鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于土木工程中的十字形截面組合柱。由鋼骨、鋼管、鋼筋骨架和玻璃混凝土組成，其特征在于：鋼骨由鋼板焊接而成，鋼骨位于箍筋圍成的十字形柱肢上，鋼管位于十字形柱的核心，箍筋圍成的十字形柱內(nèi)和鋼管內(nèi)充滿玻璃混凝土。鋼骨焊接成T形。箍筋圍成的十字形柱的角部裝有縱向鋼筋。所述的玻璃混凝土中含有充當(dāng)骨料的玻璃碎塊；粒徑在5mm～30mm的粗玻璃骨料和粒徑在0.1mm～3mm的細(xì)玻璃骨料。玻璃混凝土可以有效的改善柱子的耐腐蝕性，并且做到了節(jié)約資源。本發(fā)明是高層和大跨度建筑物中框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件，具有承載力高，剛度大、重量輕，抗沖擊和抗疲勞性能好，抗震性能佳，具有良好的耐久性，節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種混凝土構(gòu)件，特別是涉及一種用于土木工程中的混凝土十字形柱，是一種新型的十字形截面組合柱。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前社會(huì)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提升，人們對(duì)住宅的要求越來(lái)越高，尤其是對(duì)房屋結(jié)構(gòu)和居室布局越來(lái)越重視。由于普通混凝土柱的截面尺寸往往大于墻體的厚度，影響了室內(nèi)空間的使用，難以滿足建筑美觀的要求。為了解決這一問(wèn)題，出現(xiàn)了鋼筋混凝土十字形柱的結(jié)構(gòu)形式。鋼筋混凝土十字形柱結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)比較突出，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者、專家對(duì)此進(jìn)行了廣泛、深入的研究。鋼筋混凝土十字形柱的理論體系已基本形成，比如天津、沈陽(yáng)、廣東、山西等省市已經(jīng)完成了地方規(guī)程的編寫(xiě)，并指導(dǎo)于工程實(shí)踐，建筑面積達(dá)數(shù)千萬(wàn)平方米。
[0003]但是，隨著超高層和大跨度建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，純粹的鋼筋混凝土十字形柱的缺點(diǎn)越來(lái)越突出。如受到軸壓比的限制，較大荷載下如果仍然采用普通鋼筋混凝土十字形柱，將會(huì)導(dǎo)致柱的截面尺寸非常大；十字形柱的肢長(zhǎng)不可以太長(zhǎng)，柱肢過(guò)長(zhǎng)后會(huì)容易產(chǎn)生剪力滯后現(xiàn)象，因此通常將十字形柱的肢長(zhǎng)與肢寬限制在一定的比例范圍內(nèi)；十字形柱子由于截面形式發(fā)生了改變，導(dǎo)致其力學(xué)特性也發(fā)生了變化，與普通矩形柱相比，承載能力和延性都有所下降，抗震性能并不理想。
[0004]同時(shí)，由于近年來(lái)大量的廢棄玻璃產(chǎn)生，形成了龐大的生活垃圾和工業(yè)廢料，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年產(chǎn)生的廢棄玻璃占到了城市垃圾總量的3%-5%，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，增加了我們的環(huán)境負(fù)擔(dān)。隨著天然混凝土集料的日益枯竭，資源和環(huán)境問(wèn)題的日益突出，把廢棄玻璃作為集料來(lái)配制混凝土不僅合理利用了資源，并且與普通的混凝土相比，玻璃混凝土還具有良好的抗侵蝕性能，有效改善了混凝土的耐久性。
[0005]因此，本文在上述背景下，提出了一種新型的鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱，該種組合柱子綜合鋼筋混凝土十字形柱、鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土柱、玻璃混凝土柱的優(yōu)點(diǎn)，減輕了資源壓力和環(huán)境負(fù)擔(dān)，大大的拓寬了混凝土十字形柱的應(yīng)用和發(fā)展空間，具有十分重要的研究意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱，這種新型的組合柱不僅僅改善了普通鋼筋混凝土十字形柱的受力性能，而且充分利用了廢棄玻璃，做到了廢物的有效利用，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱的T形鋼骨由鋼板焊接而成，位于十字形柱的肢上，鋼管位于柱的中心，試件制作時(shí)先將鋼骨和鋼管通過(guò)焊接或螺栓連接固定，然后綁扎鋼筋骨架，支模，澆筑玻璃混凝土。其特征在于:位于十字形柱肢上的鋼骨改善肢部的受力性能；位于核心處的鋼管提高了十字形柱的承載能力和延性；混凝土中含有充當(dāng)骨料的玻璃碎塊，提高了混凝土的耐腐蝕性；由于外圍玻璃混凝土的存在，提高了組合柱的耐火性能。
[0007]混凝土中充當(dāng)骨料的玻璃碎塊，分為粒徑在5mm?30mm和粒徑在0.1mm?3mm的玻璃碎塊，分別作為玻璃混凝土中粗骨料和細(xì)骨料。按照每立方米玻璃混凝土體積，粗骨料玻璃重量300kg?1500kg，細(xì)骨料玻璃重量300kg?1500kg，水泥400 kg?600 kg,水150 kg?300 kg的比例進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。玻璃過(guò)多不行,會(huì)影響玻璃混凝土的強(qiáng)度,過(guò)少也不行。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
