平拉结钢筋5将各相邻钢筋笼4拉结固定，分腔钢板3在拉结钢筋5通过位置开圆形孔以保证拉结钢筋5顺利通过；在分腔钢板3和方钢管1内壁均匀焊接栓钉6，在方钢管1内壁每隔3～5m附加焊接一道环向肋板7；方钢管内部其他空间由混凝土8填充。

作为优选，所述巨型方钢管边长在2m及以上，厚度由《钢管混凝土结构技术规范》GB50936-2014求得，所用钢材强度不低于Q345；所述分腔钢板的厚度为方钢管厚度的1/2～3/4，在拉结钢筋通过位置开2倍于拉结钢筋直径的圆孔；所述连接钢板条宽度不低于分腔钢板的厚度的2倍，连接各分腔钢板的连接钢板条厚度与宽度相等，连接方钢管与分腔钢板的连接钢板条厚度不低于分腔钢板厚度的1/2，所用钢材强度应高于方钢管和分腔钢板钢材强度；所述钢筋笼纵筋直径为20mm～40mm，所述箍筋直径为10mm～16mm，所述拉结钢筋直径为20mm～40mm，所用钢筋强度不低于400MPa；所述栓钉尺寸和间距应符合《钢结构设计规范》GB50017-2017；所述环向肋板厚度为方钢管厚度的1/2～2/3，宽度为方钢管混凝土截面边长的1/10～1/5；所述混凝土为高性能的高强混凝土，混凝土强度不低于C60。

需要说明，腔体数量按需增减，建议方钢管边长高于3m时设置4个或9个腔体，方钢管边长高于4m时设置9个或16个腔体等。

以上所述是对本实用新型示例性的介绍，并未做详细的叙述，凡是依据使用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

一种多腔体的巨型方钢管混凝土构件专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。