[發(fā)明專利]鋼骨-鋼管煤矸石混凝土組合柱

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310434342.X
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103541499A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐亞豐;徐誠皓;白首晏;陳謙;曾俊;朱紹杰;翟章琳
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 沈陽杰克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術(shù)領(lǐng)域

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鋼骨-鋼管煤矸石混凝土組合柱，是一種新型的鋼管混凝土組合柱。

背景技術(shù)

在“鋼管混凝土結(jié)構(gòu)”中，鋼管混凝土柱，可以分為鋼管在柱外側(cè)的鋼管混凝土柱和鋼管在柱內(nèi)的鋼管混凝土柱，前者通常稱為鋼管混凝土柱，后者通常稱為鋼管混凝土組合柱。由于鋼管混凝土柱施工復(fù)雜、鋼管需要防火、防銹處理等問題，所以在建造高層建筑及橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，目前大多采用鋼管混凝土組合柱的形式。在鋼管混凝土組合柱中，鋼管內(nèi)的混凝土強(qiáng)度等級通常等于或高于鋼管外的混凝土強(qiáng)度等級。由于鋼管對核心區(qū)的混凝土提供了約束作用，產(chǎn)生了套筒效應(yīng)，所以鋼管混凝土組合柱可減少結(jié)構(gòu)的塑性位移、增加結(jié)構(gòu)的耗能能力、提高建筑物的整體抗震性能。其研究成果已應(yīng)用于許多工程之中，僅沈陽就有遼寧郵政樞紐大廈、沈陽和平地稅局大樓、沈陽和泰大廈等。但是鋼管混凝土組合柱也存在許多缺點(diǎn)，如：1）當(dāng)建造的房屋層數(shù)越多時(shí)，柱承擔(dān)的荷載將加大，需要的柱的截面尺寸就越大，為了減小柱的截面尺寸，這就需要壁厚較厚的鋼管以提供給混凝土足夠的“套筒”效應(yīng)，所以需要工廠特殊加工，必然提高工程造價(jià)，同時(shí)在工程不可能實(shí)現(xiàn)；2）對于截面尺寸比較大的柱，選用大直徑的鋼管，固然能夠提高鋼管含率。但是，這樣可能造成鋼管用量的增加，提高工程造價(jià)，增加施工，尤其是節(jié)點(diǎn)的施工難度。如遼寧郵政樞紐大廈的組合柱截面尺寸達(dá)到950×950?mm，鋼管直徑達(dá)到558.8mm,管壁厚度達(dá)到12mm。3）由于鋼管混凝土組合柱主要是通過縱向鋼筋來提供延性的，所以往往需要較多的縱向鋼筋，造成施工的困難。4）研究表明該種柱的內(nèi)外混凝土不能很好的共同工作直至破壞。

基于以上原因，課題組曾發(fā)明過專利：鋼骨－鋼管混凝土柱、碳纖維增強(qiáng)塑料鋼骨－鋼管混凝土組合柱等，以解決這個(gè)問題。但是當(dāng)時(shí)沒有考慮材料的環(huán)保、節(jié)能等問題。

多年來，在煤礦生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了很多煤矸石。煤矸石綜合利用是資源綜合利用的重要方面，是我國能源結(jié)構(gòu)的必然選擇，也是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施之一。“十二五”期間《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年計(jì)劃的建議》指出：堅(jiān)持把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要著力點(diǎn)。深入貫徹節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境基本國策，節(jié)約能源，降低溫室氣體排放強(qiáng)度，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推廣低碳技術(shù)，積極應(yīng)對氣候變化。而煤矸石的綜合利用的主要方面就是生產(chǎn)建筑材料，包括生產(chǎn)輕骨料、建筑制品等。

因此，課題組設(shè)想，將廢棄的煤矸石作為混凝土的骨料，用于建筑中，并形成鋼骨-鋼管煤矸石混凝土組合柱，不失為一個(gè)好辦法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋼骨-鋼管煤矸石混凝土組合柱，充分利用廢氣煤矸石，做到廢物利用，節(jié)約能源、綠色環(huán)保。通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：由鋼骨、鋼管、煤矸石混凝土組成，并形成一個(gè)整體，鋼骨-鋼管煤矸石混凝土組合柱的鋼骨由鋼板焊接而成，鋼管位于柱的中心，鋼骨位于柱的角部。其特征在于：混凝土中含有充當(dāng)骨料的煤矸石碎塊。

混凝土中充當(dāng)骨料的煤矸石碎塊，粒徑在5mm～30mm的煤矸石碎塊，作為煤矸石混凝土中的粗骨料。按照每立方米煤矸石混凝土體積，粗骨料煤矸石重量200kg～1400kg，水泥400?kg～600?kg，水150?kg～300?kg，細(xì)砂150kg～1500kg的比例進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛Ｃ喉肥^多不行，會影響煤矸石混凝土的強(qiáng)度，過少也不行。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

1.充分利用廢棄煤矸石，做到廢物利用，節(jié)約能源、綠色環(huán)保；

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.位于角部的鋼骨對煤矸石混凝土的變形起到約束作用，從而提高延性和承載力。

附圖說明

圖1是截面為鋼骨-鋼管煤矸石混凝土組合柱示意圖。由鋼骨、鋼管、煤矸石混凝土組成，其中煤矸石混凝土位于鋼管內(nèi)、外，鋼骨位于柱的角部。圖中1為混凝土，2為煤矸石混凝土，3為綴板，4為鋼管，5為鋼骨。

具體實(shí)施方式

由鋼骨、鋼管、煤矸石混凝土組成，并形成一個(gè)整體，鋼骨-鋼管煤矸石混凝土組合柱的鋼骨由鋼板焊接而成，鋼管位于柱的中心，鋼骨位于柱的角部。其特征在于：混凝土中含有充當(dāng)骨料的煤矸石碎塊。