CN104328866A - Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱,由钢骨、钢管和混凝土组成,钢骨由钢板焊接而成，钢骨位于Z形钢管的中心，混凝土是玻璃混凝土，玻璃混凝土位于Z形钢管的内部，玻璃混凝土中含有充当骨料的玻璃碎块。钢骨是两个T形状钢骨的T形下端用一根钢骨连接成Z形的。钢管内混凝土处于三向受压状态，约束了混凝土的变形，促进了脆性高强混凝土在Z形柱中的应用。本发明是高层和大跨度建筑物中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，具有良好的耐久性，节能环保等特点。

Description

Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱

技术领域

本发明涉及了一种混凝土构件，特别是涉及了一种用于土木工程中的Z形混凝土柱，是一种新型的Z形截面组合柱。

背景技术

当前社会，随着超高层和大跨度建筑的发展，普通的钢筋混凝土柱已经不适合用作较大荷载下的重载柱了。在这种情况下，出现了圆形钢管-钢骨混凝土组合柱和方形钢管-钢骨混凝土组合柱。但是，由于人们对建筑环境的要求越来越高，尤其是对房屋结构和居室布局越来越重视，普通钢管-钢骨混凝土重载柱的截面尺寸往往大于墙体的厚度，影响了室内空间的使用，难以满足建筑美观的要求。为了解决这一问题，后来又出现了Z形钢管混凝土柱的结构形式。

Z形钢管混凝土柱结构体系的优点比较突出，国内外的学者、专家已经开始对此进行了研究。Z形钢管混凝土柱，由于其外钢管的存在，在某种程度上约束了混凝土的变形，为脆性高强混凝土的应用提供了空间，且施工工艺简单，不需要绑扎钢筋骨架和支模板。但是，Z形钢管混凝土柱并没有明显的提高柱子的承载力，当建筑结构对承载力有较高需求时，就会增大截面尺寸，同样会使室内棱角突出，而对于Z形柱，过长的柱肢容易产生剪力滞后现象。

同时，由于近年来大量的废弃玻璃产生，形成了庞大的生活垃圾和工业废料，据统计我国每年产生的废弃玻璃占到了城市垃圾总量的5%左右，造成了严重的资源浪费，增加了我们的环境负担。随着天然混凝土集料的日益枯竭，资源和环境问题的日益突出，把废弃玻璃作为集料来配制混凝土不仅合理利用了资源，并且与普通的混凝土相比，玻璃混凝土还具有良好的抗侵蚀性能，有效改善了混凝土的耐久性。

因此，本文在上述背景下，提出了一种新型的Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱，该种组合柱综合了Z形钢管混凝土柱、钢骨混凝土柱、玻璃混凝土柱的优点，减轻了资源压力和环境负担，大大的拓宽了混凝土Z形截面柱的应用和发展空间，具有十分重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱，这种新型组合柱不仅改善了普通Z形钢管混凝土柱的受力性能，而且充分利用了废弃玻璃，做到了废物的有效利用，节约了资源，保护了环境。本发明通过以下技术方案实现：Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱的内钢骨由钢板焊接而成，位于柱的中心，试件制作时先将钢骨和钢管通过焊接或螺栓连接与底板固定在一起，然后浇筑玻璃混凝土。其特征在于：位于Z形柱里面的内钢骨改善了肢部的受力性能，提高了Z形柱的承载能力和延性；混凝土中含有充当骨料的玻璃碎块，提高了混凝土的耐腐蚀性；由于内钢骨的存在，与普通Z形钢管混凝土相比，其抗震性能显著提高。

混凝土中充当骨料的玻璃碎块，分为粒径在5mm～25mm和粒径在0.15mm～2.5mm的玻璃碎块，分别作为玻璃混凝土中的粗骨料和细骨料。按照每立方米玻璃混凝土体积，粗骨料玻璃重量300kg～1500kg，细骨料玻璃重量300kg～500kg，水泥400 kg～800 kg，水150 kg～250 kg的比例进行充分搅拌。玻璃过多不行，会影响玻璃混凝土的强度，过少也不行。

