本發(fā)明涉及用于承重的長條形結(jié)構(gòu)建筑物技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種疊合柱及其制作方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著我國建筑工業(yè)和建筑技術(shù)的發(fā)展，土地資源面積的減少，高層建筑、超高層建筑越來越多的走進了現(xiàn)代人的生活。鋼筋混凝土柱作為一種支柱、橋墩或基礎(chǔ)柱，得到了廣泛的應(yīng)用。

近幾年，隨著高層、超高層建筑的發(fā)展，傳統(tǒng)普通混凝土柱的承載能力和抗震性能已遠遠不能滿足實際需求。高強混凝土作為一種新的建筑材料，具有抗壓強度高、抗變形能力強、耐久性好的優(yōu)點，被廣泛的應(yīng)用在主要豎向承重構(gòu)件柱的制作中。應(yīng)用高強混凝土可減小柱截面尺寸，減輕自重，提高經(jīng)濟效益。但高強混凝土與普通混凝土相比較，高強混凝土的延性較差，阻礙了其推廣應(yīng)用。為了改善高強混凝土的抗拉性能差、延性差等缺點，通過在混凝土中摻加鋼纖維以改善混凝土性能，發(fā)展出鋼纖維混凝土。鋼纖維混凝土可以大幅提高混凝土抗拉強度，其主要特點是可以有效提高混凝土的延性，從而可以控制裂縫的開展，但是對于抗壓強度的提高有限。

高強鋼筋具有強度高，節(jié)約鋼材使用量，經(jīng)濟性好的優(yōu)點，是與高強高性能混凝土相匹配的理想材料。然而高強鋼筋與普通鋼筋相比，受腐蝕后其強度損失大，對結(jié)構(gòu)的安全性帶來較大影響。

現(xiàn)有鋼筋混凝土柱的制作方法主要有兩種，一種為全現(xiàn)澆式鋼筋混凝土柱，該種柱整體性能好，但施工周期長，模板使用量大，難以滿足綠色建筑的要求。另一種為全裝配式混凝土柱，該種柱采用全預(yù)制構(gòu)件，施工周期短，但其梁柱節(jié)點位置薄弱，造成結(jié)構(gòu)整體性差。而且，現(xiàn)有混凝土柱變形能力較差，變形后難以恢復(fù)，混凝土損傷較大。

因此，亟需發(fā)明一種工藝簡單、抗壓強度高、延性好且結(jié)構(gòu)安全性能高的高恢復(fù)性半裝配式疊合柱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種工藝簡單、抗壓強度高、延性好、結(jié)構(gòu)安全性能高且兼具高恢復(fù)性的半裝配式疊合柱及其制作方法，以解決上現(xiàn)有鋼筋混凝土柱抗壓能力差、延性差且結(jié)構(gòu)安全性能不高、變形后恢復(fù)性差的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種疊合柱，包括高強混凝土芯和預(yù)制的鋼纖維混凝土管，所述高強混凝土芯現(xiàn)澆筑于所述鋼纖維混凝土管內(nèi)；所述鋼纖維混凝土管內(nèi)鑲嵌有箍筋和縱向受力鋼筋，所述箍筋用于捆扎固定所述縱向受力鋼筋，且所述縱向受力鋼筋表面涂覆有防銹涂層。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述鋼纖維混凝土管的截面呈多邊形，并在該鋼纖維混凝土管的邊角處設(shè)有加強筋，所述加強筋嵌入式設(shè)置在所述混凝土管內(nèi)。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述加強筋的截面呈三角形。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述加強筋表面涂覆有防銹涂層。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述鋼纖維混凝土管的內(nèi)表面設(shè)有若干凹槽，所述高強混凝土芯表面嵌入式填充于所述凹槽內(nèi)。

本發(fā)明還提供了一種疊合柱的制作方法，包括以下步驟：

s1.對所述縱向受力鋼筋表面進行涂覆防銹漆，通過箍筋對縱向受力鋼筋綁扎形成內(nèi)設(shè)容置腔的鋼筋網(wǎng)；

s2.在所述鋼筋網(wǎng)的內(nèi)表面和外表面分別搭架模板，并模板所形成的空間內(nèi)澆筑鋼纖維混凝土，以形成鋼纖維混凝土管；

s3.對多個所述步驟s2加工后的鋼纖維混凝土管進行現(xiàn)場裝配，向所述鋼纖維混凝土管內(nèi)現(xiàn)場澆筑高強混凝土，以在所述鋼纖維混凝土管內(nèi)形成高強混凝土芯。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述步驟s1還包括：將所述鋼筋網(wǎng)的截面加工呈多邊形，并在所述鋼筋網(wǎng)的邊角處設(shè)有加強筋，所述加強筋通過所述箍筋以固定。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述加強筋的截面呈三角形。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，在所述步驟s2后還包括，對步驟s2獲取的所述鋼纖維混凝土管的外表面打磨，并對所述鋼纖維混凝土管的內(nèi)表面加工凹槽。

