[发明专利]一种组合结构柱及施工方法在审
申请号: | 201910850680.9 | 申请日: | 2019-09-10 |
公开(公告)号: | CN110593487A | 公开(公告)日: | 2019-12-20 |
发明(设计)人: | 赖勉亨;黎承维;何正铭;王庆 | 申请(专利权)人: | 广州大学 |
主分类号: | E04C3/36 | 分类号: | E04C3/36 |
代理公司: | 44205 广州嘉权专利商标事务所有限公司 | 代理人: | 庞学哲 |
地址: | 510006 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 内钢管 填充材料 组合结构 外钢管 纤维增强复合材料 竹材 土木工程技术 木材 延性 填充混凝土 抗弯性能 抗压 填充 钢管 混凝土 施工 应用 | ||
本发明公开了一种组合结构柱及施工方法,组合结构柱包括外钢管和内钢管,内钢管位于外钢管中,内钢管与外钢管之间填充有混凝土,内钢管中具有填充材料,填充材料包括木材、竹材和纤维增强复合材料。以木材、竹材和纤维增强复合材料作为内钢管中的填充材料,取代在内钢管中填充混凝土,提高组合结构柱的延性、抗压和抗弯性能。本发明结构合理,性能良好,可广泛应用于土木工程技术领域。
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域,特别涉及一种组合结构柱,以及施工方法。
背景技术
随着现代建筑技术的发展,高层建筑已成为城市的地标,然而传统的钢筋混凝土柱显然已不能满足高层或超高层设计的需求。为解决这一问题,因而提出一种新型的组合结构柱,即采用钢管、混凝土及木材组合而成,传统的混凝土抗压性能好但延性较差,钢管抗压性能及延性较好但易发生局部屈曲破坏。
将混凝土填充于钢管中,使混凝土处于三向受压状态,混凝土为钢管提供侧向支撑,这一结构的提出,很好地利用了钢管及混凝土二者的优势。但传统的钢管混凝土柱自重大、截面形式单一、混凝土与钢管之间约束不充分,并不能将钢管与混凝土的优势组合发挥到极致。
从一系列的研究中表明,内部核心区域混凝土对该类构件性能的贡献极小,因而可将内部核心混凝土部分由其他材料所替代。在钢管中加入空心钢管形成双层钢管,将混凝土浇筑于钢管与钢管之间形成夹层钢管混凝土结构,以提高结构的抗弯性能及钢管对混凝土的约束作用;用木材、竹材等将空心钢管内部填充,为内钢管提供侧向支撑以防止内钢管向内屈曲,从而提高构件的延性、抗压及抗弯性能。
近年来,越来越多的木结构在土建结构中得到应用,木材具有良好的韧性,材质轻,加工难度小,绿色环保等特点;抗拉、抗弯及抗压等三大力学性能表现优秀。与钢材、混凝土相比,木材是很好的绿色材料,将木材使用到建筑结构中符合可持续发展的理念。
因此,在现有结构形式的基础之上,本申请提出将钢管、混凝土及木材等材料组合,获得新型的组合结构柱。
发明内容
为解决上述技术问题中的至少之一,提高构件延性、抗压和抗弯性能,本发明所采用的技术方案如下:
本发明提供一种组合结构柱,其包括外钢管和内钢管,内钢管位于外钢管中,内钢管与外钢管之间填充有混凝土,内钢管中具有填充材料,填充材料包括木材、竹材和纤维增强复合材料。
进一步,外钢管的断面为圆形、矩形和正多边形中的一种。
进一步,内钢管的断面为圆形、矩形和正多边形中的一种。
进一步,混凝土为普通混凝土、高强混凝土、机制砂混凝土、钢渣混凝土和膨胀混凝土中的一种。
进一步,内钢管和外钢管的长度相等。
进一步,外钢管为普通钢材或高强度钢材。
进一步,内钢管为普通钢材或高强度钢材。
本发明提供施工方法,其包括以下步骤:S1,确定内钢管的高度、半径,确定外钢管的高度、半径;S2,确定填充材料的外径;S3,将内钢管和外钢管中心对齐,竖直固定;S4,将填充材料填充于内钢管中,填充材料的高度与内钢管的高度相同;S5,将混凝土浇筑于内钢管与外钢管之间,混凝土的高度与内钢管、外钢管相同。
有益效果:以木材、竹材和纤维增强复合材料作为内钢管中的填充材料,取代在内钢管中填充混凝土,提高组合结构柱的延性、抗压和抗弯性能。本发明结构合理,性能良好,可广泛应用于土木工程技术领域。
附图说明
图1为组合结构柱实施例一的剖视图;
图2为组合结构柱实施例一的断面图;
图3为组合结构柱实施例二的断面图;
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