[發(fā)明專利]內(nèi)設(shè)局部約束的高強化再生混合鋼管砼軸壓柱及施工工藝

有效

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• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104295002A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳波;張強
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34;E04G21/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及廢舊混凝土循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及內(nèi)設(shè)局部約束的高強化再生混合鋼管砼軸壓柱及施工工藝。

背景技術(shù)

相比常規(guī)鋼筋混凝土柱，鋼管混凝土柱具有節(jié)省模板、施工速度快、承載能力高等優(yōu)點，在國內(nèi)外土木建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但大量試驗表明，鋼管混凝土柱的軸壓破壞主要表現(xiàn)為柱身半高處附近嚴(yán)重鼓出的腰鼓型破壞模式，而柱身上、下兩端的橫向變形卻相對不明顯，此時柱身上、下兩端的的鋼材實際上并未充分發(fā)揮橫向約束作用。因此，在用鋼量保持不變的情況下，可以通過調(diào)整材料布局（即加大柱身半高處附近的用鋼比例，同時減少柱身上、下兩端的用鋼比例）對鋼管混凝土柱做進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)而提高其軸壓性能，但目前還鮮見此類技術(shù)。

由于天然砂石的開采破壞環(huán)境，同時既有建筑物和構(gòu)筑物拆除產(chǎn)生的廢舊混凝土直接運往郊外堆放填埋又會引發(fā)新的環(huán)境問題，因此廢舊混凝土的循環(huán)再生利用已引起國內(nèi)外廣泛關(guān)注。一般來說，廢舊混凝土由于建造年代較早，強度等級普遍偏低，以往也只是與強度等級相近的新混凝土混合使用，應(yīng)用范圍受到很大限制（如無法直接應(yīng)用于高層、重載等結(jié)構(gòu)），如何有效拓展低強度等級廢舊混凝土的應(yīng)用范圍是一個亟待解決的問題。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)將低強度等級廢舊混凝土塊體與高強度等級新混凝土混合使用，是解決該問題的一條有效途徑。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在鋼管混凝土軸壓柱材料布局不夠合理，以及低強度等級廢舊混凝土的應(yīng)用范圍亟待拓展等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供內(nèi)設(shè)局部約束的高強化再生混合鋼管砼軸壓柱及施工工藝，一方面通過適當(dāng)降低鋼管混凝土柱的鋼管壁厚，同時增強柱身半高處附近的橫向約束，使得在用鋼量相同的情況下柱的軸壓性能明顯提高；另一方面通過將低強度等級廢舊混凝土塊體與高強度等級新混凝土混合使用，使得前者可以應(yīng)用于混凝土強度要求較高的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，從而大大拓展了低強度等級廢舊混凝土的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：

內(nèi)設(shè)局部約束的高強化再生混合鋼管砼軸壓柱，在鋼管內(nèi)中部五分之三高度范圍內(nèi)設(shè)置螺旋箍筋或若干橫向箍筋，鋼管內(nèi)部交替澆筑高強度等級新混凝土和投放低強度等級廢舊混凝土塊體，高強度等級新混凝土的抗壓強度大于低強度等級廢舊混凝土抗壓強度30~90MPa。

進(jìn)一步優(yōu)化實施的，所述螺旋箍筋設(shè)置在鋼管內(nèi)中部五分之三高度范圍內(nèi)，鋼管截面為圓形；或橫向箍筋設(shè)置在鋼管內(nèi)中部五分之三高度范圍內(nèi)，中間密兩邊疏，鋼管截面為圓形或多邊形。

進(jìn)一步優(yōu)化實施的，所述低強度等級廢舊混凝土塊體為舊有建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁或堤壩拆除并去除保護(hù)層和全部或部分鋼筋之后的廢舊混凝土塊體。

進(jìn)一步優(yōu)化實施的，所述高強度等級新混凝土為天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，且抗壓強度不低于60MPa。

進(jìn)一步優(yōu)化實施的，所述低強度等級廢舊混凝土塊體的特征尺寸不低于100mm，且低強度等級廢舊混凝土塊體與高強度等級新混凝土的質(zhì)量比為1:4~1:1。

上述內(nèi)設(shè)局部約束的高強化再生混合鋼管砼軸壓柱的施工工藝，包括以下步驟：

（1）將螺旋箍筋或若干橫向箍筋與兩根縱向架立筋點焊成一體，再吊起兩根縱向架立筋，使螺旋箍筋或若干橫向箍筋置于鋼管內(nèi)中部五分之三高度范圍內(nèi)，且采用橫向箍筋時箍筋間距中間密兩邊疏，然后將兩根縱向架立筋與鋼管內(nèi)壁點焊；

（2）提前將低強度等級廢舊混凝土塊體充分濕潤，投放時首先在鋼管底部灌入約20mm厚的高強度等級新混凝土，然后將濕潤的低強度等級廢舊混凝土塊體與高強度等級新混凝土交替放入鋼管內(nèi)部并充分振搗，直至澆筑完成，使得低強度等級廢舊混凝土塊體與高強度等級新混凝土均勻混合成一體。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點：

(1)通過在鋼管內(nèi)中部設(shè)置螺旋箍筋或若干橫向箍筋，進(jìn)一步加強鋼管混凝土柱中部的橫向約束，使得在用鋼量相同的情況下鋼管混凝土柱的軸壓性能明顯提高。

(2)利用低強度等級廢舊混凝土塊體與高強度等級新混凝土制作高強化再生混合鋼管混凝土柱，可將低強度等級廢舊混凝土使用到混凝土強度要求較高的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中，擴大了低強度等級廢舊混凝土的使用范圍。

(3)利用廢舊混凝土塊體進(jìn)行澆筑，大大簡化了廢舊混凝土循環(huán)利用時的破碎、篩分、凈化等處理過程，節(jié)省了大量人力、時間和能源,可實現(xiàn)廢舊混凝土的高效循環(huán)利用。

????附圖說明