[发明专利]钢骨-钢管纤维混凝土L形截面组合柱

说明书

技术领域

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纤维混凝土L形柱，是一种新型的L形截面组合柱。 

背景技术

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L形柱的结构形式。钢筋混凝土L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L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。 

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L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L形柱，将会导致柱的截面尺寸非常大；L形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下，各肢产生翘曲正应力和剪应力；由于剪应力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低，抗震性能并不理想。 

同时，多年来，人们对钢纤维约束混凝土裂缝开展的研究，已经取得了重大的进展。提出了钢纤维混凝土开裂强度是由对拉伸应力起有效作用的钢纤维平均间距所决定的结论(纤维间距理论)，从而开始了这种新型复合材料的实用开发阶段。近年来，钢纤维在国内外得到迅速发展。它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能，己在建筑、路桥、水工等工程领域得到广泛应用。 

因此，本文在上述背景下，拟利用纤维的特性，掺入混凝土中，从而改善混凝土材料自身的脆性、抗拉、抗剪和抗弯强度较低等缺点，以及与钢骨、钢管之间的粘结性能差的缺点，作者通过分析前期的研究成果，提出了一种新型的钢骨-钢管纤维混凝土L形截面组合柱，该种组合柱综合了钢筋混凝土L形柱、钢管混凝土柱、钢骨混凝土柱、纤维混凝土柱的优点，减轻了资源压力和环境负担，大大的拓宽了混凝土L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

本发明的目的是提供一种钢骨-钢管纤维混凝土L形截面组合柱，这种新型组合柱提高了普通钢筋混凝土L形柱的受力性能，改善了高强混凝土的脆性、抗拉、抗剪和抗弯强度较低等弊端。本发明通过以下技术方案实现：钢骨-钢管纤维混凝土L形截面组合柱的T形钢骨由钢板焊接而成，位于L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，浇筑纤维混凝土。位于L形柱肢上的钢骨改善了肢部的受力性能和变形性能；位于核心处的钢管提高了L形柱的承载能力和延性；充分利用了纤维材料的特性，改善了高强混凝土脆性较低的弊端。 

本发明的优点与效果是： 

1.充分利用纤维材料的特性，改善高强混凝土的脆性、抗拉、抗剪和抗弯强度较低等弊端；

    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L形柱的肢部，改善了肢部的受力性能；

    5.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，形成骨架后浇注纤维混凝土，从而形成叠合柱；

6.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；

7.拓宽了混凝土L形柱的应用和发展空间，美化了建筑外观。

附图说明

图1是钢骨-钢管纤维混凝土L形截面组合柱的示意图。 

由钢骨、钢管、纤维混凝土和钢筋骨架组成，其中纤维混凝土位于钢管内、外，钢骨位于L形柱的四肢上，钢管位于L形柱的中心，钢筋骨架处在L形柱的四周。图中:1为纵向钢筋，2为纤维混凝土，3为钢管，4为箍筋，5为钢骨。 

具体实施方式

钢骨-钢管纤维混凝土L形截面组合柱，：由钢骨、钢管、钢筋骨架和纤维混凝土组成，钢骨由钢板焊接而成；钢管内有混凝土，箍筋呈L形，内包裹混凝土，钢骨位于L形柱的肢上，钢管位于L形柱的核心，混凝土采用纤维混凝土。L形柱的肢上是指矩形部分的中心，钢骨呈T形布置。L形柱的核心是指L形柱角部的中心。具体工艺如下： 

1.  按照规定将钢板焊接成钢骨；