CN116163473A - 一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱及其建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱及其建造方法，包括圆钢管、高强混凝土、高阻尼混凝土、高强箍筋和纵筋；圆钢管为内部中空结构，高强混凝土浇筑在圆钢管的内部；在圆钢管的外侧周边配置有纵筋，纵筋的外侧通过高强箍筋捆扎，在圆钢管外填充高阻尼混凝土，使得高阻尼混凝土将圆钢管、高强箍筋和纵筋完全包裹。本发明通过在普通混凝土柱中复合高强混凝土芯柱，利用高强箍筋约束核心区混凝土，并在周围填充高阻尼混凝土。使得钢筋混凝土柱具有更好的抗震性能、更高的承载能力和更好的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱及其建造方法。
背景技术
近些年，全球建筑物朝着更高、更复杂的方向发展，并且绝大多数超高层、构造复杂的建筑物均处于地质灾害频发的地区。在地震和极端荷载作用下引起的振动会给这些建筑物带来损伤甚至会导致失效，建筑结构中某一构件提前退出工作会给人民生命财产安全带来严重威胁。在普通钢筋混凝土柱子中复合高强混凝土芯柱，大幅提升承载能力，能最大程度避免极端荷载作用下柱子提前退出工作。
目前绝大多数高层建筑抗振均采用附设阻尼器抵抗结构振动，没有考虑混凝土自身阻尼性能，并且普通混凝土的阻尼性能不明显。因此，从提高混凝土自身阻尼性能出发，研制出高阻尼混凝土具有明显工程实际意义。
发明内容
针对现有技术中存在的目前绝大多数高层建筑抗振均采用附设阻尼器抵抗结构振动，没有考虑混凝土自身阻尼性能，并且普通混凝土的阻尼性能不明显的问题，本发明的目的是提供一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱及其建造方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明公开了一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱，包括圆钢管、高强混凝土、高阻尼混凝土、高强箍筋和纵筋；圆钢管为内部中空结构，高强混凝土浇筑在圆钢管的内部；在圆钢管的外侧周边配置有纵筋，纵筋的外侧通过高强箍筋捆扎，在圆钢管外填充高阻尼混凝土，使得高阻尼混凝土将圆钢管、高强箍筋和纵筋完全包裹。
优选地，所述圆钢管的数目为1～4根。
优选地，所述圆钢管的内部还设置有型钢。
优选地，所述高强混凝土由水泥、粗骨料、细骨料、水、高效减水剂、硅灰和粉煤灰组成。
优选地，所述高阻尼混凝土由橡胶粉、聚丙烯纤维、微硅粉、水泥、河砂、碎石和水组成。
优选地，所述高强混凝土的强度等级大于或者等于C50。
第二方面，本发明公开了一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱的建造方法，包括如下步骤：
步骤1：准备高强箍筋、纵筋和模板，按照安装设计图绑扎完成，形成混凝土组合柱框架；
步骤2：安装圆钢管，保证圆钢管与混凝土组合柱框架的几何形心重合；
步骤3：将高强混凝土注入圆钢管内，将高阻尼混凝土填充在圆钢管与模板之间，振捣完成。
步骤4：终凝后脱模养护。
本发明的有益效果为：
1、本发明公开了一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱及其建造方法，通过在普通混凝土柱中复合高强混凝土芯柱，利用高强箍筋约束核心区混凝土，并在周围填充高阻尼混凝土。使得钢筋混凝土柱具有更好的抗震性能、更高的承载能力和更好的稳定性。
2、本发明中使用高阻尼混凝土，利用高阻尼混凝土自身良好的阻尼性能耗散结构振动产生的能量，避免构件失效或损伤，相比于附设阻尼器而言，更加经济、方便，具有明显经济和环境效益。而且使用的高阻尼混凝土利用废旧轮胎研磨成橡胶粉和聚丙烯纤维配置而成，取材方便、便宜，而且能够减轻现实生活中废旧轮胎对环境的污染，更加凸显此发明的环境效益。
3、本发明中使用高强混凝土芯柱，利用圆钢管填充高强混凝土，进一步提高柱刚度、强度与稳定性。将此柱用于极端荷载作用地区，柱核心区极限承载能力将大幅提升，避免因框架结构中柱构件因强度达不到而提前退出工作进而导致整个结构破坏，对人民生命财产安全造成威胁。
4、本发明中使用高强箍筋，约束核心区高阻尼混凝土和高强混凝土芯柱能提高柱刚度与强度，增强柱构件的稳定性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例1中一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱的结构示意图；
图2是本发明实施例2中一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱的结构示意图；
图3是本发明实施例3中一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱的结构示意图；
