本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件及其制作方法。

背景技術(shù)：

鋼管混凝土由外部鋼管和核心混凝土兩部分組成，是一種鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件。兩種不同材料的組合，形成了鋼管混凝土優(yōu)良的力學(xué)和施工性能，原因在于：外部鋼管對核心混凝土起到橫向約束作用，使得混凝土處于三向受力狀態(tài)，提高了混凝土的強(qiáng)度和變形能力；核心混凝土可有效防止相對薄壁的鋼管過早發(fā)生屈曲破壞；另外，外部鋼管可作為核心混凝土的永久模板，減少施工工序，加快施工速度。因此，鋼管混凝土因其優(yōu)越的力學(xué)和施工性能得到廣泛的工程應(yīng)用。

實際工程中，鋼管混凝土中的外部鋼管常因未得到定期而嚴(yán)格的防腐處理，銹蝕現(xiàn)象屢見不鮮，影響建筑的正常使用，嚴(yán)重時可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)性能削弱，造成安全隱患。鋼管防腐能力差的缺點，不僅增加了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后期維護(hù)費(fèi)用，同時也限制了該類結(jié)構(gòu)構(gòu)件在易腐蝕環(huán)境中的應(yīng)用。因此，在既能保證良好的經(jīng)濟(jì)性能、又可避免或減少防腐處理工序的前提條件下，如何提高鋼管混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐腐蝕性能，是促進(jìn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)更廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件，相比于普通鋼管混凝土構(gòu)件，該鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件在保證力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性能的基礎(chǔ)上具有更好的耐腐蝕性能。

本發(fā)明的目的還在于提供一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的制作方法。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件，包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的核心混凝土、鋼管、中間層混凝土以及鋁合金管，所述核心混凝土填充在所述鋼管內(nèi)，所述鋁合金管套設(shè)在所述鋼管外，所述中間層混凝土呈環(huán)狀填充在所述鋼管的外壁和所述鋁合金管的內(nèi)壁之間。

所述鋼管為碳素鋼管或者合金鋼管。

所述鋁合金管的壁厚不大于所述鋼管的壁厚。

所述鋁合金管的長度與所述鋼管的長度相同。

所述核心混凝土為鋼筋混凝土、水泥砂漿、水泥漿或者其他不同種類的混凝土，所述中間層混凝土為水泥砂漿、水泥漿或者其他不同種類的混凝土。

所述鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的橫截面形狀為圓形、橢圓形或者多邊形。

所述鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的橫截面形狀為方形或者矩形。

一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的制作方法，包括以下步驟：

(1)材料準(zhǔn)備：根據(jù)設(shè)計要求將鋼管和鋁合金管切割至相應(yīng)的長度；

(2)定位處理：對鋼管和鋁合金管進(jìn)行定位，使得鋼管的形心和鋁合金管的形心相重合，鋼管的兩端與鋁合金管的兩端相平齊；

(3)澆筑核心混凝土：將混凝土灌注到鋼管的內(nèi)部，采用振搗工具將混凝土振搗密實，形成填充鋼管的核心混凝土；

(4)澆筑中間層混凝土：將混凝土灌注到鋼管和鋁合金管之間，采用振搗工具將混凝土振搗密實，形成中間層混凝土；

(5)混凝土養(yǎng)護(hù)：對澆筑完成的核心混凝土和中間層混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，得到由核心混凝土、鋼管、中間層混凝土以及鋁合金管組合而成的鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件。

步驟(4)中，當(dāng)鋼管和鋁合金管之間的空隙小于一定距離導(dǎo)致無法振搗時，也可采用自流平自密實灌漿料灌注到鋼管和鋁合金管之間，從而完成中間層混凝土的澆筑。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件，具有以下有益效果：

(1)由外層的鋁合金管、中間層混凝土和內(nèi)層的鋼管共同組成的組合構(gòu)件能夠有效約束核心混凝土，提高核心混凝土的承載力和變形能力；

(2)核心混凝土及中間層混凝土為內(nèi)層的鋼管提供有效的側(cè)向支撐作用，防止或延緩內(nèi)層的鋼管發(fā)生屈曲破壞，提高了位于內(nèi)層的鋼管的穩(wěn)定性和鋼材強(qiáng)度的有效利用率；