本發(fā)明的一種疊合柱及其制作方法，其中，本發(fā)明的疊合柱在合柱受到偏心壓力時，高強混凝土芯承受主要軸力，以發(fā)揮其抗壓強度的特點，同時，利用設(shè)置在高強混凝土芯外的鋼纖維混凝土管，提高疊合柱的受側(cè)抗拉強度，從而以避免高強混凝土芯過早出現(xiàn)裂縫，緩解由于裂縫發(fā)展而造成的縱向鋼筋腐蝕的問題，保護受側(cè)拉縱向鋼筋，改善疊合柱的整體延伸性，以達到提高其抗震性能，最大程度發(fā)揮鋼纖維混凝土的延伸性。

本發(fā)明在縱向受力鋼筋表面設(shè)有防銹涂層，利用該防銹涂層不僅可以提高縱向受力鋼筋的防腐蝕能力，避免其在受腐蝕后強度下降的問題，而且，由于該防銹涂層，縱向受力鋼筋與鋼纖維混凝土管之間的黏結(jié)作用力小于縱向受力鋼筋直接與鋼纖維混凝土管之間的黏結(jié)作用力，使縱向受力鋼筋與鋼纖維混凝土管之間形成了弱黏結(jié)。在疊合柱遭遇地震或者受到外界大的作用力而產(chǎn)生較大變形時，由于縱向受力鋼筋與鋼纖維混凝土管之間的粘結(jié)力小，從而使縱向受力鋼筋的變形相對獨立，一方面減少了鋼纖維混凝土管受拉變形，延緩混凝土的開裂，另一方面縱向受力鋼筋由于約束變小，其變形能力得以充分發(fā)揮，在地震后或變形減小后其恢復(fù)能力顯著，易于修理，節(jié)約資源。

作為本發(fā)明的另一優(yōu)點在于，本發(fā)明通過采用鋼纖維混凝土管以替代現(xiàn)有的普通混凝土管，以提高其抗拉強度，并配合在鋼纖維混凝土管內(nèi)表面設(shè)置凹槽，利用凹槽以加強鋼纖維混凝土管與高強混凝土芯之間的粘結(jié)強度，從而以提高其整體性。

作為本發(fā)明的另一優(yōu)點在于，本發(fā)明高強混凝土芯對鋼纖維混凝土管具有約束作用，形成了類似鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部高強混凝土芯進一步提高了抗壓強度，且與鋼管混凝土柱相比，由于采用的是鋼纖維混凝土管保護內(nèi)部受力鋼筋，本發(fā)明疊合柱的耐火性能強于鋼管混凝土柱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的鋼纖維混凝土管的截面圖；

圖2為本發(fā)明的疊合柱的截面圖；

圖3為本發(fā)明的疊合柱的俯視圖；

圖4為本發(fā)明的疊合柱的制作方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

請參閱圖1，并結(jié)合圖2和圖3所示，本發(fā)明提供了一種疊合柱，包括高強混凝土芯10和預(yù)制的鋼纖維混凝土管20，高強混凝土芯10現(xiàn)澆筑于鋼纖維混凝土管20內(nèi)；鋼纖維混凝土管20內(nèi)鑲嵌有箍筋21和縱向受力鋼筋22，箍筋21用于捆扎固定所述受力鋼筋，且縱向受力鋼筋22表面涂覆有防銹涂層。

本發(fā)明的疊合柱采用的是高強混凝土芯10與鋼纖維混凝土管20結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用疊合柱在合柱受到偏心壓力時，高強混凝土芯10承受主要軸力，以發(fā)揮其抗壓強度的特點，同時，利用設(shè)置在高強混凝土芯10外的鋼纖維混凝土管20，提高疊合柱的受側(cè)抗拉強度，從而以避免高強混凝土芯10過早出現(xiàn)裂縫，緩解由于裂縫發(fā)展而造成的縱向鋼筋腐蝕的問題，保護受側(cè)拉縱向鋼筋，改善疊合柱的整體延伸性，以達到提高其抗震性能，最大程度發(fā)揮鋼纖維混凝土的延伸性。

與此同時，本發(fā)明的高強混凝土芯10對鋼纖維混凝土管20具有約束作用，形成了類似鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部高強混凝土芯10進一步提高了抗壓強度，且與鋼管混凝土柱相比，由于采用的是鋼纖維混凝土管20保護內(nèi)部受力鋼筋，本發(fā)明疊合柱的耐火性能強于鋼管混凝土柱。

而與傳統(tǒng)全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的疊合柱相比較，本發(fā)明采用的預(yù)制加現(xiàn)場澆筑的半裝配式加工工藝，一方面，由于鋼纖維混凝土管20可根據(jù)實際情況靈活設(shè)計，在工廠內(nèi)預(yù)制完成，不僅可減少施工現(xiàn)場濕作業(yè)，與預(yù)制梁構(gòu)件配套使用，可以顯著加快施工進程，而且，外部鋼纖維混凝土管20可以作為內(nèi)部高強混凝土模板，減少模板使用，節(jié)約資源；另一方面，本通過將多個鋼纖維混凝土管20現(xiàn)場拼接后，再同時對其進行現(xiàn)場澆筑高強混凝土芯10。

本發(fā)明在縱向受力鋼筋22表面設(shè)有防銹涂層，利用該防銹涂層不僅可以提高縱向受力鋼筋22的防腐蝕能力，避免其在受腐蝕后強度下降的問題，而且，由于該防銹涂層，縱向受力鋼筋22與鋼纖維混凝土管20之間的黏結(jié)作用力小于縱向受力鋼筋22直接與鋼纖維混凝土管20之間的黏結(jié)作用力，是縱向受力鋼筋22與鋼纖維混凝土管20之間形成了弱黏結(jié)。在疊合柱遭遇地震或者受到外界大的作用力而產(chǎn)生較大變形時，由于縱向受力鋼筋22與鋼纖維混凝土管20之間的粘結(jié)力小，從而使縱向受力鋼筋22的變形相對獨立，一方面減少了鋼纖維混凝土管20受拉變形，延緩混凝土的開裂，另一方面縱向受力鋼筋22由于約束變小，其變形能力得以充分發(fā)揮，在地震后或變形減小后其恢復(fù)能力顯著，易于修理，節(jié)約資源。

其中，本發(fā)明的鋼纖維混凝土管20是根據(jù)所需疊合柱的尺寸設(shè)計而成的，且其可選用c40—c50普通強度或c60級以上高強鋼纖維混凝土制作而成。值得說明的是，為保證縱向受力鋼筋22有足夠的保護層厚度鋼纖維混凝土管20最薄處應(yīng)大于100mm。

作為本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案，本發(fā)明在鋼纖維混凝土管20的內(nèi)表面設(shè)有若干凹槽25，高強混凝土芯10現(xiàn)澆筑于鋼纖維混凝土管20內(nèi)，并使得高強混凝土芯10表面嵌入式填充于所述凹槽25內(nèi)，利用凹槽25以加強鋼纖維混凝土管20與高強混凝土芯10之間的粘結(jié)強度，從而可有效提高鋼纖維混凝土管20之間的連接作用力。

作為本發(fā)明的其中一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明鋼纖維混凝土管20的截面呈多邊形，并在該鋼纖維混凝土管20的邊角處設(shè)有加強筋24，加強筋24嵌入式設(shè)置在混凝土管內(nèi)。使用過程中，利用該加強筋24的強度大于鋼纖維混凝土管20的強度，可有效的避免鋼纖維混凝土管20在運輸?shù)跹b過程中角部受損的問題，提高疊合柱在使用過程中的強度。優(yōu)選的是，本發(fā)明的加強筋24的截面呈三角形，利用三角形的穩(wěn)定性，進一步提高加強筋24的強度，以提高疊合柱的強度。

作為本發(fā)明的另外一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明的加強筋24表面涂覆有防銹涂層，從而有效避免加強筋24表面因受到腐蝕而導(dǎo)致其強度受到影響。

需要說明的是，本發(fā)明的加強筋24可以是利用鋼筋綁扎呈三角形截面的柱狀結(jié)構(gòu)，也可以是利用鋼筋相互焊接成三角形截面的柱狀結(jié)構(gòu)，也可以是截面呈三角形的鋼筋柱。

請繼續(xù)參閱圖4所示，本發(fā)明還提供了一種疊合柱的制作方法，包括以下步驟：

s1.對所述縱向受力鋼筋22表面進行涂覆防銹漆，通過箍筋21對縱向受力鋼筋22綁扎形成內(nèi)設(shè)容置腔的鋼筋網(wǎng)；

s2.在所述鋼筋網(wǎng)的內(nèi)表面和外表面分別搭架模板，并模板所形成的空間內(nèi)澆筑鋼纖維混凝土，以形成鋼纖維混凝土管20；

s3.對多個所述步驟s2加工后的鋼纖維混凝土管20進行現(xiàn)場裝配，向所述鋼纖維混凝土管20內(nèi)現(xiàn)場澆筑高強混凝土，以在所述鋼纖維混凝土管20內(nèi)形成高強混凝土芯10。

本發(fā)明疊合柱的制造過程中采用的是高強混凝土芯10與鋼纖維混凝土管20結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用疊合柱在合柱受到偏心壓力時，高強混凝土芯10承受主要軸力，以發(fā)揮其抗壓強度的特點，同時，利用設(shè)置在高強混凝土芯10外的鋼纖維混凝土管20，提高疊合柱的受側(cè)抗拉強度，從而以避免高強混凝土芯10過早出現(xiàn)裂縫，緩解由于裂縫發(fā)展而造成的縱向鋼筋腐蝕的問題，保護受側(cè)拉縱向鋼筋，改善疊合柱的整體延伸性，以達到提高其抗震性能，最大程度發(fā)揮鋼纖維混凝土的延伸性。

與此同時，本發(fā)明的高強混凝土芯10對鋼纖維混凝土管20具有約束作用，形成了類似鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部高強混凝土芯10進一步提高了抗壓強度，且與鋼管混凝土柱相比，由于采用的是鋼纖維混凝土管20保護內(nèi)部受力鋼筋，本發(fā)明疊合柱的耐火性能強于鋼管混凝土柱。

而與傳統(tǒng)全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的疊合柱相比較，本發(fā)明采用的預(yù)制加現(xiàn)場澆筑的加工工藝，一方面，由于鋼纖維混凝土管20可根據(jù)實際情況靈活設(shè)計，在工廠內(nèi)預(yù)制完成，不僅可減少施工現(xiàn)場濕作業(yè)，與預(yù)制梁構(gòu)件配套使用，可以顯著加快施工進程，而且，外部鋼纖維混凝土管20可以作為內(nèi)部高強混凝土模板，減少模板使用，節(jié)約資源.

其中，本發(fā)明的鋼纖維混凝土管20是根據(jù)所需疊合柱的尺寸設(shè)計而成的，且其可選用c40—c50普通強度或c60級以上高強鋼纖維混凝土制作而成。值得說明的是，為保證縱向受力鋼筋22有足夠的保護層厚度鋼纖維混凝土管20最薄處應(yīng)大于100mm。

本發(fā)明的一種疊合柱在制作過程中，由于在縱向受力鋼筋22表面涂覆防銹漆，利用該防銹漆不僅可以提高縱向受力鋼筋22的防腐蝕能力，避免其在受腐蝕后強度下降的問題，而且，由于該防銹涂層，縱向受力鋼筋22與鋼纖維混凝土管20之間的黏結(jié)作用力小于縱向受力鋼筋22直接與鋼纖維混凝土管20之間的黏結(jié)作用力，是縱向受力鋼筋22與鋼纖維混凝土管20之間形成了弱黏結(jié)。在疊合柱遭遇地震或者受到外界大的作用力而產(chǎn)生較大變形時，由于縱向受力鋼筋22與鋼纖維混凝土管20之間的粘結(jié)力小，從而使縱向受力鋼筋22的變形相對獨立，一方面減少了鋼纖維混凝土管20受拉變形，延緩混凝土的開裂，另一方面縱向受力鋼筋22由于約束變小，其變形能力得以充分發(fā)揮，在地震后或變形減小后其恢復(fù)能力顯著，易于修理，節(jié)約資源。

作為本發(fā)明的另外一個優(yōu)選實施例，在步驟s1還包括，將鋼筋網(wǎng)的截面加工呈多邊形，并在鋼筋網(wǎng)的邊角處設(shè)有加強筋24，加強筋24通過箍筋21以固定。優(yōu)選的是，該加強筋24的截面呈三角形。本發(fā)明利用該加強筋24的強度大于鋼纖維混凝土管20的強度，可有效的避免鋼纖維混凝土管20在運輸?shù)跹b過程中角部受損的問題，提高疊合柱在使用過程中的強度。優(yōu)選的，在步驟s1前，對加強筋24表面均勻涂覆防銹漆。

作為本發(fā)明的其中一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明步驟s2后，還包括對步驟s2獲取的鋼纖維混凝土管20的外表面打磨，并對鋼纖維混凝土管20的內(nèi)表面加工凹槽25，利用凹槽25以加強鋼纖維混凝土管20與高強混凝土芯10之間的粘結(jié)強度，從而可有效提高鋼纖維混凝土管20之間的連接作用力。

最后，本申請的結(jié)構(gòu)和方法僅為較佳的實施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。