[發明專利]一種薄壁鋼管約束竹構件的制作方法

有效

• 申請號: 201910365903.2
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109972735B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 魏洋;柏佳文;繆坤廷;金子恒;丁明珉
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: E04B1/30
• 分類號: E04B1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種薄壁鋼管約束竹構件的制作方法，通過對恒定截面竹材段與楔形端頭對接形成核心竹材、安裝頂管、放置薄壁鋼管、安裝變截面套管、嵌入核心竹材、下壓千斤頂、拆除變截面套管和頂管、構件打磨，形成一種薄壁鋼管約束竹構件，核心竹材由恒定截面竹材段和楔形端頭組成，楔形端頭、薄壁鋼管、變截面套管和頂管能夠反復利用。本發明通過變截面套管和薄壁鋼管的搭接，以及核心竹材的楔形端頭的設置，實現在薄壁鋼管內部壓入橫截面尺寸略大于薄壁鋼管內徑的核心竹材。本發明能夠有效提高單一竹材在使用過程中的承載能力和變形能力，同時鋼管的存在也避免了核心竹材的脆性破壞模式，能夠廣泛應用于土木工程領域梁、柱等構件。

技術領域

本發明屬于土木工程領域，具體涉及一種組合構件的制作方法，尤其是一種薄壁鋼管約束竹構件的制作方法。

背景技術

目前，我國大部分建筑結構采用磚混結構和鋼筋混凝土結構，需要使用大量的粘土制品、水泥和鋼材，這些建筑材料存在能耗高、污染大、廢棄后難以降解，保溫隔熱性能差，抗震性能差等缺陷。在當前發展低碳經濟的大環境下，綠色、生態、環保的新型建筑結構材料是土木工程科技發展的必然方向。竹材是當前綠色環保材料的品種之一，研究表明，竹結構具有綠色、生態、環保、低碳等優點，竹結構體系的發展具有重要意義。

竹質工程材料，如重組竹、竹材集成材、竹材層積材、竹簾膠合板等作為新型材料，被廣泛用于人行橋、安居房、景觀建筑等，且多作為受壓構件用于結構柱、橋墩等豎向受力構件，研究表明，竹質工程材料的受壓破壞模式表現為壓屈破壞、減壓破壞和劈裂破壞的脆性破壞，從而整個結構失去承載能力，由于普通竹材缺乏側向約束，竹材優異的抗壓性能往往得不到有效發揮。

鋼管約束混凝土結構研究歷史悠久，技術成熟，鋼管對核心混凝土能夠提供持續的環向約束力，使混凝土處于三向受壓狀態，提高其承載能力和變形能力，避免混凝土的脆性破壞，核心混凝土的存在也避免了鋼管的內向屈曲，但混凝土存在自重大、能耗高等不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種薄壁鋼管約束竹構件的制作方法，原理簡單，易操作，核心竹材的楔形端頭輔助下壓，變截面套管和頂管可以反復拆裝利用，且根據薄壁鋼管和核心竹材的橫截面形式可以更換配套的變截面套管和頂管，適用范圍廣，易于標準化、定型化，實現構件的工廠預制生產，提高生產效率，且壓入的核心竹材能夠主動受到薄壁鋼管提供持續的環向約束力，提高了生產構件的承載能力和變形能力。

本發明的技術方案為：一種薄壁鋼管約束竹構件的制作方法，通過對恒定截面竹材段與楔形端頭對接形成核心竹材、安裝頂管、放置薄壁鋼管、安裝變截面套管、嵌入核心竹材、下壓千斤頂、拆除變截面套管和頂管、構件打磨，形成一種薄壁鋼管約束竹構件，所述的靜壓裝置由基座和千斤頂組成，核心竹材由恒定截面竹材段和楔形端頭組成，楔形端頭、薄壁鋼管、變截面套管和頂管能夠反復利用，其具體步驟如下：

A.準備工作：選擇滿足設計要求的薄壁鋼管和核心竹材，且核心竹材的恒定截面竹材段的長度等于薄壁鋼管的長度，核心竹材的截面尺寸大于薄壁鋼管的內腔截面尺寸0.1～1.0mm，并對薄壁鋼管的內外表面進行除銹處理，對核心竹材的外表面清潔干凈。

B.對接形成核心竹材：對恒定截面竹材段與楔形端頭對接形成核心竹材，楔形端頭的截面沿著長度均勻變化，呈一端大一端小，較大一端的截面形狀與尺寸與恒定截面竹材段的截面形狀與尺寸相同，較小一端的截面尺寸小于薄壁鋼管的截面尺寸。

C.安裝頂管：將頂管安裝在靜壓裝置的基座上，保證頂管的中心線和千斤頂的中心線在同一直線上，所述的頂管的內腔截面尺寸大于等于薄壁鋼管的內腔截面尺寸，頂管的高度大于等于核心竹材的楔形端頭的長度。

D.放置薄壁鋼管：將薄壁鋼管置于頂管的端部，兩者中心線保持在同一直線上。

E.安裝變截面套管：在薄壁鋼管的上部安裝變截面套管，安裝時兩者的端部對齊，兩者的中心線保持一致。