[發明專利]一種內置PVC管增強外包鋼混凝土組合柱

無效

• 申請號: 201210538581.5
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103015630A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 徐金俊;陳宗平;薛建陽
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 翁建華

技術領域

本發明涉及鋼與混凝土組合結構及混合結構、特別是一種內置PVC管增強外包鋼混凝土組合柱。

背景技術

隨著現代高層、大跨及重載結構的發展，為了滿足整體結構承載力的需要，傳統的鋼筋混凝土結構勢必要加大構件的截面尺寸，導致的后果是結構的自重增加，由此而加大地震反應。特別是作為承重的柱子，其承載力的高低決定了其上各種功能的發揮，如建筑樓屋面荷載的設計布置；同時，為了滿足建筑空間的需求，減小柱子的截面尺寸是一種有效的途徑。因此，這就要求尋找一種既是承載能力高、又是抗震延性好的結構柱來滿足上述需求。

目前，國內外研究者提出了一種承載能力好、抗震性能優良的新型結構-鋼管混凝土結構，其特點在于外包的鋼管將內部混凝土有效地約束，從而使得混凝土的力學性能得到改善，不僅承載能力大大提高，而且由于截面的高配鋼率使柱子的延性得到提高。但是，此類結構受到截面配鋼率的影響較大，截面含鋼率大時，鋼管混凝土的承載能力和抗震延性提高較大，但也大大增加了鋼材的消耗和提高了建設成本。為了降低造價和節約鋼材，國家相關部門很早便提出了“以塑代鋼”的政策，鼓勵建設單位大力發展塑料管材用于土建工程中。

聚氯乙烯（PVC）管材普遍應用于雨（落）水管以及地下排污水管等設施中。由于其具有質輕、價廉、抗腐蝕性好等特性，PVC管的應用范圍將會越來越廣泛。與鋼管混凝土相似，將混凝土和PVC管材相結合，從而構成PVC管混凝土，部分或全部代替鋼管混凝土，以此達到節約鋼材的目的。

在組合結構領域，外包鋼混凝土結構技術是一種新近發展的建筑結構設計與加固技術，其特點是具有較高的承載力，良好的抗震延性，且外包鋼混凝土柱易于與框架梁連接，具有節點構造方便的優點。鑒于此，有必要設計一種新的構件組合方法，將PVC管混凝土與外包鋼混凝土柱有效地結合，使之不僅達到提高柱子承載力的目的，同時又滿足其延性需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種內置PVC管增強外包鋼混凝土組合柱，通過對矩形截面柱的核心混凝土進行雙重約束，從而提高結構柱的承載能力，并滿足其延性需求。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

一種內置PVC管增強外包鋼混凝土組合柱，其特征是包括一根PVC管混凝土、縱向角鋼、連接鋼綴條和普通混凝土，PVC管混凝土埋置于外包鋼混凝土柱截面的中心，柱的每個角都有一根縱向角鋼，縱向角鋼之間有連接鋼綴條連接，在混合柱截面的剩余空間內澆筑混凝土。

所用的混凝土為普通混凝土，其配制方法同我國相關規范標準。

PVC管混凝土由PVC圓管及澆灌在管中的混凝土組成。

結構柱四個角上的縱向角鋼與連接鋼綴條組成的鋼箍骨架，與內在混凝土一同承受截面的軸向荷載。

采用本發明的技術方案，有如下顯著優點：

1）PVC管混凝土的應用，可以提高混凝土柱的承載能力；

2）PVC管包裹一部分混凝土，可以提高混凝土的耐久性能，改善混凝土的長期性能，可以有效防止結構柱在不良環境時有害物質的侵蝕；

3）PVC材料價格低廉，PVC管混凝土的應用具有節約鋼材、降低造價的優勢；

4）PVC管混凝土被包裹于外包鋼混凝土之間，可以有效約束該內部小柱的橫向變形，進一步提高其承載能力，具有雙重約束效應。

在不降低承載力的情況下，與型鋼混凝土（SRC）柱或鋼管混凝土（CFS）柱相比，本發明可大大減少鋼材的消耗；且PVC管材相對于鋼材具有價廉、不易生銹、抗腐蝕性好、耐久性能好的特點，有優質性價比，節約大量建設成本；

附圖說明

圖1為一種內置PVC管增強外包鋼混凝土組合柱的橫截面示意圖；

圖2為圖1的內置PVC管增強外包鋼混凝土組合柱的各組合部件的空間示意圖。

圖中：1-PVC管??2-內置混凝土??3-外部混凝土??4縱向角鋼、5-橫向綴條

具體實施方式

PVC管為采用聚氯乙烯（Poly?Vinyl?Chloride，PVC）作為材質的圓形管材，其材料具有加工性能良好、制造成本低、耐腐蝕、絕緣等良好特性，同時具有相對優良的幾何穩定性和較好的物理力學性能，其拉伸屈服強度≥40MPa，彈性模量約為2749MPa。