[發(fā)明專利]異形截面鋼管纖維混凝土芯柱

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310463118.3
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103541508A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐誠皓;徐亞豐
• 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;C04B14/48
• 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異形截面鋼管纖維混凝土芯柱。?

背景技術(shù)

目前，作為框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)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(nèi)會出現(xiàn)柱子部分突出墻體的現(xiàn)象，從而影響了室內(nèi)的空間和使用。?

為了解決這一問題，出現(xiàn)了鋼筋混凝土異形柱的結(jié)構(gòu)形式。對于鋼筋混凝土異型柱結(jié)構(gòu)，主要有T、L、十字形，國內(nèi)外的學(xué)者進(jìn)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(jīng)完成的地方規(guī)程的編寫，并指導(dǎo)于工程實(shí)踐，建筑面積達(dá)數(shù)以千萬平方米。?

但是，在研究中也發(fā)現(xiàn)：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(tài)下，各肢產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力。由于剪應(yīng)力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出現(xiàn)裂縫，即產(chǎn)生腹剪裂縫，導(dǎo)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(qiáng)塑料鋼管混凝土芯柱等。這些技術(shù)雖然能在一定程度上解決這個問題，但是還不很完善，尤其是高強(qiáng)混凝土應(yīng)用中容易引起裂縫的問題，已經(jīng)引起的人們的關(guān)注。?

多年來，人們對鋼纖維約束混凝土裂縫開展的研究，已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展。提出了鋼纖維混凝土開裂強(qiáng)度是由對拉伸應(yīng)力起有效作用的鋼纖維平均間距所決定的結(jié)論(纖維間距理論)，從而開始了這種新型復(fù)合材料的實(shí)用開發(fā)階段。近年來，鋼纖維在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展。它克服了混凝土抗拉強(qiáng)度低、極限延伸率小、性脆等缺點(diǎn)，具有優(yōu)良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高韌性等性能，己在建筑、路橋、水工等工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。?

鋼纖維按材質(zhì)分，有普通碳鋼鋼纖維和不銹鋼鋼纖維，其中以普通鋼鋼纖維用量居多;按外形分有長直形、壓痕形、波浪形、彎鉤形、大頭形、扭曲形；按截面形狀分有圓形、矩形、月牙形及不規(guī)則形;按生產(chǎn)工藝分有切斷型、剪切型、銑削型及熔抽型；按施工用途分有澆筑用鋼纖維和噴射用鋼纖維。為滿足鋼纖維的增強(qiáng)效果與施工性能，通常采用鋼纖維長度為15～60mm，直徑或等效直徑為0.3～1.2mm，長徑比為30～100，纖維的體積摻量為0.5%～2%，一般不超過3%，但現(xiàn)在的規(guī)程中也規(guī)定最小摻量可以到0.3%。?

本發(fā)明擬利用纖維的特性，摻入混凝土中，從而改善混凝土材料自身的脆性、抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度較低，以及與鋼管之間的粘結(jié)性能差的不足。?

因此，課題組設(shè)想，將纖維作為混凝土中的添加劑，用于建筑中，并形成異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，不失為一個好辦法。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，其特征在于：異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的截面形式為T、L、十字形，其混凝土中含有充當(dāng)添加劑的纖維材料。?

為滿足鋼纖維的增強(qiáng)效果與施工性能，采用鋼纖維長度為15～60mm，直徑或等效直徑為0.3～1.2mm，纖維的體積摻量為0.5%～2%，一般不超過3%；?

異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的鋼管內(nèi)填充纖維混凝土或混凝土，而鋼管外側(cè)填充纖維混凝土。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：?

1.充分利用纖維材料的特性，改善高強(qiáng)混凝土的脆性、抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度較低等弊端；

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.可以先澆注鋼管內(nèi)部的纖維混凝土，后澆注鋼管外測的纖維混凝土，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(qū)抗震設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1是截面為“十”字形結(jié)構(gòu)的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱示意圖。?

圖2是截面為“L”字形結(jié)構(gòu)的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱示意圖。?

圖3是截面為“T”字形結(jié)構(gòu)的異形截面鋼管纖維混凝土芯柱示意圖。?

由圓鋼管、鋼筋和纖維混凝土組成，其中纖維混凝土位于鋼管內(nèi)，鋼管位于縱橫方向的鋼筋纖維混凝土內(nèi)。?

圖中1為混凝土，2為鋼管，3為鋼筋纖維混凝土。?

具體實(shí)施方式

異形截面鋼管纖維混凝土芯柱，其特征在于：異形截面鋼管纖維混凝土芯柱的截面形式為T、L、十字形，其混凝土中含有充當(dāng)添加劑的纖維材料。?