[發(fā)明專利]一種預(yù)應(yīng)力鋼筋大跨度石材構(gòu)件

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810236510.3
• 申請(qǐng)日: 2008-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN101451387A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藺寶鋼;焦海洲;張曉瑞;張興虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C3/26
• 分類號(hào): E04C3/26;E04C3/34;E04C2/04
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)應(yīng)力大跨度石材構(gòu)件。

背景技術(shù)

天然石料是大自然賦予人類最早的、取之不盡的建筑材料。石材的最大力學(xué)特征是抗壓強(qiáng)度非常高，而抗折(拉)強(qiáng)度卻很低，(但比混凝土大得多)，對(duì)本工程MU144.2石材為抗壓強(qiáng)度的9.6％(5.5)，其截面抗力-力距，由拉壓強(qiáng)度決定的兩個(gè)值中，受最小值控制，僅約利用9.6％，而抗壓強(qiáng)度的90％以上將被浪費(fèi)掉，被浪費(fèi)的受壓區(qū)石料反過來又增大了結(jié)構(gòu)的(自重)負(fù)載。這就在理論和實(shí)踐上限制了石梁向大跨度發(fā)展的可能性。自秦漢以后，古人在使用石材時(shí)，主要用其抗壓性能。目前大跨度仿石建構(gòu)筑物(圣殿、閣壇、大門、牌樓等)多采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，外表面干掛石材來達(dá)到一定的藝術(shù)效果。但對(duì)于仿古石牌樓來說這種常規(guī)做法對(duì)于藝術(shù)效果的表達(dá)是表里不一的。影響其古樸、莊嚴(yán)和雄偉的品質(zhì)，而且兩者的壽命是不可比的。

眾所周知，混凝土為現(xiàn)代材料，從它1850年出現(xiàn)至今只有百年歷史，加之1966年日本首先應(yīng)用高強(qiáng)混凝土，開始生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土樁柱以后，使得混凝土材料得到更為廣泛的應(yīng)用，使混凝土建筑在尺度上有長(zhǎng)足發(fā)展，越來越多跨江跨海的大橋和高樓拔地而起，高度超過百米的建筑隨處可見。因此傳統(tǒng)的仿古石牌樓在進(jìn)行創(chuàng)作時(shí)為了便于施工，材料多以鋼筋混泥土為主。但是石牌樓作為中國古建，具有悠久的文化歷史。我們以現(xiàn)代材料和技術(shù)去營建仿古石牌樓，無法將這一特色建筑詮釋得淋漓盡致。所以為了使仿古石牌樓更加完美、更加體現(xiàn)古建文化，以石材作為仿古石牌樓設(shè)計(jì)的材料的結(jié)構(gòu)問題亟待解決。

我國石材工藝歷史久遠(yuǎn)，遺存的純石材古建筑每一座都堪稱是絕美的藝術(shù)精品，這就為解決仿古石牌樓結(jié)構(gòu)問題提供了眾多參考。為了使仿古石牌樓結(jié)構(gòu)具有嶄新亮點(diǎn)有別于其它古建筑或今建牌坊，這就要求在傳統(tǒng)的石牌樓結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行突破和創(chuàng)新。

通過多方考察調(diào)研，發(fā)現(xiàn)古今所建的石牌樓由于受石材的制約，在尺度上無法像混凝土材料那樣可以進(jìn)行超常尺度的建造。如何在尺度上進(jìn)行突破將現(xiàn)代建筑的超常尺度應(yīng)用于大跨度石構(gòu)件中，創(chuàng)造一座符合我國現(xiàn)代空間概念的石牌樓建筑，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所期望的亮點(diǎn)和突破點(diǎn)。而現(xiàn)存的全石材牌樓除北京昌平十三陵建于明嘉靖十九年(1540)漢白玉及青白石牌坊，通闊28.86m，高12m，尺度較大外。但未經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為理論依據(jù)，其它全石材牌樓由于石材的塑性差，抗彎、抗拉和抗剪強(qiáng)度低，因此，在大跨度梁和大偏心受壓柱中，石材很少有人使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種預(yù)應(yīng)力鋼筋大跨度石構(gòu)件，該石構(gòu)件既能大幅度提高抗彎，抗剪與抗主拉應(yīng)力的強(qiáng)度外。還能達(dá)到將小石材做成大跨度結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)石結(jié)構(gòu)向高大壯觀，古樸莊嚴(yán)，雄偉肅穆的方向發(fā)展。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種預(yù)應(yīng)力鋼筋大跨度石構(gòu)件，包括石材制作的石梁、石柱或石板，其特征在于，在所述的石梁、石柱或石板中，至少設(shè)有一根預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼鉸線，該預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼鉸線貫穿整個(gè)石梁、石柱或石板，預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼鉸線兩端裝有螺母，使預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼鉸線與外界完全隔絕。

本發(fā)明的其它特點(diǎn)是：

不同長(zhǎng)度的預(yù)應(yīng)力鋼筋(鋼鉸線)，兩端的螺母施加不同的力，用不同的錨具錨固，以達(dá)到承受荷載時(shí)的安全、經(jīng)濟(jì)、合理。

石梁、石柱或石板的兩邊開有明槽或暗孔，預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼鉸線設(shè)置在石梁、石柱或石板兩邊的明槽內(nèi)。

當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋大跨度石材構(gòu)件用作邊梁時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼鉸線由兩端斷面向中心橫軸靠攏。

預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼鉸線必須經(jīng)過力學(xué)計(jì)算后布置在梁體內(nèi)，并使預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼鉸線與外界完全隔絕。

本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力鋼筋大跨度石材構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)力條件下，彈性工作階段的承載能力，可以提高兩倍以上，石梁脆性破壞的危險(xiǎn)得以大的改善，裂縫發(fā)生開展過程，清晰明確，時(shí)間持久，卸載后裂縫合擾。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，采用本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力大跨度石材構(gòu)件制作牌樓，在力學(xué)上克服了石材抗拉、彎和剪遠(yuǎn)低于抗壓的致命弱點(diǎn)，保證在拓展構(gòu)件尺度和建筑規(guī)模時(shí)與抗壓協(xié)調(diào)，強(qiáng)度同步安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖，其中，(a)是主視圖，(b)是側(cè)視圖；

圖2是本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)示意圖，其中，(a)是主視圖，(b)是側(cè)視圖；

圖3是復(fù)合而成的一種結(jié)構(gòu)示意圖，其中，(a)是主視圖，(b)是側(cè)視圖；

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式