1.充分利用廢棄玻璃，做到變廢為寶，節(jié)約能源、綠色環(huán)保；
2.鋼管位于縱橫方向混凝土交叉部位的內(nèi)部，受到外部混凝土的保護(hù)，具有良好的耐火、耐腐蝕性能；
3.鋼管內(nèi)混凝土處于三相受壓狀態(tài)，提高了柱子的極限承載力，為高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用提空了空間；
4.鋼骨位于十字形柱的肢部，改善肢部受力性能；
5.玻璃混凝土的抗侵蝕性能高于普通混凝土，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性；
6.可以先施工鋼骨、鋼管，將鋼骨、鋼管在底部焊接或螺栓連接固定，然后綁扎縱筋和箍筋，形成骨架后澆注玻璃混凝土，從而形成疊合柱；
7.由于鋼骨、鋼管的存在改善了柱的延性，提高了柱的極限承載力，有利于地震區(qū)抗震設(shè)計(jì)；
8.拓寬了混凝土十字形柱的應(yīng)用和發(fā)展空間，美化了建筑外觀。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱的示意圖。
[0010]由鋼骨、鋼管、玻璃混凝土和鋼筋骨架組成，其中玻璃混凝土位于鋼管內(nèi)、外，鋼骨位于十字形柱的四肢上，鋼管位于十字形柱的中心，鋼筋骨架處在十字形柱的四周。圖中:I為縱向鋼筋，2為玻璃混凝土，3為鋼管，4為箍筋，5為鋼骨。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱，由鋼骨、鋼管、鋼筋骨架和玻璃混凝土組成，鋼骨5由鋼板焊接而成，鋼骨5位于箍筋4圍成的十字形柱肢上，鋼管3位于十字形柱的核心，箍筋4圍成的十字形柱內(nèi)和鋼管內(nèi)充滿玻璃混凝土 2。鋼骨焊接成T形。箍筋4圍成的十字形柱的角部裝有縱向鋼筋I(lǐng)。所述的玻璃混凝土 2中含有充當(dāng)骨料的玻璃碎塊；包括粒徑在5mm?30mm的粗玻璃骨料和粒徑在0.1mm?3mm的細(xì)玻璃骨料；玻璃混凝土按照每立方米玻璃混凝土體積，粗骨料玻璃重量300kg?1500kg，細(xì)骨料玻璃重量300kg?1500kg,水泥400 kg?600 kg,水150 kg?300 kg的比例進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；所述玻璃混凝土包括單質(zhì)玻璃、有機(jī)玻璃和無(wú)機(jī)玻璃。以上配比來(lái)源于試驗(yàn)，效果最好。
[0012]具體工藝如下:
1.按照規(guī)定將鋼板焊接成鋼骨；
2.將鋼骨和鋼管焊接或螺栓連接固定，并保持垂直或一定角度；
3.綁扎鋼筋骨架； 4.在鋼筋骨架外側(cè)支模板；
5.制作粒徑在5_?30mm和粒徑在0.1mm?3_的玻璃碎塊，分別作為玻璃混凝土中粗骨料和細(xì)骨料；
6.按照每立方米玻璃混凝土體積，粗骨料玻璃重量300kg?1500kg，細(xì)骨料玻璃重量300kg?1500kg,水泥400 kg?600 kg,水150 kg?300 kg的比例進(jìn)行充分?jǐn)嚢?形成玻璃混凝土；；
7.澆注玻璃混凝土；
8.定期養(yǎng)護(hù)；
9.到達(dá)規(guī)定養(yǎng)護(hù)日期后，拆模成型。
【權(quán)利要求】
1.鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱，由鋼骨、鋼管、鋼筋骨架和玻璃混凝土組成，其特征在于:鋼骨(5)由鋼板焊接而成，鋼骨(5)位于箍筋(4)圍成的十字形柱肢上，鋼管(3)位于十字形柱的核心，箍筋(4)圍成的十字形柱內(nèi)和鋼管(3)內(nèi)充滿玻璃混凝土(2)。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱，其特征在于:鋼骨(5)焊接成T形。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱，其特征在于:箍筋(4)圍成的十字形柱的角部裝有縱向鋼筋(I)。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱，其特征在于:所述的玻璃混凝土(2)中含有充當(dāng)骨料的玻璃碎塊；包括粒徑在5_?30_的粗玻璃骨料和粒徑在0.1mm?3mm的細(xì)玻璃骨料。
5.如權(quán)利I所述的鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱中的玻璃混凝土，其特征在于:玻璃混凝土(2)按照每立方米玻璃混凝土體積，粗骨料玻璃重量300kg?1500kg，細(xì)骨料玻璃重量300kg?1500kg，水泥400 kg?600 kg,水150 kg?300 kg的比例進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼骨-鋼管玻璃混凝土十字形截面組合柱，其特征在于:所述玻璃混凝土包括單質(zhì)玻璃、有機(jī)玻璃和無(wú)機(jī)玻璃。
【文檔編號(hào)】E04C3/36GK104314236SQ201410600623
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】徐亞豐, 朱紹杰, 呂叢叢, 李日亮, 陳謙, 翟章琳, 曾俊 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)