一種uhpc-cfst組合柱結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，包括UHPC板，所述UHPC板左右兩端分別對稱固定連接有CFST柱，所述CFST柱包含普通鋼管，所述鋼管內(nèi)澆筑有普通混凝土，所述UHPC板內(nèi)設(shè)有至少一排由若干橫向鋼筋、縱向鋼筋交錯而成的用于傳力和構(gòu)造的鋼筋網(wǎng)，所述鋼筋網(wǎng)靠近CFST柱的左右兩端分別對稱固定連接有抗剪連接件，所述抗剪連接件經(jīng)構(gòu)造連接件與鋼管的外周壁固定連接；本發(fā)明還涉及一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)的施工方法。本發(fā)明的組合柱結(jié)構(gòu)承載力高、剛度大、自重輕、耐久性好，且本發(fā)明的施工方法操作簡單，本發(fā)明可充分發(fā)揮UHPC和CFST各自的優(yōu)勢，形成新的結(jié)構(gòu)組合效應(yīng)。
【專利說明】—種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)及其施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]UHPC是續(xù)高強(qiáng)度、高性能混凝土之后研究成功的一種超高強(qiáng)度、低脆性、耐久性優(yōu)異并具有廣闊應(yīng)用前景的新型超高強(qiáng)混凝土，同普通混凝土相比，UHPC具有極高的抗壓和抗折強(qiáng)度、超高的抗?jié)B性及良好的耐磨性、較好的延性和較高的抗拉強(qiáng)度，UHPC優(yōu)越的性能使其在市政、石油、核電、海洋等工程及軍事設(shè)施方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]CFST結(jié)構(gòu)憑借其截面尺寸小、剛度和承壓能力大、抗震性能好、施工方便快捷的優(yōu)勢，成為房建和橋梁工程中應(yīng)用非常廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，當(dāng)CFST結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組合時，由于兩種結(jié)構(gòu)的受力性能不同，組合之后的結(jié)構(gòu)并不能完全發(fā)揮CFST結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，特別是在軸壓和偏心較小的情況下，結(jié)構(gòu)的破壞由普通鋼筋混凝土決定，對應(yīng)的CFST結(jié)構(gòu)的利用率不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理、施工方法簡單的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)及其施工方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，包括UHPC板，所述UHPC板左右兩端分別對稱固定連接有CFST柱，所述CFST柱包含普通鋼管，所述鋼管內(nèi)澆筑有普通混凝土，所述UHPC板內(nèi)設(shè)有至少一排由若干橫向鋼筋、縱向鋼筋交錯而成的用于傳力和構(gòu)造的鋼筋網(wǎng)，所述鋼筋網(wǎng)靠近CFST柱的左右兩端分別對稱固定連接有抗剪連接件，所述抗剪連接件經(jīng)構(gòu)造連接件與鋼管的外周壁固定連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述抗剪連接件采用PBL連接鍵，所述PBL連接鍵包括至少一個沿CFST柱軸向設(shè)置的鋼板，所述鋼板靠近UHPC板的一端與鋼筋網(wǎng)焊接固定，所述鋼板遠(yuǎn)離UHPC板的一端與鋼管的外周壁焊接固定，每個鋼板上布設(shè)有若干通孔，所述鋼板上垂直穿設(shè)有若干貫穿鋼筋。
[0007]進(jìn)一步的，每排鋼筋網(wǎng)上的每根橫向鋼筋的兩末端端部分別對稱焊接固定在所述鋼板的內(nèi)側(cè)面上，所述貫穿鋼筋穿過鋼板后，在其兩末端端部分別與第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件的內(nèi)側(cè)焊接固定。
[0008]進(jìn)一步的，所述第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件均采用鋼片，所述鋼片遠(yuǎn)離貫穿鋼筋的一端與鋼管外周壁焊接固定。
[0009]進(jìn)一步的，所述UHPC板、抗剪連接件、構(gòu)造連接件均沿著CFST柱軸向不間斷布置。
[0010]一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)的施工方法，按以下步驟進(jìn)行:
(1)將橫向鋼筋、縱向鋼筋綁扎好形成至少一排鋼筋網(wǎng)；