本发明的优点与效果是：

1.充分利用废弃玻璃，做到变废为宝，节约能源、绿色环保；

2.钢骨位于Z形钢管混凝土柱的内部，受到外部混凝土的保护，具有良好的耐火、耐腐蚀性能；

3.钢管内混凝土处于三相受压状态，约束了混凝土的变形，为脆性高强混凝土的应用提空了空间；

4.钢骨的存在，改善了肢部的受力性能，提高了组合柱的承载能力；

5.玻璃混凝土的抗侵蚀性能高于普通混凝土，提高了结构的耐久性和安全性；

6.可以先施工钢骨、钢管，将钢骨、钢管在底部焊接或螺栓连接固定，然后绑扎纵筋和箍筋，形成骨架后浇注玻璃混凝土，从而形成叠合柱；

7.由于钢骨、钢管的存在改善了柱的延性，提高了柱的极限承载力，有利于地震区抗震设计；

8.拓宽了Z形柱的应用和发展空间，美化了建筑外观。

附图说明

图1是Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱的示意图。

图中:1为Z形钢管，2为钢骨，3为玻璃混凝土。

具体实施方式

本发明Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱，由钢骨、钢管和混凝土组成,钢骨2由钢板焊接而成，钢骨位于Z形钢管1的中心，混凝土是玻璃混凝土3，玻璃混凝土3位于Z形钢管1的内部，玻璃混凝土3中含有充当骨料的玻璃碎块。钢骨2是两个T形状钢骨的T形下端用一根钢骨连接成Z形的（见附图）。

所述的玻璃混凝3土包括粒径在5mm～30mm的粗玻璃骨料和粒径在0.1mm～3mm的细玻璃骨料。

经过反复试验，按照如下比例配制的玻璃混凝土效果最好。每立方米玻璃混凝土体积，粗骨料玻璃重量300kg～1500kg，细骨料玻璃重量300kg～1500kg，水泥400 kg～600 kg，水150 kg～300 kg的比例进行充分搅拌。所述玻璃混凝土中的粗骨料玻璃和细骨料玻璃包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃。

具体工艺如下：

按照规定将钢板焊接成钢骨；

1.       将钢骨和钢管焊接或螺栓连接与底板固定在一起，并保持垂直或一定角度；

2.       制作粒径在5mm～25mm和粒径在0.15mm～2.5mm的玻璃碎块，分别作为玻璃混凝土中粗骨料和细骨料；

3.       按照每立方米玻璃混凝土体积，粗骨料玻璃重量300kg～1500kg，细骨料玻璃重量300kg～500kg，水泥400 kg～800 kg，水150 kg～250 kg的比例进行充分搅拌，形成玻璃混凝土；；

4.       浇注玻璃混凝土；

5.       定期养护；

6.       到达规定养护日期后，拆模成型。

Claims (5)

1.Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱，由钢骨、钢管和混凝土组成,其特征在于：钢骨（2）由钢板焊接而成，钢骨位于Z形钢管（1）的中心，混凝土是玻璃混凝土（3），玻璃混凝土（3）位于Z形钢管（1）的内部，玻璃混凝土（3）中含有充当骨料的玻璃碎块。

2.根据权利1 所述的Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱，其特征在于：钢骨（2）是两个T形状钢骨的T形下端用一根钢骨连接成Z形的。

3. 根据权利1 所述的Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱，其特征在于：所述的玻璃混凝（3）土包括粒径在5mm～30mm的粗玻璃骨料和粒径在0.1mm～3mm的细玻璃骨料。

4.如根据权利1所述的玻璃混凝土的制备方法，其特征在于：按照每立方米玻璃混凝土体积，粗骨料玻璃重量300kg～1500kg，细骨料玻璃重量300kg～1500kg，水泥400 kg～600 kg，水150 kg～300 kg的比例进行充分搅拌。

5.根据权利要求4所述的玻璃混凝土的制备方法，其特征在于：所述玻璃混凝土中的粗骨料玻璃和细骨料玻璃包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃。