[發(fā)明專利]一種快速裝配式管約束預(yù)應(yīng)力構(gòu)件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710291115.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN106930471A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭蘭慧;黃海家;高山;劉用;王云鶴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號(hào): E04C5/08
• 分類號(hào): E04C5/08;E04C3/30
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司61202
• 代理人: 高亦哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速裝配式管約束預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。

背景技術(shù)

現(xiàn)今，突發(fā)性災(zāi)害日益受到重視，建造臨時(shí)性建筑成為災(zāi)后重建工作的重要內(nèi)容。臨時(shí)性建筑可根據(jù)不同的使用需求，做出場地變換，整體或部分移動(dòng)，而同時(shí)又能簡易組裝。在臨時(shí)性建筑完成它的使命之后，建筑材料就變?yōu)橛谰眯缘囊兀@就對(duì)建造臨時(shí)建筑的材料提出了更高的生態(tài)要求，臨時(shí)性建筑中建筑材料應(yīng)從原料采集、產(chǎn)品的制造、應(yīng)用過程和使用后的再循環(huán)利用等四個(gè)方面進(jìn)行考慮。柱構(gòu)件是臨時(shí)結(jié)構(gòu)中的主要受力構(gòu)件，若關(guān)鍵柱構(gòu)件發(fā)生破壞，甚至?xí)鸾Y(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌，給人民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來安全隱患。傳統(tǒng)的柱構(gòu)件常采用鋼筋混凝土柱、鋼-混凝土組合柱或鋼柱，鋼筋混凝土柱建造過程中造價(jià)最低，但由于需要支模、拆模等工序，因此施工速度慢且不宜拆除，不適用于臨時(shí)建筑。鋼-混凝土組合柱具有承載力高、抗震性能好、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，用于臨時(shí)性建筑中能發(fā)揮其力學(xué)性能優(yōu)勢，但對(duì)于需要拆除的臨時(shí)性建筑，由于混凝土硬化后導(dǎo)致構(gòu)件很難拆除，因此也不太適合用于臨時(shí)性構(gòu)件。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由于鋼構(gòu)件抗火性能差、剛度低等缺點(diǎn)，用于臨時(shí)建筑中也存在一定缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決傳統(tǒng)鋼筋混凝土柱、鋼-混凝土組合柱和鋼柱用于臨時(shí)性建筑的缺陷，提出一種快速裝配式管約束預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，包括外層管、內(nèi)部填充材料、預(yù)應(yīng)力筋、套管、端板和螺母。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種快速裝配式管約束預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，包括預(yù)應(yīng)力筋、外層管，外層管上下端分別設(shè)有端板, 上下端板設(shè)有不等直徑螺栓孔，端部帶有螺紋的預(yù)應(yīng)力筋插入套管中，兩端連接上下端板上螺栓孔內(nèi)的安裝螺母，外層管內(nèi)部及內(nèi)部設(shè)有預(yù)應(yīng)力筋的套管外設(shè)置內(nèi)部填充材料；

所述的擰緊螺母對(duì)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)緊力，壓縮內(nèi)部填充材料，使構(gòu)件形成整體共同受力。

所述的端板可與外層管接觸或留有間隙。

所述的外層管采用圓形、矩形或多邊形截面，采用不銹鋼管、普通鋼管、不銹鋼復(fù)合管或FRP管。

所述的內(nèi)部填充材料采用沙子、土壤或其他粉末性填充物。

所述的套管采用塑料套管、鋼套管或FRP套管。

所述的端板可以采用普通鋼板或不銹鋼鋼板，所述的端板橫截面為凸字型。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用外層管和內(nèi)部填充材料的組合作用，通過對(duì)內(nèi)部填充材料施加縱向預(yù)應(yīng)力，使內(nèi)部填充材料產(chǎn)生橫向變形，外層管處于環(huán)向受拉狀態(tài)，能有效約束內(nèi)部材料使其處于三向受壓狀態(tài)，顯著提高構(gòu)件的承載力、延性和耗能能力。此類構(gòu)件相對(duì)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土構(gòu)件，具有施工速度快、承載力高、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)；相對(duì)于鋼-混凝土組合構(gòu)件，具有拆卸方便的特點(diǎn)，當(dāng)構(gòu)件拆除后，卸載施加在內(nèi)部填充材料上的預(yù)應(yīng)力，內(nèi)部材料可方便取出，從而實(shí)現(xiàn)外部管結(jié)構(gòu)和內(nèi)部材料的重復(fù)利用；相對(duì)于傳統(tǒng)鋼構(gòu)件，具有剛度大、承載力高、抗火性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此快速裝配式管約束預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在臨時(shí)性建筑中具有廣闊的應(yīng)用前景，同時(shí)由于其優(yōu)越的力學(xué)性能，也可作為永久性構(gòu)件使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的快速裝配式管約束預(yù)應(yīng)力構(gòu)件豎向剖面圖。

圖2是本發(fā)明的快速裝配式管約束預(yù)應(yīng)力構(gòu)件橫斷面圖。

圖3端板剖面圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步敘述。

如圖1、2、3所示，一種快速裝配式管約束預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，包括預(yù)應(yīng)力筋1、外層管3，其特征在于，外層管3上下端分別設(shè)有端板5， 上下端板5設(shè)有不等直徑螺栓孔7，端部帶有螺紋的預(yù)應(yīng)力筋1插入套管2中，兩端連接上下端板5上螺栓孔7內(nèi)的安裝螺母6，外層管3內(nèi)部及內(nèi)部設(shè)有預(yù)應(yīng)力筋1的套管2外設(shè)置內(nèi)部填充材料4；

所述的擰緊螺母6對(duì)預(yù)應(yīng)力筋1施加預(yù)緊力，壓縮內(nèi)部填充材料4，使構(gòu)件形成整體共同受力。

所述的端板5可與外層管3接觸或留有間隙。

所述的外層管3采用圓形、矩形或多邊形截面，采用不銹鋼管、普通鋼管、不銹鋼復(fù)合管或FRP管。

所述的內(nèi)部填充材料4采用沙子、土壤或其他粉末性填充物。

所述的套管2采用塑料套管、鋼套管或FRP套管。

所述的端板5可以采用普通鋼板或不銹鋼鋼板，所述的端板5橫截面為凸字型。

本發(fā)明的工作原理是：