[發(fā)明專利]鋼骨-鋼管纖維混凝土T形截面組合柱

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• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104100042A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐亞豐;朱紹杰;呂叢叢;翟章琳;陳謙
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號: E04C3/36
• 分類號: E04C3/36
• 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)明涉及了一種混凝土構(gòu)件，特別是涉及一種用于土木工程中的纖維混?

凝土T形柱，是一種新型的鋼骨-鋼管纖維混凝土T形截面組合柱。

背景技術(shù)

當(dāng)前社會，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提升，人們對住宅的要求越來越高，尤其是對房屋結(jié)構(gòu)和居室布局越來越重視。由于普通混凝土柱的截面尺寸往往大于墻體的厚度，影響了室內(nèi)空間的使用，難以滿足建筑美觀的要求。為了解決這一問題，出現(xiàn)了鋼筋混凝土T形柱的結(jié)構(gòu)形式。鋼筋混凝土T形柱結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)比較突出，國內(nèi)外的學(xué)者、專家對此進(jìn)行了廣泛、深入的研究。鋼筋混凝土L形柱的理論體系已基本形成，比如天津、沈陽、廣東、山西等省市已經(jīng)完成了地方規(guī)程的編寫，并指導(dǎo)于工程實(shí)踐，建筑面積達(dá)數(shù)千萬平方米。?

但是，隨著超高層和大跨度建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，純粹的鋼筋混凝土T形柱的缺點(diǎn)越來越突出。如受到軸壓比的限制，較大荷載下如果仍然采用普通鋼筋混凝土T形柱，將會導(dǎo)致柱的截面尺寸非常大；T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，抗震性能并不理想。?

同時(shí)，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。?

因此，本文在上述背景下，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)度較低等缺點(diǎn)，以及與鋼骨、鋼管之間的粘結(jié)性能差的缺點(diǎn)，作者通過分析前期的研究成果，提出了一種新型的鋼骨-鋼管纖維混凝土T形截面組合柱，該種組合柱綜合了鋼筋混凝土T形柱、鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土柱、纖維混凝土柱的優(yōu)點(diǎn)，減輕了資源壓力和環(huán)境負(fù)擔(dān)，大大的拓寬了混凝土T形柱的應(yīng)用和發(fā)展空間，具有十分重要的研究意義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋼骨-鋼管纖維混凝土T形截面組合柱，這種新型組合柱提高了普通鋼筋混凝土T形柱的受力性能，改善了高強(qiáng)混凝土的脆性、抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度較低等弊端。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：鋼骨-鋼管纖維混凝土T形截面組合柱的T形鋼骨由鋼板焊接而成，位于T形柱的肢上，鋼管位于柱的中心，試件制作時(shí)先將鋼骨和鋼管通過焊接或螺栓連接固定，然后綁扎鋼筋骨架，支模，澆筑纖維混凝土。位于T形柱肢上的鋼骨改善了肢部的受力性能和變形性能；位于核心處的鋼管提高了T形柱的承載能力和延性；充分利用了纖維材料的特性，改善了高強(qiáng)混凝土脆性較低的弊端。?

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，受到外部混凝土的保護(hù)，具有良好的耐火、耐腐蝕性能；

3.鋼管內(nèi)混凝土處于三相受壓狀態(tài)，提高了柱子的極限承載力，為高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用提空了空間；

4.鋼骨位于T形柱的肢部，改善了肢部的受力性能；

????5.可以先施工鋼骨、鋼管，將鋼骨、鋼管在底部焊接或螺栓連接固定，然后綁扎縱筋和箍筋，形成骨架后澆注纖維混凝土，從而形成疊合柱；

6.由于鋼骨、鋼管的存在改善了柱的延性，提高了柱的極限承載力，有利于地震區(qū)抗震設(shè)計(jì)；

7.拓寬了混凝土T形柱的應(yīng)用和發(fā)展空間，美化了建筑外觀。

附圖說明

圖1是鋼骨-鋼管纖維混凝土T形截面組合柱的示意圖。?

由鋼骨、鋼管、纖維混凝土和鋼筋骨架組成，其中纖維混凝土位于鋼管內(nèi)、外，鋼骨位于T形柱的肢上，鋼管位于T形柱的中心，鋼筋骨架處在T形柱的四周。圖中:1為縱向鋼筋，2為纖維混凝土，3為鋼管，4為箍筋，5為鋼骨。?

具體實(shí)施方式

鋼骨-鋼管纖維混凝土T形截面組合柱，：由鋼骨、鋼管、鋼筋骨架和纖維混凝土組成，鋼骨由鋼板焊接而成；鋼管內(nèi)有混凝土，箍筋呈T形，內(nèi)包裹混凝土，鋼骨位于T形柱的肢上，鋼管位于T形柱的核心，混凝土采用纖維混凝土。T形柱的肢上是指矩形部分的邊端，鋼骨呈T形布置。T形柱的核心是指T形柱角部的中心。具體工藝如下：?