異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種混凝土構(gòu)件，特別是涉及一種用于土木工程中的異形鋼管纖維混凝土芯柱。異形截異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的截面形式為T、L、十字形，其混凝土中含有充當(dāng)添加劑的纖維材料。滿足鋼纖維的增強(qiáng)效果與施工性能，采用鋼纖維長(zhǎng)度為15～60mm，直徑或等效直徑為0.3～1.2mm，纖維的體積摻量為0.5%～3%。異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的鋼管內(nèi)填充纖維混凝土或混凝土，而鋼管外側(cè)填充纖維混凝土。本發(fā)明是高層建筑物中建筑物框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件，具有承載力高，剛度大、重量輕，塑性、韌性好，抗沖擊和抗疲勞性能好，抗震性能佳等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】異形截面鋼管纖維混凝土芯柱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土構(gòu)件，特別是涉及一種用于土木工程中的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，作為框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件的框架柱，一般為普通的鋼筋混凝土柱。但由于無(wú)法解決由于框架柱的截面尺寸往往大于墻體的厚度，在使用時(shí)，室內(nèi)會(huì)出現(xiàn)柱子部分突出墻體的現(xiàn)象，從而影響了室內(nèi)的空間和使用。
[0003]為了解決這一問(wèn)題，出現(xiàn)了鋼筋混凝土異形柱的結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于鋼筋混凝土異型柱結(jié)構(gòu)，主要有T、L、十字形，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者進(jìn)行了廣泛、深入的研究。其理論基本形成，天津、沈陽(yáng)、廣東、山西等省市已經(jīng)完成的地方規(guī)程的編寫，并指導(dǎo)于工程實(shí)踐，建筑面積達(dá)數(shù)以千萬(wàn)平方米。
[0004]但是，在研究中也發(fā)現(xiàn):鋼筋混凝土異形柱的延性比普通矩形柱的差。異形柱由于多肢的存在，其剪力中心與截面形心往往不重合，在受力狀態(tài)下，各肢產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力。由于剪應(yīng)力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出現(xiàn)裂縫，即產(chǎn)生腹剪裂縫，導(dǎo)致異形柱脆性明顯，使異形柱的變形能力比普通矩形柱降低。
[0005]為了解決這個(gè)問(wèn)題，許多專家曾提出過(guò)許多建議和方案。如本人曾申請(qǐng)過(guò)專利:鋼管混凝土異形柱、異形碳纖維增強(qiáng)塑料鋼管混凝土芯柱等。這些技術(shù)雖然能在一定程度上解決這個(gè)問(wèn)題，但是還不很完善，尤其是高強(qiáng)混凝土應(yīng)用中容易引起裂縫的問(wèn)題，已經(jīng)引起的人們的關(guān)注。
[0006]多年來(lái)，人們對(duì)鋼纖維約束混凝土裂縫開(kāi)展的研究，已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展。提出了鋼纖維混凝土開(kāi)裂強(qiáng)度是由對(duì)拉伸應(yīng)力起有效作用的鋼纖維平均間距所決定的結(jié)論(纖維間距理論)，從而開(kāi)始了這種新型復(fù)合材料的實(shí)用開(kāi)發(fā)階段。近年來(lái)，鋼纖維在國(guó)內(nèi)外得到迅速發(fā)展。它克服了混凝土抗拉強(qiáng)度低、極限延伸率小、性脆等缺點(diǎn)，具有優(yōu)良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高韌性等性能，己在建筑、路橋、水工等工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0007]鋼纖維按材質(zhì)分，有普通碳鋼鋼纖維和不銹鋼鋼纖維，其中以普通鋼鋼纖維用量居多；按外形分有長(zhǎng)直形、壓痕形、波浪形、彎鉤形、大頭形、扭曲形；按截面形狀分有圓形、矩形、月牙形及不規(guī)則形；按生產(chǎn)工藝分有切斷型、剪切型、銑削型及熔抽型；按施工用途分有澆筑用鋼纖維和噴射用鋼纖維。為滿足鋼纖維的增強(qiáng)效果與施工性能，通常采用鋼纖維長(zhǎng)度為15?60mm，直徑或等效直徑為0.3?1.2mm,長(zhǎng)徑比為30?100，纖維的體積摻量為0.5%?2%，一般不超過(guò)3%，但現(xiàn)在的規(guī)程中也規(guī)定最小摻量可以到0.3%。
[0008]本發(fā)明擬利用纖維的特性，摻入混凝土中，從而改善混凝土材料自身的脆性、抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度較低，以及與鋼管之間的粘結(jié)性能差的不足。
