Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱,由鋼骨、鋼管和混凝土組成,鋼骨由鋼板焊接而成，鋼骨位于Z形鋼管的中心，混凝土是玻璃混凝土，玻璃混凝土位于Z形鋼管的內(nèi)部，玻璃混凝土中含有充當(dāng)骨料的玻璃碎塊。鋼骨是兩個(gè)T形狀鋼骨的T形下端用一根鋼骨連接成Z形的。鋼管內(nèi)混凝土處于三向受壓狀態(tài)，約束了混凝土的變形，促進(jìn)了脆性高強(qiáng)混凝土在Z形柱中的應(yīng)用。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，塑性、韌性好，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(zhuān)利說(shuō)明】 Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱

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

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前社會(huì)，隨著超高層和大跨度建筑的發(fā)展，普通的鋼筋混凝土柱已經(jīng)不適合用作較大荷載下的重載柱了。在這種情況下，出現(xiàn)了圓形鋼管-鋼骨混凝土組合柱和方形鋼管-鋼骨混凝土組合柱。但是，由于人們對(duì)建筑環(huán)境的要求越來(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，普通鋼管-鋼骨混凝土重載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(mǎn)足建筑美觀的要求。為了解決這一問(wèn)題，后來(lái)又出現(xiàn)了Z形鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)形式。
[0003]Z形鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)比較突出，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者、專(zhuān)家已經(jīng)開(kāi)始對(duì)此進(jìn)行了研究。Z形鋼管混凝土柱，由于其外鋼管的存在，在某種程度上約束了混凝土的變形，為脆性高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用提供了空間，且施工工藝簡(jiǎn)單，不需要綁扎鋼筋骨架和支模板。但是，Z形鋼管混凝土柱并沒(méi)有明顯的提高柱子的承載力，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)對(duì)承載力有較高需求時(shí)，就會(huì)增大截面尺寸，同樣會(huì)使室內(nèi)棱角突出，而對(duì)于Z形柱，過(guò)長(zhǎng)的柱肢容易產(chǎn)生剪力滯后現(xiàn)象。
[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5%左右，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Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱，該種組合柱綜合了 Z形鋼管混凝土柱、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 Z形截面柱的應(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Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱，這種新型組合柱不僅改善了普通Z形鋼管混凝土柱的受力性能，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):Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱的內(nèi)鋼骨由鋼板焊接而成，位于柱的中心，試件制作時(shí)先將鋼骨和鋼管通過(guò)焊接或螺栓連接與底板固定在一起，然后澆筑玻璃混凝土。其特征在于:位于Z形柱里面的內(nèi)鋼骨改善了肢部的受力性能，提高了 Z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；由于內(nèi)鋼骨的存在，與普通Z形鋼管混凝土相比，其抗震性能顯著提高。
[0007]混凝土中充當(dāng)骨料的玻璃碎塊，分為粒徑在5mm?25mm和粒徑在0.15mm?2.5mm的玻璃碎塊，分別作為玻璃混凝土中的粗骨料和細(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?500kg，水泥400 kg?800 kg,水150 kg?250 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.鋼骨位于Z形鋼管混凝土柱的內(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)，約束了混凝土的變形，為脆性高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用提空了空間；
4.鋼骨的存在，改善了肢部的受力性能，提高了組合柱的承載能力；
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Z形柱的應(yīng)用和發(fā)展空間，美化了建筑外觀。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱的示意圖。
[0010]圖中:I為Z形鋼管,2為鋼骨,3為玻璃混凝土。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱，由鋼骨、鋼管和混凝土組成，鋼骨2由鋼板焊接而成，鋼骨位于Z形鋼管I的中心，混凝土是玻璃混凝土 3，玻璃混凝土 3位于Z形鋼管I的內(nèi)部，玻璃混凝土 3中含有充當(dāng)骨料的玻璃碎塊。鋼骨2是兩個(gè)T形狀鋼骨的T形下端用一根鋼骨連接成Z形的(見(jiàn)附圖)。
[0012]所述的玻璃混凝3 土包括粒徑在5mm?30mm的粗玻璃骨料和粒徑在0.1mm?3mm的細(xì)玻璃骨料。
[0013]經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，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?。所述玻璃混凝土中的粗骨料玻璃和?xì)骨料玻璃包括單質(zhì)玻璃、有機(jī)玻璃和無(wú)機(jī)玻璃。
[0014]具體工藝如下:
按照規(guī)定將鋼板焊接成鋼骨；
1.將鋼骨和鋼管焊接或螺栓連接與底板固定在一起，并保持垂直或一定角度；
2.制作粒徑在5mm?25mm和粒徑在0.15mm?2.5mm的玻璃碎塊，分別作為玻璃混凝土中粗骨料和細(xì)骨料； 3.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?500kg,水泥400 kg?800 kg,水150 kg?250 kg的比例進(jìn)行充分?jǐn)嚢?形成玻璃混凝土；；
4.澆注玻璃混凝土；
5.定期養(yǎng)護(hù)；
6.到達(dá)規(guī)定養(yǎng)護(hù)日期后，拆模成型。
【權(quán)利要求】
1.Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱，由鋼骨、鋼管和混凝土組成，其特征在于:鋼骨(2)由鋼板焊接而成，鋼骨位于Z形鋼管(I)的中心，混凝土是玻璃混凝土(3)，玻璃混凝土(3)位于Z形鋼管(I)的內(nèi)部，玻璃混凝土(3)中含有充當(dāng)骨料的玻璃碎塊。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱，其特征在于:鋼骨(2)是兩個(gè)T形狀鋼骨的T形下端用一根鋼骨連接成Z形的。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的Z形鋼管-鋼骨玻璃混凝土組合柱，其特征在于:所述的玻璃混凝(3) 土包括粒徑在5mm?30mm的粗玻璃骨料和粒徑在0.1mm?3mm的細(xì)玻璃骨料。
4.如根據(jù)權(quán)利I所述的玻璃混凝土的制備方法，其特征在于: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> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玻璃混凝土的制備方法，其特征在于:所述玻璃混凝土中的粗骨料玻璃和細(xì)骨料玻璃包括單質(zhì)玻璃、有機(jī)玻璃和無(wú)機(jī)玻璃。
【文檔編號(hào)】C04B28/00GK104328866SQ201410617277
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】朱紹杰, 陳謙, 吳曉鑫, 趙生亮, 呂叢叢, 張曼 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)