鋼骨-鋼管纖維混凝土l形截面組合柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋼骨-鋼管纖維混凝土L形截面組合柱,由鋼骨、鋼管、鋼筋骨架和纖維混凝土組成，鋼骨由鋼板焊接而成；鋼管內(nèi)有混凝土，箍筋呈L形，內(nèi)包裹混凝土，鋼骨位于L形柱的肢上，鋼管位于L形柱的核心，混凝土采用纖維混凝土。L形柱的肢上是指矩形部分的中心，鋼骨呈T形布置。L形柱的核心是指L形柱角部的中心。纖維混凝土位于鋼管內(nèi)外，充分利用了纖維材料的特性。本發(fā)明是高層和大跨度建筑物中框架結(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，具有良好的耐久性等特點(diǎn)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及了一種混凝土構(gòu)件，特別是涉及一種用于土木工程中的纖維混凝土 L 形柱，是一種新型的L形截面組合柱。 鋼骨-鋼管纖維混凝土 L形截面組合柱

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前社會(huì)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提升，人們對(duì)住宅的要求越來越高， 尤其是對(duì)房屋結(jié)構(gòu)和居室布局越來越重視。由于普通混凝土柱的截面尺寸往往大于墻體的 厚度，影響了室內(nèi)空間的使用，難以滿足建筑美觀的要求。為了解決這一問題，出現(xiàn)了鋼筋 混凝土 L形柱的結(jié)構(gòu)形式。鋼筋混凝土 L形柱結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)比較突出，國內(nèi)外的學(xué)者、專 家對(duì)此進(jìn)行了廣泛、深入的研究。鋼筋混凝土 L形柱的理論體系已基本形成，比如天津、沈 陽、廣東、山西等省市已經(jīng)完成了地方規(guī)程的編寫，并指導(dǎo)于工程實(shí)踐，建筑面積達(dá)數(shù)千萬 平方米。
[0003] 但是，隨著超高層和大跨度建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，純粹的鋼筋混凝土 L形柱的缺 點(diǎn)越來越突出。如受到軸壓比的限制，較大荷載下如果仍然采用普通鋼筋混凝土 L形柱，將 會(huì)導(dǎo)致柱的截面尺寸非常大；L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，抗震性能并不理想。
[0004] 同時(shí)，多年來，人們對(duì)鋼纖維約束混凝土裂縫開展的研究，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），從而開始了這種新型復(fù)合材料的實(shí)用開發(fā)階段。近年來，鋼纖維在 國內(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。
[0005] 因此，本文在上述背景下，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)度較低等缺點(diǎn)，以及與鋼骨、鋼管之間的粘結(jié)性能差的 缺點(diǎn)，作者通過分析前期的研究成果，提出了一種新型的鋼骨-鋼管纖維混凝土 L形截面組 合柱，該種組合柱綜合了鋼筋混凝土 L形柱、鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土柱、纖維混凝土柱 的優(yōu)點(diǎn)，減輕了資源壓力和環(huán)境負(fù)擔(dān)，大大的拓寬了混凝土 L形柱的應(yīng)用和發(fā)展空間，具有 十分重要的研究意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種鋼骨-鋼管纖維混凝土 L形截面組合柱，這種新型組合 柱提高了普通鋼筋混凝土 L形柱的受力性能，改善了高強(qiáng)混凝土的脆性、抗拉、抗剪和抗彎 強(qiáng)度較低等弊端。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：鋼骨-鋼管纖維混凝土 L形截面組合柱 的T形鋼骨由鋼板焊接而成，位于L形柱的肢上，鋼管位于柱的中心，試件制作時(shí)先將鋼骨 和鋼管通過焊接或螺栓連接固定，然后綁扎鋼筋骨架，支模，澆筑纖維混凝土。位于L形柱 肢上的鋼骨改善了肢部的受力性能和變形性能；位于核心處的鋼管提高了 L形柱的承載能 力和延性；充分利用了纖維材料的特性，改善了高強(qiáng)混凝土脆性較低的弊端。
[0007] 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，受到外部混凝土的保護(hù)，具有良好的耐 火、耐腐蝕性能； 3. 鋼管內(nèi)混凝土處于三相受壓狀態(tài)，提高了柱子的極限承載力，為高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用 提空了空間； 4. 鋼骨位于L形柱的肢部，改善了肢部的受力性能； 5. 可以先施工鋼骨、鋼管，將鋼骨、鋼管在底部焊接或螺栓連接固定，然后綁扎縱筋和 箍筋，形成骨架后澆注纖維混凝土，從而形成疊合柱； 6. 由于鋼骨、鋼管的存在改善了柱的延性，提高了柱的極限承載力，有利于地震區(qū)抗震 設(shè)計(jì)； 7. 拓寬了混凝土 L形柱的應(yīng)用和發(fā)展空間，美化了建筑外觀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是鋼骨-鋼管纖維混凝土 L形截面組合柱的示意圖。
[0009] 由鋼骨、鋼管、纖維混凝土和鋼筋骨架組成，其中纖維混凝土位于鋼管內(nèi)、外，鋼骨 位于L形柱的四肢上，鋼管位于L形柱的中心，鋼筋骨架處在L形柱的四周。圖中：1為縱 向鋼筋，2為纖維混凝土，3為鋼管，4為箍筋，5為鋼骨。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 鋼骨-鋼管纖維混凝土 L形截面組合柱，：由鋼骨、鋼管、鋼筋骨架和纖維混凝土組 成，鋼骨由鋼板焊接而成；鋼管內(nèi)有混凝土，箍筋呈L形，內(nèi)包裹混凝土，鋼骨位于L形柱的 肢上，鋼管位于L形柱的核心，混凝土采用纖維混凝土。L形柱的肢上是指矩形部分的中心， 鋼骨呈T形布置。L形柱的核心是指L形柱角部的中心。具體工藝如下： 1. 按照規(guī)定將鋼板焊接成鋼骨； 2. 將鋼骨和鋼管焊接或螺栓連接固定，并保持垂直或一定角度； 3. 綁扎鋼筋骨架； 4. 在鋼筋骨架外側(cè)支模板； 5. 將一定比例、一定尺寸的纖維與水泥等充分?jǐn)嚢瑁纬衫w維混凝土； 6. 澆注纖維混凝土； 7. 定期養(yǎng)護(hù)； 8. 到達(dá)規(guī)定養(yǎng)護(hù)日期后，拆模成型。
【權(quán)利要求】
1. 鋼骨-鋼管纖維混凝土 L形截面組合柱由鋼骨、鋼管、鋼筋骨架和纖維混凝土組成， 鋼骨由鋼板焊接而成；鋼管內(nèi)有混凝土，箍筋呈L形，內(nèi)包裹混凝土，其特征在于：鋼骨位于 L形柱的肢上，鋼管位于L形柱的核心，混凝土采用纖維混凝土。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼骨-鋼管L形截面組合柱，其特征在于：L形柱的肢上是指 矩形部分的中心，鋼骨呈T形布置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼骨-鋼管纖維混凝土 L形截面組合柱，其特征在于：L形柱 的核心是指L形柱角部的中心。
【文檔編號(hào)】E04C3/36GK104100043SQ201410269012
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】徐亞豐, 朱紹杰, 呂叢叢, 翟章琳, 陳謙 申請(qǐng)人:沈陽建筑大學(xué)