(3)外層的鋁合金管及呈環(huán)狀的中間層混凝土將內(nèi)部的鋼管與外部環(huán)境隔離，有效提高了整體結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能；

(4)中間層混凝土為外層的鋁合金管提供約束作用，防止外層的鋁合金管發(fā)生內(nèi)凹屈曲破壞，外層的鋁合金管本身具有良好的耐腐蝕性，可根據(jù)實際環(huán)境選用不同等級的鋁合金管材，可適應(yīng)絕大多數(shù)環(huán)境下的工程應(yīng)用需求。

綜上，相比于普通鋼管混凝土構(gòu)件，該鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件可以節(jié)省構(gòu)件的后期維護(hù)費(fèi)用，減少維護(hù)不當(dāng)造成的安全隱患，且外形美觀；相比于不銹鋼管混凝土構(gòu)件，該鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件具有更好的經(jīng)濟(jì)性。因此，本發(fā)明一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件，在保證力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性能的基礎(chǔ)上具有更好的耐腐蝕性能。本發(fā)明提出的一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件原理清晰、構(gòu)造簡單，不需特殊的防腐處理，可在近海建筑、海洋平臺以及特殊工業(yè)建筑等有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中廣泛使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的橫截面示意圖。

圖中：

核心混凝土 1 鋼管 2

中間層混凝土 3 鋁合金管 4

具體實施方式

為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述，在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，關(guān)于“內(nèi)”、“外”等指示的方位或者位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系。

一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件，如圖1所示，包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的核心混凝土1、鋼管2、中間層混凝土3以及鋁合金管4，核心混凝土1填充在鋼管2內(nèi)，鋁合金管4套設(shè)在鋼管2外，中間層混凝土3呈環(huán)狀填充在鋼管2的外壁和鋁合金管4的內(nèi)壁之間。

優(yōu)選的，鋼管2為碳素鋼管或者合金鋼管。

優(yōu)選的，鋁合金管4的壁厚不大于鋼管2的壁厚，鋁合金管4的主要作用是提高整體構(gòu)件的耐腐蝕性能。

優(yōu)選的，鋁合金管4的長度與鋼管2的長度相同，以便外層的鋁合金管4能夠有效充分地防止或者延緩內(nèi)層的鋼管2發(fā)生銹蝕。

優(yōu)選的，核心混凝土1為鋼筋混凝土、水泥砂漿、水泥漿或者其他不同種類的混凝土，中間層混凝土3為水泥砂漿、水泥漿或者其他不同種類的混凝土，以便適應(yīng)不同的工程需要。

優(yōu)選的，鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的橫截面形狀為圓形、橢圓形、方形、矩形或者其他多邊形，如圖2所示，該鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的橫截面形狀為圓形，可保證受力均勻，性能更好。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件，具有以下有益效果：

(1)由外層的鋁合金管4、中間層混凝土3和內(nèi)層的鋼管2共同組成的組合構(gòu)件能夠有效約束核心混凝土1，提高核心混凝土的承載力和變形能力；

(2)核心混凝土1及中間層混凝土3為內(nèi)層的鋼管2提供有效的側(cè)向支撐作用，防止或延緩內(nèi)層的鋼管2發(fā)生屈曲破壞，提高了位于內(nèi)層的鋼管的穩(wěn)定性和鋼材強(qiáng)度的有效利用率；

(3)外層的鋁合金管4及呈環(huán)狀的中間層混凝土3將內(nèi)部的鋼管2與外部環(huán)境隔離，有效提高了整體結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能；

(4)中間層混凝土3為外層的鋁合金管4提供約束作用，防止外層的鋁合金管4發(fā)生內(nèi)凹屈曲破壞，外層的鋁合金管4本身具有良好的耐腐蝕性，可根據(jù)實際環(huán)境選用不同等級的鋁合金管材，可適應(yīng)絕大多數(shù)環(huán)境下的工程應(yīng)用需求。

