CN103541509A - 异形截面钢骨纤维混凝土柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土构件，特别是涉及一种用于土木工程中的异形截面钢骨纤维混凝土柱。异形截面柱的截面形式为T、L、十字形，钢骨由钢板焊接而成，其特征在于：由钢骨、钢筋和纤维混凝土组成异形截面钢骨纤维混凝土柱，其混凝土中含有充当添加剂的钢纤维材料。所述的钢纤维长度为15～60mm，直径或等效直径为0.3～1.2mm，纤维的体积掺量为0.5%～3%。异形截面钢骨煤矸石混凝土柱的钢骨由钢筋玻璃混凝土包裹。本发明是高层建筑物中建筑物框架结构的主要构件，具有承载力高，刚度大、重量轻，塑性、韧性好，抗冲击和抗疲劳性能好，抗震性能佳等特点。

Description

异形截面钢骨纤维混凝土柱

技术领域

本发明涉及一种混凝土构件，特别是涉及一种用于土木工程中的异形截面钢骨纤维混凝土芯柱，是一种新型的钢骨混凝土组合柱。

背景技术

目前，作为框架结构的主要构件的框架柱，一般为普通的钢筋混凝土柱。但由于无法解决由于框架柱的截面尺寸往往大于墙体的厚度，在使用时，室内会出现柱子部分突出墙体的现象，从而影响了室内的空间和使用。

为了解决这一问题，出现了钢筋混凝土异形柱的结构形式。对于钢筋混凝土异型柱结构，主要有T、L、十字形，国内外的学者进行了广泛、深入的研究。其理论基本形成，天津、沈阳、广东、山西等省市已经完成的地方规程的编写，并指导于工程实践，建筑面积达数以千万平方米。

但是，在研究中也发现：钢筋混凝土异形柱的延性比普通矩形柱的差。异形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下，各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。

为了解决这个问题，许多专家曾提出过许多建议和方案。如本人曾申请过专利：钢骨混凝土异形柱、异形碳纤维增强塑料钢骨混凝土芯柱等。这些技术虽然能在一定程度上解决这个问题，但是还不很完善，尤其是高强混凝土应用中容易引起裂缝的问题，已经引起的人们的关注。

多年来，人们对钢纤维约束混凝土裂缝开展的研究，已经取得了重大的进展。提出了钢纤维混凝土开裂强度是由对拉伸应力起有效作用的钢纤维平均间距所决定的结论(纤维间距理论)，从而开始了这种新型复合材料的实用开发阶段。近年来，钢纤维在国内外得到迅速发展。它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能，己在建筑、路桥、水工等工程领域得到广泛应用。

钢纤维按材质分，有普通碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维，其中以普通钢钢纤维用量居多;按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形；按截面形状分有圆形、矩形、月牙形及不规则形;按生产工艺分有切断型、剪切型、铣削型及熔抽型；按施工用途分有浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。为满足钢纤维的增强效果与施工性能，通常采用钢纤维长度为15～60mm，直径或等效直径为0.3～1.2mm，长径比为30～100，纤维的体积掺量为0.5%～2%，一般不超过3%，但现在的规程中也规定最小掺量可以到0.3%。

本发明拟利用纤维的特性，掺入混凝土中，从而改善混凝土材料自身的脆性、抗拉、抗剪和抗弯强度较低，以及与钢骨之间的粘结性能差的不足。

因此，课题组设想，将纤维作为混凝土中的添加剂，用于建筑中，并形成异形截面钢骨纤维混凝土芯柱，不失为一个好办法。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：由钢骨、钢筋和纤维混凝土组成，并通过纤维混凝土而组成一个整体。其混凝土中含有充当添加剂的钢纤维材料。所述的钢纤维长度为15～60mm，直径或等效直径为0.3～1.2mm，纤维的体积掺量为0.5%～2%，一般不超过3%。异形截面钢骨煤矸石混凝土柱的钢骨由钢筋玻璃混凝土包裹。

本发明的优点与效果是：

1.充分利用纤维材料的特性，改善高强混凝土的脆性、抗拉、抗剪和抗弯强度较低等弊端；

2.钢骨位于纵横方向混凝土交叉部位的内部，可以耐火、耐腐蚀；

3.可以先施工钢骨，形成骨架后浇注纤维混凝土，从而形成叠合柱；

4.由于钢骨的存在改善了柱的延性，提高了柱的承载力，利于地震区抗震设计。

附图说明

图1是截面为“十”字形结构的异形截面钢骨纤维混凝土芯柱示意图。

图2是截面为“L”字形结构的异形截面钢骨纤维混凝土芯柱示意图。

图3是截面为“T”字形结构的异形截面钢骨纤维混凝土芯柱示意图。

图中1为钢骨，2为钢筋纤维混凝土。

具体实施方式

由钢骨、钢筋和纤维混凝土组成，并通过纤维混凝土而组成一个整体。其混凝土中含有充当添加剂的钢纤维材料。所述的钢纤维长度为15～60mm，直径或等效直径为0.3～1.2mm，纤维的体积掺量为0.5%～2%，一般不超过3%。异形截面钢骨煤矸石混凝土柱的钢骨由钢筋玻璃混凝土包裹。

1.       按照规定将钢板焊接成钢骨骨架；

2.       将钢骨立起，并保持垂直或一定角度；

3.       绑扎钢筋骨架；

4.       在钢筋外侧支模版；

5.       按照常规方法制作混凝土，并按照每立方米混凝土5kg～20kg的钢纤维，钢纤维的长度为6～12mm、直径为0.3～1.2mm、抗拉强度为1200MPa以上，纤维的体积掺量为0.5%～2%，一般不超过3%；，使之与混凝土充分搅拌；

6.       在柱的外侧支模版，并浇注煤矸石混凝土。

Claims (3)

1.异形截面钢骨纤维混凝土柱，异形截面柱的截面形式为T、L、十字形，钢骨由钢板焊接而成，其特征在于：由钢骨、钢筋和纤维混凝土组成异形截面钢骨纤维混凝土柱，其混凝土中含有充当添加剂的钢纤维材料。

2.根据权利1 所述的异形截面钢骨纤维混凝土柱，其特征在于：所述的钢纤维长度为15～60mm，直径或等效直径为0.3～1.2mm，纤维的体积掺量为0.5%～3%。

3.根据权利1 所述的异形截面钢骨煤矸石混凝土柱，其特征在于：异形截面钢骨煤矸石混凝土柱的钢骨由钢筋玻璃混凝土包裹。

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