本發(fā)明屬于工程結構技術領域，尤其涉及一種八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件。

背景技術：
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鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成、且鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結構構件。鋼管混凝土利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過程中的相互作用，即鋼管對其核心混凝土的約束作用，使混凝土處于復雜應力狀態(tài)下，從而使混凝土的強度得以提高，韌性和塑性性能得到改善；同時，由于混凝土的存在，可以延緩或避免鋼管過早地發(fā)生局部屈曲，從而可以保證其材料性能的充分發(fā)揮。按截面形式不同，可分為圓鋼管混凝土(如圖1所示)，方鋼管混凝土(如圖2所示)和多邊形鋼管混凝土等，其中，多邊形鋼管混凝土采用八邊形鋼管混凝土(如圖3所示)進行說明。

根據(jù)大量實驗及實踐印證，方鋼管和八邊形鋼管對核心混凝土的約束效果不如圓鋼管顯著，且方鋼管混凝土和八邊形鋼管混凝土的承載力相較于圓鋼管混凝土要低；但是方鋼管混凝土和八邊形鋼管混凝土與梁節(jié)點構造簡單、連接方便。

因此，有必要開發(fā)一種既能保證約束效果，承載力較高又便于施工連接的新截面形式的鋼管混凝土。

技術實現(xiàn)要素：
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針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件，既保證了約束效果，提高了承載力，又便于施工過程中的連接。

本發(fā)明采用以下技術方案：提供一種八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件，包括鋼管，所述鋼管橫截面外邊緣呈八邊形，內邊緣呈圓形，所述鋼管內部澆筑混凝土。

作為優(yōu)選，所述鋼管采用無縫鋼管。

作為優(yōu)選，所述鋼管采用焊接鋼管，焊接點可選在所述鋼管的角位置或邊中點位置。

作為優(yōu)選，所述混凝土強度等級不低于C30。

作為優(yōu)選，所述混凝土是具有自密實特性的高性能混凝土。

本發(fā)明還提出了上述八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件的制作方法，包括如下步驟：S1、制作橫截面外邊緣為八邊形，內邊緣為圓形的鋼管；S2、向鋼管內澆筑混凝土。

在步驟S1中，當采用無縫鋼管時，用鋼錠或實心八邊形管坯經(jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷拔制作成型；當采用焊接鋼管時，將多個管坯分塊鑄造再焊接成型，焊接點可選在鋼管的角位置或邊中點位置。

在步驟S2中，混凝土強度等級不低于C30，當采用具有自密實特性的高性能混凝土時，其粗骨料最大粒徑不大于20mm。

在步驟S2中，澆筑方式可采用從管頂向下澆筑、從管底泵送頂升澆筑和立式手工澆筑中的任意一種方式，當混凝土澆筑到鋼管頂端時，將混凝土澆灌到低于管口位置，待混凝土達到設計強度的50％后，再用相同等級的水泥砂漿補填至管口，并將橫隔板或封頂板一次焊封到位。

在步驟S2中，當鋼管的直徑大于350mm時，采用內部振動器，每次振搗時間在15s到30s之間，一次澆筑高度不大于2m。

由上述技術方案可知，本發(fā)明提出的八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件，其鋼管的橫截面外邊緣呈八邊形，內邊緣呈圓形，圓形內表面可以對混凝土產(chǎn)生理想的約束效果，八邊形外邊緣便于與梁節(jié)點的施工連接，且在等同條件下，所述八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件的承載力相較于圓鋼管混凝土構件、方鋼管混凝土構件和八邊形混凝土構件的承載力有很大的提升，且由于所述八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件的鋼管角部效應，其承載力的實際值要高于理論值。

附圖說明：

圖1為現(xiàn)有技術中圓鋼管混凝土的截面圖；

圖2為現(xiàn)有技術中方鋼管混凝土的截面圖；

圖3為現(xiàn)有技術中八邊形鋼管混凝土的截面圖；

圖4為本發(fā)明的八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件的立體結構示意圖；

圖5為圖4的截面圖；

圖6為本發(fā)明的八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件采用焊接鋼管時焊接點在角位置的截面圖；

圖7為本發(fā)明的八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件采用焊接鋼管時焊接點在邊中點位置的截面圖；

圖中：1-鋼管，2-混凝土，3-焊接點。

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參照圖4和圖5，公開了一種八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件，包括鋼管1和混凝土2，所述鋼管1橫截面外邊緣呈八邊形，內邊緣呈圓形，所述混凝土柱2橫截面直徑為165mm，柱高為500mm，混凝土為普通硅酸鹽水泥與標準粗、細骨料按施工配合比制作的混凝土，強度等級為C40。在其他實施例中，可以是強度等級不低于C30的具有自密實特性的高性能混凝土，保證其粗骨料最大粒徑不大于20mm。

所述鋼管1厚度為2mm，外徑為165mm，高度為500mm，屈服強度315MPa、彈性模量206GPa。

所述八邊形圓截面實心鋼管混凝土構件的制作方法如下：

首先，制作橫截面外邊緣為八邊形，內邊緣為圓形的鋼管，可采用無縫鋼管或焊接鋼管，當采用無縫鋼管時，用鋼錠或實心八邊形管坯經(jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷拔制作成型，當采用焊接鋼管，通過將多個管坯分塊鑄造再焊接成型，如圖6和圖7所示，其焊接點3可以選在所述鋼管的角位置或邊中點位置；之后對鋼管內表面進行輕度除銹，外表面深度除銹，保持干凈，鋼管兩端切削平整；其次，將鋼管放置在平整的模板上，用密封膠沿著鋼管底部一周涂抹均勻防止?jié)仓r鋼管底部漏漿，然后分兩次澆筑混凝土，澆筑方式可采用從管頂向下澆筑、從管底泵送頂升澆筑和立式手工澆筑中的任意一種方式，當混凝土澆筑到鋼管頂端時，將混凝土澆灌到低于管口位置，待混凝土達到設計強度的50％后，用相同等級的水泥砂漿補填至管口，并將橫隔板一次封焊到位。在其他一些實施例中，當鋼管的直徑大于350mm時，采用內部振動器，每次振搗時間在15s到30s，一次澆筑高度不大于2m。

公知圓鋼管混凝土承載力計算公式為：

N＝A_sc·f_scy (1)

A_sc＝A_s+A_c (2)

f_scy＝(1.14+1.02·η)·f_ck (3)

上述公式中，A_s：鋼管的截面積，A_c：混凝土截面積，f_y：鋼材的屈服強度，f_ck：混凝土立方體抗壓強度標準值，η：鋼管混凝土的套箍系數(shù)。

根據(jù)上述公式計算得到八邊形圓截面鋼管混凝土柱的軸心抗壓承載力為1816kN，八邊形圓截面鋼管混凝土柱比同截面參數(shù)的圓柱的承載力高出497kN，比同截面參數(shù)的方柱高出162kN，比同截面參數(shù)的八邊形柱高出447kN。若考慮角部對鋼管的反作用，實際承載力應更高。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明權利要求所限定的范圍。