图4是本发明实施例4中一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱的结构示意图。
附图标记：
圆钢管1、高强混凝土2、高阻尼混凝土3、高强箍筋4、纵筋5和型钢6。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
将高阻尼混凝土同高强混凝土芯柱结合，使得高阻尼混凝土芯柱既能因高阻尼混凝土耗散部分能量、最大限度减小结构损伤，又能因高强混凝土芯柱的存在，使得柱子不会因极端荷载作用下提前退出工作。相比于现有建筑构件而言，高阻尼混凝土性能具有更好的抗震性能和更高的承载能力。
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱，如图1所示，包括圆钢管1及圆钢管1内填充的高强混凝土2，圆钢管1外由高阻尼混凝土3填充，核心区高阻尼混凝土3由高强箍筋4约束并配有纵筋5。
其中高强混凝土3的强度等级大于或者等于C50，据实际荷载要求设计。高阻尼混凝土根据荷载要求，调整配合比和掺料可以获得相应强度等级和较高阻尼比的混凝土。圆钢管主要作用是与高强混凝土组成高强混凝土芯柱，能大幅度提高柱的强度、刚度、稳定性。高阻尼混凝土主要作用是吸收振动能量，降低结构损伤程度，提高抗震性能。
上述内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱的建造方法，包括如下步骤：
步骤1：准备高强箍筋、纵筋、模板，按照图1绑扎完成。
步骤2：安装固定高强钢管，保证高强钢管与柱的几何形心重合；
步骤3：将高强混凝土注入圆钢管内，将高阻尼混凝土填充在高强混凝土芯柱与模板之间，振捣完成。
步骤4：终凝后脱模养护。
实施例2
一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱及其建造方法，如图2所示，本实施例2在实施例1的基础上，在圆钢管1内预埋型钢6，用于增加结构的整体刚度，以满足结构需要。型钢6可采用工字钢。
在实施例1的制作步骤2浇筑圆钢管高强混凝土前预先放入型钢6后再进行浇筑高强混凝土，其余步骤均与实施例相同。
实施例3
一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱及其建造方法，如图3所示，相比于实施例1，本实施例中圆钢管数量由1个增加至3个，呈三角分布。实施例3提高承载能力更明显，并且由于钢管数量增加，使得刚度提高也更为明显。在实施例1的制作步骤2浇筑高强混凝土前预先安放固定好三根圆钢管，其余制作步骤均与实施例1相同。
实施例4
一种内置高强混凝土芯柱的高阻尼混凝土组合柱及其建造方法，如图4所示，相比于实施例1，本实施例中圆钢管数量增加至4个，在柱子内四角分布。承载能力和整体刚度进一步提升，在实施例1的制作步骤2浇筑高强混凝土前预先安放固定好4根圆钢管，其余制作步骤均与实施例1相同。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱，其特征在于，包括圆钢管、高强混凝土、高阻尼混凝土、高强箍筋和纵筋；圆钢管为内部中空结构，高强混凝土浇筑在圆钢管的内部；在圆钢管的外侧周边配置有纵筋，纵筋的外侧通过高强箍筋捆扎，在圆钢管外填充高阻尼混凝土，使得高阻尼混凝土将圆钢管、高强箍筋和纵筋完全包裹。
2.根据权利要求1所述的一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱，其特征在于，所述圆钢管的数目为1～4根。
3.根据权利要求1所述的一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱，其特征在于，所述圆钢管的内部还设置有型钢。
4.根据权利要求1所述的一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱，其特征在于，所述高强混凝土由水泥、粗骨料、细骨料、水、高效减水剂、硅灰和粉煤灰组成。
5.根据权利要求1所述的一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱，其特征在于，所述高阻尼混凝土由橡胶粉、聚丙烯纤维、微硅粉、水泥、河砂、碎石和水组成。
6.根据权利要求1所述的一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱，其特征在于，所述高强混凝土的强度等级大于或者等于C50。
7.权利要求1～6任意之一所述的一种内置高强混凝土芯柱的混凝土组合柱的建造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：准备高强箍筋、纵筋和模板，按照安装设计图绑扎完成，形成混凝土组合柱框架；
步骤2：安装圆钢管，保证圆钢管与混凝土组合柱框架的几何形心重合；
步骤3：将高强混凝土注入圆钢管内，将高阻尼混凝土填充在圆钢管与模板之间，振捣完成。
步骤4：终凝后脱模养护。
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