綜上，相比于普通鋼管混凝土構(gòu)件，該鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件可以節(jié)省構(gòu)件的后期維護(hù)費(fèi)用，減少維護(hù)不當(dāng)造成的安全隱患，且外形美觀；相比于不銹鋼管混凝土構(gòu)件，該鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件具有更好的經(jīng)濟(jì)性。因此，本發(fā)明一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件，在保證力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性能的基礎(chǔ)上具有更好的耐腐蝕性能。

本發(fā)明提出的一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件原理清晰、構(gòu)造簡單，不需特殊的防腐處理，可在近海建筑、海洋平臺以及特殊工業(yè)建筑等有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中廣泛使用。

實施例一

一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的制作方法，包括以下步驟：

(1)材料準(zhǔn)備：根據(jù)設(shè)計要求將圓形的碳素鋼管和鋁合金管切割至相同的長度，其中鋁合金管的內(nèi)徑大于碳素鋼管的外徑，鋁合金管的壁厚不大于碳素鋼管的壁厚；

(2)定位處理：通過焊接的方式將碳素鋼管豎直固定在一臨時鋼板上，再將鋁合金管套在碳素鋼管外，使鋁合金管的圓心與碳素鋼管的圓心重合后，將鋁合金管也焊接在臨時鋼板上，內(nèi)層的碳素鋼管的兩端和外層的鋁合金管的兩端分別平齊；

(3)澆筑核心混凝土：按設(shè)計配比拌制混凝土，將配好的混凝土灌注到碳素鋼管的內(nèi)部，采用振搗工具將混凝土振搗密實形成填充碳素鋼管的核心混凝土；

(4)澆筑中間層混凝土：將混凝土灌注到碳素鋼管和鋁合金管之間，采用振搗工具將混凝土振搗密實，形成中間層混凝土；

(5)混凝土養(yǎng)護(hù)：對澆筑完成的核心混凝土和中間層混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，得到由核心混凝土、碳素鋼管、中間層混凝土以及鋁合金管組合而成的鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件。

步驟(4)中，中間層混凝土的原料可與核心混凝土采用相同的建筑材料，當(dāng)碳素鋼管和鋁合金管之間的空隙小于一定距離導(dǎo)致無法振搗時，也可以采用自流平自密實灌漿料等其他建筑材料。

實施例二

一種鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件的制作方法，包括以下步驟：

(1)材料準(zhǔn)備：根據(jù)設(shè)計要求將圓形的合金鋼管和鋁合金管切割至相同的長度，其中鋁合金管的內(nèi)徑大于合金鋼管的外徑，鋁合金管的壁厚不大于合金鋼管的壁厚；

(2)定位處理：通過焊接的方式將合金鋼管豎直固定在一臨時鋼板上，再將鋁合金管套在合金鋼管外，使鋁合金管的圓心與合金鋼管的圓心重合后，將鋁合金管也焊接在臨時鋼板上，內(nèi)層的合金鋼管的兩端和外層的鋁合金管的兩端分別平齊；

(3)澆筑核心混凝土：按設(shè)計配比拌制混凝土，將配好的混凝土灌注到合金鋼管的內(nèi)部，采用振搗工具將混凝土振搗密實形成填充合金鋼管的核心混凝土；

(4)澆筑中間層混凝土：將混凝土灌注到合金鋼管和鋁合金管之間，采用振搗工具將混凝土振搗密實，形成中間層混凝土；

(5)混凝土養(yǎng)護(hù)：對澆筑完成的核心混凝土和中間層混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，得到由核心混凝土、合金鋼管、中間層混凝土以及鋁合金管組合而成的鋁合金復(fù)合鋼管混凝土構(gòu)件。

步驟(4)中，中間層混凝土的原料可與核心混凝土采用相同的建筑材料，當(dāng)合金鋼管和鋁合金管之間的空隙小于一定距離導(dǎo)致無法振搗時，也可以采用自流平自密實灌漿料等其他建筑材料。

上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。