[發(fā)明專利]一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410574522.2
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104295004A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳寶春;晏巧玲;韋建剛
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: E04C3/36
• 分類號: E04C3/36;E04G21/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

UHPC是續(xù)高強(qiáng)度、高性能混凝土之后研究成功的一種超高強(qiáng)度、低脆性、耐久性優(yōu)異并具有廣闊應(yīng)用前景的新型超高強(qiáng)混凝土，同普通混凝土相比，UHPC具有極高的抗壓和抗折強(qiáng)度、超高的抗?jié)B性及良好的耐磨性、較好的延性和較高的抗拉強(qiáng)度，UHPC優(yōu)越的性能使其在市政、石油、核電、海洋等工程及軍事設(shè)施方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

CFST結(jié)構(gòu)憑借其截面尺寸小、剛度和承壓能力大、抗震性能好、施工方便快捷的優(yōu)勢，成為房建和橋梁工程中應(yīng)用非常廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，當(dāng)CFST結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組合時(shí)，由于兩種結(jié)構(gòu)的受力性能不同，組合之后的結(jié)構(gòu)并不能完全發(fā)揮CFST結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，特別是在軸壓和偏心較小的情況下，結(jié)構(gòu)的破壞由普通鋼筋混凝土決定，對應(yīng)的CFST結(jié)構(gòu)的利用率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理、施工方法簡單的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)及其施工方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)，包括UHPC板，所述UHPC板左右兩端分別對稱固定連接有CFST柱，所述CFST柱包含普通鋼管，所述鋼管內(nèi)澆筑有普通混凝土，所述UHPC板內(nèi)設(shè)有至少一排由若干橫向鋼筋、縱向鋼筋交錯(cuò)而成的用于傳力和構(gòu)造的鋼筋網(wǎng)，所述鋼筋網(wǎng)靠近CFST柱的左右兩端分別對稱固定連接有抗剪連接件，所述抗剪連接件經(jīng)構(gòu)造連接件與鋼管的外周壁固定連接。

進(jìn)一步的，所述抗剪連接件采用PBL連接鍵，所述PBL連接鍵包括至少一個(gè)沿CFST柱軸向設(shè)置的鋼板，所述鋼板靠近UHPC板的一端與鋼筋網(wǎng)焊接固定，所述鋼板遠(yuǎn)離UHPC板的一端與鋼管的外周壁焊接固定，每個(gè)鋼板上布設(shè)有若干通孔，所述鋼板上垂直穿設(shè)有若干貫穿鋼筋。

進(jìn)一步的，每排鋼筋網(wǎng)上的每根橫向鋼筋的兩末端端部分別對稱焊接固定在所述鋼板的內(nèi)側(cè)面上，所述貫穿鋼筋穿過鋼板后，在其兩末端端部分別與第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件的內(nèi)側(cè)焊接固定。

進(jìn)一步的，所述第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件均采用鋼片，所述鋼片遠(yuǎn)離貫穿鋼筋的一端與鋼管外周壁焊接固定。

進(jìn)一步的，所述UHPC板、抗剪連接件、構(gòu)造連接件均沿著CFST柱軸向不間斷布置。

一種UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)的施工方法，按以下步驟進(jìn)行：

（1）將橫向鋼筋、縱向鋼筋綁扎好形成至少一排鋼筋網(wǎng)；

（2）每排鋼筋網(wǎng)上的每根橫向鋼筋的兩末端端部分別對稱焊接固定在PBL連接鍵的鋼板的內(nèi)側(cè)面上，所述鋼板遠(yuǎn)離UHPC板的一端與鋼管的外周壁焊接固定；

（3）在所述鋼板上垂直穿設(shè)有若干貫穿鋼筋，所述貫穿鋼筋穿過鋼板后，其兩末端端部分別與第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件的內(nèi)側(cè)焊接固定，所述第一構(gòu)造連接件、第二構(gòu)造連接件遠(yuǎn)離貫穿鋼筋的一端分別與鋼管外周壁焊接固定，緊貼兩側(cè)的構(gòu)造連接件搭設(shè)模板；

（4）配制普通混凝土，并將配制好的普通混凝土澆筑于鋼管內(nèi)，以形成CFST柱；

（5）配制超高性能混凝土，并將配制好的超高性能混凝土澆筑于模板內(nèi)，以形成UHPC板；

（6）對澆筑后的UHPC板和CFST柱進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，完成整個(gè)組合柱結(jié)構(gòu)的施工。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：（1）本發(fā)明中的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度匹配好，充分發(fā)揮了UHPC、CFST各自的優(yōu)勢，并產(chǎn)生了組合增效作用，具有承載力高、剛度大、自重輕、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)；（2）本發(fā)明中的UHPC板與CFST柱的結(jié)合面設(shè)有抗剪連接件與構(gòu)造連接件，同時(shí)在UHPC板內(nèi)設(shè)有鋼筋網(wǎng),有效增加CFST柱與UHPC板連接強(qiáng)度，確保UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)受力的一致性；（3）本發(fā)明中的UHPC-CFST組合柱結(jié)構(gòu)的施工方法簡單，可操作性強(qiáng)，便于推廣。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的圖3A-A方向局部俯視剖視示意圖（主受力方向）。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的俯視示意圖（主受力方向）。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的圖2B-B方向局部側(cè)視剖視示意圖（主受力方向）。