[實(shí)用新型]抗滯回?fù)p傷壓曲的鋼管混凝土柱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420353056.0
• 申請(qǐng)日: 2014-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN203939182U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃慶豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C3/34
• 分類號(hào): E04C3/34;E04B1/98
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及結(jié)構(gòu)工程抗震領(lǐng)域，特別是涉及一種抗滯回?fù)p傷壓曲的鋼管混凝土柱。

背景技術(shù)

鋼管混凝土柱因其性能和施工工藝上的眾多優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑、工業(yè)廠房和大跨度結(jié)構(gòu)有廣泛應(yīng)用，型式上有圓鋼管柱、方鋼管柱和薄壁鋼管柱等。現(xiàn)有的鋼管混凝土柱100的剖立面示意如圖1所示，現(xiàn)有的鋼管混凝土柱100包括鋼管101和核心混凝土102。試驗(yàn)研究顯示，高軸壓比或重載鋼管混凝土柱的延續(xù)并不理想，在水平反復(fù)荷載作用下柱底或柱頂容易出現(xiàn)鋼管101局部壓曲或焊縫開裂，柱體受壓破壞；鋼管混凝土柱復(fù)合受扭較嚴(yán)重時(shí)，柱中部核心區(qū)混凝土102斜裂縫也可能發(fā)展成斜斷裂面，柱體在軸壓下產(chǎn)生斜沖切運(yùn)動(dòng)而粘結(jié)破壞。為改善鋼管混凝土柱100在高軸壓比或重載下的抗震性能，已有技術(shù)在鋼管混凝土柱100內(nèi)置鋼骨，出現(xiàn)鋼骨－鋼管混凝土組合柱和多腔鋼管混凝土組合柱等，有效提高了鋼管混凝土柱的延性、抗受壓破壞能力和抗粘結(jié)破壞能力，但仍受柱軸壓比的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供了抗滯回?fù)p傷壓曲的鋼管混凝土柱，顯著提升鋼管混凝土柱抗局部滯回?fù)p傷壓曲破壞和粘結(jié)破壞能力。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：抗滯回?fù)p傷壓曲的鋼管混凝土柱，包括鋼管混凝土柱，該鋼管混凝土柱至少在其上下兩端頭內(nèi)置有可側(cè)滑的抗壓模塊，以在鋼管混凝土柱的滯回?fù)p傷區(qū)傳遞軸壓力，并阻斷鋼管混凝土柱核心混凝土滯回?fù)p傷與其抗壓承載能力下降的耦合作用，在鋼管混凝土柱復(fù)合受扭時(shí)阻礙其中部核心混凝土斜裂縫開展及產(chǎn)生斜沖切運(yùn)動(dòng)；所述抗壓模塊與鋼管混凝土柱核心混凝土澆筑成一體，形成組合鋼管混凝土柱。

進(jìn)一步的，所述抗壓模塊包括多個(gè)疊合面水平的塊體，該多個(gè)塊體沿所述鋼管混凝土柱的軸線方向依次層疊。

進(jìn)一步的，所述抗壓模塊的側(cè)面周圈為所述鋼管混凝土柱的核心混凝土或包括有環(huán)繞層。

進(jìn)一步的，所述各個(gè)塊體的材質(zhì)分別為天然石材或人工石材。

進(jìn)一步的，所述各個(gè)塊體分別呈扁柱狀，其側(cè)面向外鼓出。

進(jìn)一步的，所述各個(gè)塊體的疊合面分別為不光滑表面和/或所述各個(gè)塊體的疊合面分別涂覆有石墨層。

進(jìn)一步的，所述多個(gè)塊體的中心分別設(shè)有一通孔，所述多個(gè)塊體依次層疊后，其中心通孔豎穿鋼筋，該鋼筋的上下兩端分別伸出所述抗壓模塊外。

進(jìn)一步的，所述環(huán)繞層為金屬絲網(wǎng)、滌綸布、玻璃纖維布、金屬片中的任意一種圍成的結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述環(huán)繞層緊貼包裹所述抗壓模塊。

進(jìn)一步的，還包括內(nèi)切于所述抗壓模塊的環(huán)繞層，所述抗壓模塊與環(huán)繞層之間的空隔填充耗能材料。

本實(shí)用新型采用至少在鋼管混凝土柱的上下端頭處內(nèi)置可側(cè)滑的抗壓模塊，并與其核心混凝土澆筑一體形成組合鋼管混凝土柱，有如下有益效果：

⑴、提高鋼管混凝土柱抗受壓破壞能力：所述抗壓模塊可在鋼管混凝土柱因核心混凝土滯回?fù)p傷而抗壓承載能力下降時(shí)承擔(dān)和傳遞軸壓力，維持組合鋼管混凝土柱的抗壓承載能力，避免或延遲其滯回?fù)p傷區(qū)鋼管局部壓曲或焊縫開裂破壞。

⑵、提高鋼管混凝土柱抗粘結(jié)破壞能力：鋼管混凝土柱復(fù)合受扭較嚴(yán)重時(shí)，所述抗壓模塊可阻礙鋼管混凝土柱中部核心混凝土的斜裂縫發(fā)展，并在該斜裂縫聚集處承擔(dān)和傳遞軸壓力，阻止核心混凝土的斜沖切運(yùn)動(dòng)，提高鋼管混凝土柱抗粘結(jié)破壞能力。

⑶、可側(cè)滑抗壓模塊有消能減震作用：采用天然或人工石材制作所述抗壓模塊的各層疊塊體，選材和加工容易，所述石材塊體的疊合面分別為不光滑表面和/或分別涂覆有石墨層，使各塊體隨鋼管混凝土柱滯回變形而之間相對(duì)滑移時(shí)產(chǎn)生摩擦耗能；此外，所述抗壓模塊的各層疊塊體側(cè)面鼓出，所述抗壓模塊與側(cè)面周圈的混凝土、緊貼包裹的環(huán)繞層或之間填充的耗能材料也有摩擦或滯回耗能作用。

⑷、提高鋼管混凝土柱的滯回變形和耗能能力：所述抗壓模塊阻斷了鋼管混凝土柱核心混凝土滯回?fù)p傷與其抗壓承載能力下降的耦合作用，延緩了鋼管混凝土柱滯回?fù)p傷演化進(jìn)程，提高了鋼管混凝土柱的滯回變形和耗能能力。

⑸、提高鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力：因鋼管混凝土柱抗受壓破壞和粘結(jié)破壞能力提高，避免或延遲了鋼管混凝土柱退出對(duì)結(jié)構(gòu)的軸向支撐作用，鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)的抗地震連續(xù)性倒塌能力顯著提高；鋼管混凝土柱的滯回變形和耗能能力提高、所述抗壓模塊及其周圈環(huán)繞層的消能減震作用也有利于削減結(jié)構(gòu)的彈塑性地震響應(yīng)。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型組合鋼管混凝土柱顯著減小了高軸壓比對(duì)其抗震性能的影響。