钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于土木工程中的十字形截面组合柱。由钢骨、钢管、钢筋骨架和玻璃混凝土组成，其特征在于：钢骨由钢板焊接而成，钢骨位于箍筋围成的十字形柱肢上，钢管位于十字形柱的核心，箍筋围成的十字形柱内和钢管内充满玻璃混凝土。钢骨焊接成T形。箍筋围成的十字形柱的角部装有纵向钢筋。所述的玻璃混凝土中含有充当骨料的玻璃碎块；粒径在5mm～30mm的粗玻璃骨料和粒径在0.1mm～3mm的细玻璃骨料。玻璃混凝土可以有效的改善柱子的耐腐蚀性，并且做到了节约资源。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，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。
【专利说明】钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱
【技术领域】
[0001]本发明涉及了一种混凝土构件，特别是涉及一种用于土木工程中的混凝土十字形柱，是一种新型的十字形截面组合柱。
【背景技术】
[0002]当前社会，随着经济的发展和居民生活水平的提升，人们对住宅的要求越来越高，尤其是对房屋结构和居室布局越来越重视。由于普通混凝土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，出现了钢筋混凝土十字形柱的结构形式。钢筋混凝土十字形柱结构体系的优点比较突出，国内外的学者、专家对此进行了广泛、深入的研究。钢筋混凝土十字形柱的理论体系已基本形成，比如天津、沈阳、广东、山西等省市已经完成了地方规程的编写，并指导于工程实践，建筑面积达数千万平方米。
[0003]但是，随着超高层和大跨度建筑结构的不断发展，纯粹的钢筋混凝土十字形柱的缺点越来越突出。如受到轴压比的限制，较大荷载下如果仍然采用普通钢筋混凝土十字形柱，将会导致柱的截面尺寸非常大；十字形柱的肢长不可以太长，柱肢过长后会容易产生剪力滞后现象，因此通常将十字形柱的肢长与肢宽限制在一定的比例范围内；十字形柱子由于截面形式发生了改变，导致其力学特性也发生了变化，与普通矩形柱相比，承载能力和延性都有所下降，抗震性能并不理想。
[0004]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3%-5%，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。
[0005]因此，本文在上述背景下，提出了一种新型的钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱，该种组合柱子综合钢筋混凝土十字形柱、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十字形柱的应用和发展空间，具有十分重要的研究意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱，这种新型的组合柱不仅仅改善了普通钢筋混凝土十字形柱的受力性能，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:钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱的T形钢骨由钢板焊接而成，位于十字形柱的肢上，钢管位于柱的中心，试件制作时先将钢骨和钢管通过焊接或螺栓连接固定，然后绑扎钢筋骨架，支模，浇筑玻璃混凝土。其特征在于:位于十字形柱肢上的钢骨改善肢部的受力性能；位于核心处的钢管提高了十字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；由于外围玻璃混凝土的存在，提高了组合柱的耐火性能。
[0007]混凝土中充当骨料的玻璃碎块，分为粒径在5mm?30mm和粒径在0.1mm?3mm的玻璃碎块，分别作为玻璃混凝土中粗骨料和细骨料。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?1500kg，水泥400 kg?600 kg,水150 kg?300 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。
[0008]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.钢管位于纵横方向混凝土交叉部位的内部，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，提高了柱子的极限承载力，为高强混凝土的应用提空了空间；
4.钢骨位于十字形柱的肢部，改善肢部受力性能；
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.拓宽了混凝土十字形柱的应用和发展空间，美化了建筑外观。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱的示意图。
[0010]由钢骨、钢管、玻璃混凝土和钢筋骨架组成，其中玻璃混凝土位于钢管内、外，钢骨位于十字形柱的四肢上，钢管位于十字形柱的中心，钢筋骨架处在十字形柱的四周。图中:I为纵向钢筋，2为玻璃混凝土，3为钢管，4为箍筋，5为钢骨。
【具体实施方式】
[0011]本发明钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱，由钢骨、钢管、钢筋骨架和玻璃混凝土组成，钢骨5由钢板焊接而成，钢骨5位于箍筋4围成的十字形柱肢上，钢管3位于十字形柱的核心，箍筋4围成的十字形柱内和钢管内充满玻璃混凝土 2。钢骨焊接成T形。箍筋4围成的十字形柱的角部装有纵向钢筋I。所述的玻璃混凝土 2中含有充当骨料的玻璃碎块；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；玻璃混凝土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；所述玻璃混凝土包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃。以上配比来源于试验，效果最好。
[0012]具体工艺如下:
1.按照规定将钢板焊接成钢骨；
2.将钢骨和钢管焊接或螺栓连接固定，并保持垂直或一定角度；
3.绑扎钢筋骨架； 4.在钢筋骨架外侧支模板；
5.制作粒径在5_?30mm和粒径在0.1mm?3_的玻璃碎块，分别作为玻璃混凝土中粗骨料和细骨料；
6.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,形成玻璃混凝土；；
7.浇注玻璃混凝土；
8.定期养护；
9.到达规定养护日期后，拆模成型。
【权利要求】
1.钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱，由钢骨、钢管、钢筋骨架和玻璃混凝土组成，其特征在于:钢骨(5)由钢板焊接而成，钢骨(5)位于箍筋(4)围成的十字形柱肢上，钢管(3)位于十字形柱的核心，箍筋(4)围成的十字形柱内和钢管(3)内充满玻璃混凝土(2)。
2.根据权利I所述的钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱，其特征在于:钢骨(5)焊接成T形。
3.根据权利I所述的钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱，其特征在于:箍筋(4)围成的十字形柱的角部装有纵向钢筋(I)。
4.根据权利I所述的钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱，其特征在于:所述的玻璃混凝土(2)中含有充当骨料的玻璃碎块；包括粒径在5_?30_的粗玻璃骨料和粒径在0.1mm?3mm的细玻璃骨料。
5.如权利I所述的钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱中的玻璃混凝土，其特征在于:玻璃混凝土(2)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。
6.根据权利要求1所述的钢骨-钢管玻璃混凝土十字形截面组合柱，其特征在于:所述玻璃混凝土包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃。
【文档编号】E04C3/36GK104314236SQ201410600623
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】徐亚丰, 朱绍杰, 吕丛丛, 李日亮, 陈谦, 翟章琳, 曾俊 申请人:沈阳建筑大学