[發明專利]貯能鋼管混凝土的制作方法及其構件

無效

• 申請號: 91103472.2
• 申請日: 1991-05-24
• 公開（公告）號: CN1030411C
• 公開（公告）日: 1995-11-29
• 發明（設計）人: 鐘莉;劉濱晨
• 申請（專利權）人: 鐘莉;劉濱晨
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34;B28B3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于建筑工程結構構件，或一種結構材料。

普通鋼管混凝土構件較之同截面的鋼管和混凝土各自單獨承載能力之和有很大提高，因此得到發展。“預應力鋼管混凝土柱”（專利號CN86106474.5）是對普通鋼管混凝土構件受力機理的改進，使承載能力進一步有很大提高，但實踐證明仍有以下不足：

1、在對核心混凝土軸向加壓、造成鋼管壁環向受拉的預應力后，卸掉加在核心混凝土上的軸向壓力時，核心混凝土有回彈變形，鋼管壁環向受拉的預應力值也要隨之減小，它說明在對核心混凝土軸軸向加壓時，輸入到構件中的能量，在加壓荷重卸掉后，未被完全貯存，而是隨著核心混凝土的回彈變形，有很大的能量損失。

2、在實際使用中要保證只讓核心混凝土受壓，不允許鋼管壁出現軸向壓應力，這在實際工程應用中是難以保證的，因此限制了該發明的應用。

3、核心混凝土未經預壓密實，構件的承載能力未被充分發揮。

本發明的目的是提出一種新的貯能鋼管混凝土的制作方法：首先使核心混凝土預壓密實，以提高核心混凝土的強度。然后在核心混凝土達到設計強度后，在核心混凝土的兩端加上鋼蓋板，再對核心混凝土第二次施加軸向壓應力，使其轉換成鋼管壁的環向拉應力，同時，在這種軸向加壓狀態下，把鋼管端頭與鋼蓋板固定住，使鋼管壁與兩端的鋼蓋板聯成一個整體，把核心混凝土封在其中。最后再卸掉作用在核心混凝土上的軸向壓應力，此時，核心混凝土的回彈變形將頂推鋼蓋板，使鋼管壁又產生軸向拉應力。形成鋼管壁雙向受拉和核心混凝土雙向受壓的預應力鋼管混凝土構件。這種對核心混凝土實行預加壓，經過力的轉換，所輸入到鋼管混凝土中的能量被全部轉換為鋼管壁的雙向預拉應力和核心混凝土的預壓應力貯存在構件內部，形成了一種預貯能量的新型鋼管混凝土預制構件，它進一步提高了鋼管混凝土構件的承載能力，同時由于鋼管的兩個端頭是用鋼蓋板封住的，可以和其它任何常規鋼構件一樣進行構件的相互聯接，能用于結構的任何部位，擴大了它的應用范圍。

本發明的貯能鋼管混凝土構件，是由鋼管1，核心混凝土2及端部鋼蓋板3，4組成，其特征是鋼管的內壁涂有一層隔離潤滑劑5，核心混凝土在現澆后進行脫水和第一次預壓，并在壓密狀態下進行養護，達到設計強度后，再在核心混凝土的端部安裝上先封頭鋼蓋板4，進行第二次加壓，并在加壓狀態下固定住后封頭鋼蓋板3（與鋼管壁焊接或用絲扣聯結）。然后卸荷，制成貯能鋼管混凝土構件。

其特征還在于貯能鋼管混凝土構件若作為柱子使用，其底部封頭鋼蓋板是一塊與鋼管內徑尺寸相等的圓形平板，其上部封頭是一個由一節短鋼管、焊在短鋼管上的牛腿聯接件、內十字加勁板、頂板、上限位對中環和也經過兩次預壓密的核心混凝土所組成的柱頭預制件。

本發明的貯能鋼管混凝土構件的制作方法是：

一、在鋼管內壁涂刷一層隔離潤滑劑，達到使后澆灌的核心混凝土與鋼管壁之間能充分隔離，同時其潤滑作用應達到使核心混凝土在軸向壓縮、環向膨脹過程中與鋼管壁之間產生相對位移時的摩擦系數等于零的效果，它可以是石臘與機油的熱溶混合液、瀝青和橡膠的冷涂混合液。

二、在鋼管的一端先焊上一個封頭鋼蓋板，若作為柱構件使用，應先焊上一個柱頭預制件。

三、在鋼管中澆入核心混凝土，立即用真空泵對核心混凝土進行脫水，使核心混凝土中的水灰比保持在0.36左右。

四、在核心混凝土初凝前，對核心混凝土進行第一次加壓，壓應力值按鋼管壁的厚度不同來確定，取400kg/cm²～1200kg/cm²之間。

五、用工具式承力架使核心混凝土保持在受壓狀態下養護，在溫度+15℃的環境中養護約24小時，即可從工具式承力架中取出進行自然養護。

六、在核心混凝土達到設計強度后，在核心混凝土敞開的一端安裝上與鋼管內徑相同的后封頭鋼蓋板。

七、在后安裝的后封頭鋼蓋板上對核心混凝土進行第二次加壓，核心混凝土在軸向壓縮過程中產生環向膨脹，造成鋼管壁環向受拉的預應力。

對核心混凝土實行第二次加壓的應力值，應使鋼管壁產生的環向拉應力值達到鋼材的彈性強度極限，開始進入塑性狀態為止，它隨鋼管壁的厚度不同，可以達到2000～3000kg/cm²。在此應力狀態下再將后封頭鋼蓋板與鋼管壁焊接在一起。

八、卸去通過后封頭鋼蓋板加在核心混凝土上的二次加壓荷重，由于核心混凝土的回彈，將頂推兩端的鋼蓋板，使鋼管壁又產生軸向受拉的預應力。最終完成了新材料的復合過程，制成了使鋼管壁雙向受拉，核心混凝土雙向受壓的貯能鋼管混凝土構件。

本發明的優點是：