[發明專利]異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱

無效

• 申請號: 201310434611.2
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103541507A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 徐誠皓;徐亞豐
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34;C04B28/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本發明涉及一種混凝土構件，特別是涉及一種用于土木工程中的異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱，是一種新型的鋼管混凝土組合柱。

背景技術

目前，作為框架結構的主要構件的框架柱一般為普通的鋼筋混凝土柱。但由于無法解決由于框架柱的截面尺寸往往大于墻體的厚度，在使用時，室內會出現柱子部分突出墻體的現象，從而影響了室內的空間和使用。

為了解決這一問題，出現了鋼筋混凝土異形柱的結構形式。對于鋼筋混凝土異型柱結構，主要有T、L、十字形，國內外的學者進行了廣泛、深入的研究。其理論基本形成，天津、沈陽、廣東、山西等省市已經完成的地方規程的編寫，并指導于工程實踐，建筑面積達數以千萬平方米。

但是，在研究中也發現：鋼筋混凝土異形柱的延性比普通矩形柱的差。異形柱由于多肢的存在，其剪力中心與截面形心往往不重合，在受力狀態下，各肢產生翹曲正應力和剪應力。由于剪應力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出現裂縫，即產生腹剪裂縫，導致異形柱脆性明顯，使異形柱的變形能力比普通矩形柱降低。

為了解決這個問題，許多專家曾提出過許多建議和方案。如本人曾申請過專利：鋼管混凝土異形柱、異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱、一種鋼骨-鋼管混凝土芯柱及其制作方法等。

這些技術雖然能在一定程度上解決這個問題，但是還不很完善，尤其是混凝土的用料，不利于環保和節能。

多年來，在煤礦生產過程中，產生了很多煤矸石。煤矸石綜合利用是資源綜合利用的重要方面，是我國能源結構的必然選擇，也是實施可持續發展戰略的重要措施之一。“十二五”期間《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十二個五年計劃的建議》指出：堅持把建設資源節約型、環境友好型社會作為加快轉變經濟發展方式的重要著力點。深入貫徹節約資源和保護環境基本國策，節約能源，降低溫室氣體排放強度，發展循環經濟，推廣低碳技術，積極應對氣候變化。

而煤矸石的綜合利用的主要方面就是生產建筑材料，包括生產輕骨料、建筑制品等。目前，關于鋼-煤矸石混凝土這種綠色組合結構的研究，方興未艾。但涉及本發明的研究尚屬空白。

因此，課題組設想，將煤矸石作為混凝土的骨料，用于建筑中，并形成異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱，不失為一個好辦法。

發明內容

本發明的目的是提供一種異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱，充分利用廢棄煤矸石，做到廢物利用，節約能源、綠色環保通。

本發明通過以下技術方案實現的：異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱由圓鋼管、鋼筋和煤矸石混凝土組成，并通過煤矸石混凝土而組成一個整體，混凝土芯柱的截面形式為T、L、十字形，其特征在于：異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱的鋼管內填充煤矸石混凝土或混凝土，而且鋼管外側填充煤矸石混凝土，混凝土中含有充當骨料的煤矸石碎塊。

混凝土中充當骨料的煤矸石碎塊，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，細砂150kg～1500kg的比例進行充分攪拌。

本發明的優點與效果是：

1.充分利用廢棄的煤矸石，做到廢物利用，節約能源、綠色環保；

2.鋼管位于縱橫方向混凝土交叉部位的內部，可以耐火、耐腐蝕；

3.可以先澆注鋼管內部的混凝土，后澆注鋼管外測的混凝土，從而形成疊合柱；

4.由于鋼管的存在改善了柱的延性，提高了柱的承載力，利于地震區抗震設計。

附圖說明

圖1是截面為“十”字形結構的異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱示意圖。

圖2是截面為“L”字形結構的異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱示意圖。

圖3是截面為“T”字形結構的異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱示意圖。

由圓鋼管、鋼筋和煤矸石混凝土組成，其中煤矸石混凝土位于鋼管內，鋼管位于縱橫方向的鋼筋煤矸石混凝土內。圖中1為鋼管，2為鋼筋玻璃混凝土，3?為混凝土。

具體實施方式

異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱由圓鋼管、鋼筋和煤矸石混凝土組成，并通過煤矸石混凝土而組成一個整體，混凝土芯柱的截面形式為T、L、十字形，其特征在于：異形截面鋼管煤矸石混凝土芯柱的鋼管內填充煤矸石混凝土或混凝土，而且鋼管外側填充煤矸石混凝土，混凝土中含有充當骨料的煤矸石碎塊。