(2)每排鋼筋網(wǎng)上的每根橫向鋼筋的兩末端端部分別對稱焊接固定在PBL連接鍵的鋼板的內(nèi)側(cè)面上，所述鋼板遠(yuǎn)離UHPC板的一端與鋼管的外周壁焊接固定； (3)在所述鋼板上垂直穿設(shè)有若干貫穿鋼筋，所述貫穿鋼筋穿過鋼板后，其兩末端端部分別與第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件的內(nèi)側(cè)焊接固定，所述第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件遠(yuǎn)離貫穿鋼筋的一端分別與鋼管外周壁焊接固定，緊貼兩側(cè)的構(gòu)造連接件搭設(shè)模板；
(4)配制普通混凝土，并將配制好的普通混凝土澆筑于鋼管內(nèi)，以形成CFST柱；
(5)配制超高性能混凝土，并將配制好的超高性能混凝土澆筑于模板內(nèi)，以形成UHPC
板；
(6)對澆筑后的UHPC板和CFST柱進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，完成整個組合柱結(jié)構(gòu)的施工。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:(1)本發(fā)明中的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度匹配好，充分發(fā)揮了 UHPC、CFST各自的優(yōu)勢，并產(chǎn)生了組合增效作用，具有承載力高、剛度大、自重輕、耐久性好等優(yōu)點；(2)本發(fā)明中的UHPC板與CFST柱的結(jié)合面設(shè)有抗剪連接件與構(gòu)造連接件，同時在UHPC板內(nèi)設(shè)有鋼筋網(wǎng)，有效增加CFST柱與UHPC板連接強(qiáng)度，確保UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)受力的一致性；(3)本發(fā)明中的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)的施工方法簡單，可操作性強(qiáng)，便于推廣。
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例的圖3A-A方向局部俯視剖視示意圖(主受力方向)。
[0014]圖2為本發(fā)明實施例的俯視示意圖(主受力方向)。
[0015]圖3為本發(fā)明實施例的圖2B-B方向局部側(cè)視剖視示意圖(主受力方向)。
[0016]圖中:1_UHPC板，11-模板，12-鋼筋網(wǎng)，121-橫向鋼筋，122-縱向鋼筋，13-超高性能混凝土，2-CFST柱，21-鋼管，22-普通混凝土，3-抗剪連接件，31-PBL連接鍵，311-鋼板，312-通孔，313-貫穿鋼筋，4-構(gòu)造連接件，41-第一構(gòu)造連接件，42-第二構(gòu)造連接件。

【具體實施方式】
[0017]如圖f 3所示，一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，所述UHPC為一種超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,簡稱 UHPC),所述 CFST 為鋼管混凝土(ConcreteFilled Steel Tube，簡稱CFST)，包括UHPC板1，所述UHPC板1左右兩端分別對稱固定連接有CFST柱2，所述CFST柱2包含鋼管21，所述鋼管21內(nèi)澆筑有普通混凝土 22以形成CFST柱2，所述UHPC板1內(nèi)設(shè)有至少一排由若干橫向鋼筋121、縱向鋼筋122交錯而成的用于傳力和構(gòu)造的鋼筋網(wǎng)12，所述鋼筋網(wǎng)12靠近CFST柱2的左右兩端分別對稱固定連接有抗剪連接件3，所述抗剪連接件3經(jīng)構(gòu)造連接件4與鋼管21的外周壁固定連接，在模板11內(nèi)澆筑超高性能混凝土 13以形成UHPC板1。所述鋼筋網(wǎng)12設(shè)置在UHPC板1內(nèi)，同時與抗剪連接件3中的鋼板311的一端焊接固定，加強(qiáng)CFST柱2與UHPC板1的傳力；所述橫向鋼筋121、縱向鋼筋122的強(qiáng)度和數(shù)量滿足構(gòu)造需求；所述構(gòu)造連接件4除了固定抗剪連接件3，同時能夠定位模板11。
[0018]在本實施例中，所述抗剪連接件3采用PBL連接鍵31，所述PBL連接鍵31包括至少一個沿CFST柱2軸向設(shè)置的鋼板311，所述鋼板311靠近UHPC板1的一端與鋼筋網(wǎng)12焊接固定，所述鋼板311遠(yuǎn)離UHPC板1的一端與鋼管21的外周壁焊接固定，每個鋼板311上布設(shè)有若干通孔312，所述鋼板311上垂直穿設(shè)有若干貫穿鋼筋313。
[0019]在本實施例中，每排鋼筋網(wǎng)12上的每根橫向鋼筋121的兩末端端部分別對稱焊接固定在所述鋼板311的內(nèi)側(cè)面上，所述貫穿鋼筋313穿過鋼板311后，在其兩末端端部分別與第一構(gòu)造連接件41、第二構(gòu)造連接件42的內(nèi)側(cè)焊接固定。根據(jù)實際情況，在模板11內(nèi)設(shè)置單排或雙排鋼筋網(wǎng)12，每排鋼筋網(wǎng)12之間相互平行，每排鋼筋網(wǎng)12的兩末端端部分別焊接在PBL連接鍵31的鋼板311上，PBL連接鍵31的鋼板311數(shù)量與鋼筋網(wǎng)12排數(shù)相同。
[0020]在本實施例中，所述第一構(gòu)造連接件41、第二構(gòu)造連接件42均采用鋼片，所述鋼片遠(yuǎn)離貫穿鋼筋313的一端與鋼管21外周壁焊接固定。
[0021]在本實施例中，所述模板11為木?；蜾撃?，所述模板11在后期中需要拆除。