[0009]因此，課題組設(shè)想，將纖維作為混凝土中的添加劑，用于建筑中，并形成異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，不失為一個(gè)好辦法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，其特征在于:異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的截面形式為T、L、十字形，其混凝土中含有充當(dāng)添加劑的纖維材料。
[0011]為滿足鋼纖維的增強(qiáng)效果與施工性能，采用鋼纖維長(zhǎng)度為15?60mm，直徑或等效直徑為0.3?1.2mm,纖維的體積摻量為0.5%?2%，一般不超過(guò)3% ；
異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的鋼管內(nèi)填充纖維混凝土或混凝土，而鋼管外側(cè)填充纖維混凝土。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
1.充分利用纖維材料的特性，改善高強(qiáng)混凝土的脆性、抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度較低等弊
端;
2.鋼管位于縱橫方向混凝土交叉部位的內(nèi)部，可以耐火、耐腐蝕；
3.可以先澆注鋼管內(nèi)部的纖維混凝土，后澆注鋼管外測(cè)的纖維混凝土，從而形成疊合
柱；
4.由于鋼管的存在改善了柱的延性，提高了柱的承載力，利于地震區(qū)抗震設(shè)計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是截面為“十”字形結(jié)構(gòu)的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱示意圖。
[0014]圖2是截面為“L”字形結(jié)構(gòu)的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱示意圖。
[0015]圖3是截面為“T”字形結(jié)構(gòu)的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱示意圖。
[0016]由圓鋼管、鋼筋和纖維混凝土組成，其中纖維混凝土位于鋼管內(nèi)，鋼管位于縱橫方向的鋼筋纖維混凝土內(nèi)。
[0017]圖中I為混凝土，2為鋼管，3為鋼筋纖維混凝土。
【具體實(shí)施方式】
[0018]異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，其特征在于:異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的截面形式為T、L、十字形，其混凝土中含有充當(dāng)添加劑的纖維材料。
[0019]為滿足鋼纖維的增強(qiáng)效果與施工性能，采用鋼纖維長(zhǎng)度為15?60mm，直徑或等效直徑為0.3?1.2mm,纖維的體積摻量為0.5%?2%，一般不超過(guò)3% ；
異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的鋼管內(nèi)填充纖維混凝土或混凝土，而鋼管外側(cè)填充纖維混凝土。
[0020]1.按照標(biāo)準(zhǔn)將鋼管立起，并保持垂直或一定角度；
2.綁扎鋼筋骨架；
3.在鋼筋外側(cè)支模版；
4.按照常規(guī)方法制作混凝土，并按照每立方米混凝土5kg?20kg的鋼纖維，鋼纖維的長(zhǎng)度為6?12mm、直徑為0.3?1.2mm、抗拉強(qiáng)度為1200MPa以上，纖維的體積摻量為
0.5%?2%，一般不超過(guò)3% ；，使之與混凝土充分?jǐn)嚢瑁?br> 5.在柱的外側(cè)支模版，并澆注煤矸石混凝土。
【權(quán)利要求】
1.異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，其特征在于:異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的截面形式為T、L、十字形，其混凝土中含有充當(dāng)添加劑的纖維材料。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，其特征在于:為滿足鋼纖維的增強(qiáng)效果與施工性能，采用鋼纖維長(zhǎng)度為15?60mm，直徑或等效直徑為0.3?1.2mm，纖維的體積摻量為0.5%?3%。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，其特征在于:異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的鋼管內(nèi)填充纖維混凝土或混凝土，而鋼管外側(cè)填充纖維混凝土。
【文檔編號(hào)】C04B14/48GK103541508SQ201310463118
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】徐誠(chéng)皓, 徐亞豐 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)