[0022]在本實施例中，所述UHPC板1、抗剪連接件3、構(gòu)造連接件4均沿著CFST柱2軸向不間斷布置；所述鋼管21、抗剪連接件3、鋼筋網(wǎng)12、構(gòu)造連接件4共同形成組合結(jié)構(gòu)的骨架，有效增強(qiáng)UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。
[0023]在本實施例中，一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)的施工方法，按以下步驟進(jìn)行:
(1)將橫向鋼筋121、縱向鋼筋122綁扎好形成至少一排鋼筋網(wǎng)12；
(2)每排鋼筋網(wǎng)12上的每根橫向鋼筋121的兩末端端部分別對稱焊接固定在PBL連接鍵31的鋼板311的內(nèi)側(cè)面上，所述鋼板311遠(yuǎn)離UHPC板I的一端與鋼管21的外周壁焊接固定；
(3)在所述鋼板311上垂直穿設(shè)有若干貫穿鋼筋313，所述貫穿鋼筋313穿過鋼板311后，其兩末端端部分別與第一構(gòu)造連接件41、第二構(gòu)造連接件42的內(nèi)側(cè)焊接固定，所述第一構(gòu)造連接件41、第二構(gòu)造連接件42遠(yuǎn)離貫穿鋼筋313的一端分別與鋼管21外周壁焊接固定，緊貼兩側(cè)的構(gòu)造連接件4的外側(cè)搭設(shè)模板11 ；
(4)配制普通混凝土22，并將配制好的普通混凝土 22澆筑于鋼管21內(nèi)，以形成CFST柱2 ；
(5)配制超高性能混凝土13，并將配制好的超高性能混凝土 13澆筑于模板11內(nèi)，以形成UHPC板I ;
(6)對澆筑后的UHPC板I和CFST柱2進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，完成整個組合柱結(jié)構(gòu)的施工。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括UHPC板，所述UHPC板左右兩端分別對稱固定連接有CFST柱，所述CFST柱包含普通鋼管，所述鋼管內(nèi)澆筑有普通混凝土，所述UHPC板內(nèi)設(shè)有至少一排由若干橫向鋼筋、縱向鋼筋交錯而成的用于傳力和構(gòu)造的鋼筋網(wǎng)，所述鋼筋網(wǎng)靠近CFST柱的左右兩端分別對稱固定連接有抗剪連接件，所述抗剪連接件經(jīng)構(gòu)造連接件與鋼管的外周壁固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述抗剪連接件采用PBL連接鍵，所述PBL連接鍵包括至少一個沿CFST柱軸向設(shè)置的鋼板，所述鋼板靠近UHPC板的一端與鋼筋網(wǎng)焊接固定，所述鋼板遠(yuǎn)離UHPC板的一端與鋼管的外周壁焊接固定，每個鋼板上布設(shè)有若干通孔，所述鋼板上垂直穿設(shè)有若干貫穿鋼筋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:每排鋼筋網(wǎng)上的每根橫向鋼筋的兩末端端部分別對稱焊接固定在所述鋼板的內(nèi)側(cè)面上，所述貫穿鋼筋穿過鋼板后，在其兩末端端部分別與第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件的內(nèi)側(cè)焊接固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件均采用鋼片，所述鋼片遠(yuǎn)離貫穿鋼筋的一端與鋼管外周壁焊接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述UHPC板、抗剪連接件、構(gòu)造連接件均沿著CFST柱軸向不間斷布置。
6.一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行: (1)將橫向鋼筋、縱向鋼筋綁扎好形成至少一排鋼筋網(wǎng)； (2)每排鋼筋網(wǎng)上的每根橫向鋼筋的兩末端端部分別對稱焊接固定在PBL連接鍵的鋼板的內(nèi)側(cè)面上，所述鋼板遠(yuǎn)離UHPC板的一端與鋼管的外周壁焊接固定； (3)在所述鋼板上垂直穿設(shè)有若干貫穿鋼筋，所述貫穿鋼筋穿過鋼板后，其兩末端端部分別與第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件的內(nèi)側(cè)焊接固定，所述第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件遠(yuǎn)離貫穿鋼筋的一端分別與鋼管外周壁焊接固定，緊貼兩側(cè)的構(gòu)造連接件搭設(shè)模板； (4)配制普通混凝土，并將配制好的普通混凝土澆筑于鋼管內(nèi)，以形成CFST柱； (5)配制超高性能混凝土，并將配制好的超高性能混凝土澆筑于模板內(nèi)，以形成UHPC板； (6)對澆筑后的UHPC板和CFST柱進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，完成整個組合柱結(jié)構(gòu)的施工。
【文檔編號】E04G21/02GK104295004SQ201410574522
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】陳寶春, 晏巧玲, 韋建剛 申請人:福州大學(xué)