內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種新型的內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱。包括圓套圓、方套方、方套圓、圓套方、矩形套矩形截面形式，由外部鋼管、內(nèi)部鋼管、夾層混凝土和橡膠混合物組成，內(nèi)外兩層鋼管通過焊接或螺栓連接固定，其中夾層混凝土位于雙重鋼管中間，橡膠混合物填充于內(nèi)部鋼管中，夾層混凝土是自密實(shí)混凝土。橡膠混合物位于內(nèi)層鋼管里部，具有很好的耗能減震作用，可以有效的吸收地震能量，還可有效防御火災(zāi)；內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱的自重較.。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，重量輕，塑性、韌性好，抗沖擊和抗疲勞性能好，抗震性能佳，具有良好的耐久性等特點(diǎn)。
【專利說明】內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱及施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種混凝土構(gòu)件，特別是涉及一種用于土木工程中的鋼管混凝土柱，是一種內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱及施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，建筑物的抗震主要是依賴于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度，在地震等反復(fù)荷載的作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件只能依靠其自身強(qiáng)度吸收地震的能量，在這種情況下大剛度構(gòu)件產(chǎn)生的變形量很小，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生過大的內(nèi)力。當(dāng)一些強(qiáng)度較大的地震來臨時(shí)，結(jié)構(gòu)體系極易發(fā)生脆性破壞，危害人民群眾的財(cái)產(chǎn)安全和生命安全。此外，在一些超高層和大跨度建筑物中，經(jīng)常會(huì)把構(gòu)件的尺寸做得很大或者采用剪力墻、筒體等結(jié)構(gòu)體系來預(yù)防震害。這樣的話，不僅造成了結(jié)構(gòu)自重過大，還會(huì)消耗過多的建筑材料，造成資源緊張，還影響了建筑美觀和使用功能。因此，通過增大結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度來抵御地震的做法不符合建筑可持續(xù)發(fā)展的要求，并不是長久之計(jì)。
[0003]柱子作為建筑結(jié)構(gòu)中的主體部件之一，其性能的好壞，對(duì)建筑物的整體抗載能力有著至關(guān)重要的作用。近十多年來，中空夾層鋼管混凝土柱作為一種新的結(jié)構(gòu)形式大量出現(xiàn)。中空夾層鋼管混凝土柱不僅具有普通的實(shí)心鋼管混凝土柱的優(yōu)點(diǎn)，還具有截面開展、抗彎剛度大、自重輕、抗震性能好和防火性能好等特點(diǎn)。但是，中空夾層鋼管混凝土柱主要還是依賴于自身的強(qiáng)度抗震，在反復(fù)荷載作用下會(huì)在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，很容易發(fā)生脆性破壞。由于中空夾層鋼管混凝土柱存在中空部分，這就給我們留出了空間，使我們可以采取填充減震耗能材料的措施來提高柱子的抗震能力。
[0004]在上述背景下，我們發(fā)明了一種新型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件一內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱。內(nèi)置橡膠混合物的雙鋼管混凝土抗震柱不僅具有很高的承載能力和較輕的自重，而且橡膠混合物作為抗震設(shè)防的第二道防線，還可以有效提升柱子的延性性能，在地震等反復(fù)荷載作用下能較大程度的消耗地震能量，改變了傳統(tǒng)意義上的“剛度抗震”的做法。我們有理由相信，這種新型的內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱，必將成為未來發(fā)展的重要方向，被廣泛應(yīng)用到建筑物當(dāng)中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱及施工方法，這種新型結(jié)構(gòu)構(gòu)件不僅減輕了普通鋼管混凝土柱的自重，而且有效改善了普通柱子的受力性能，提高了整體建筑物的抗震安全系數(shù)。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱的內(nèi)外兩層鋼管和夾層混凝土是通過結(jié)構(gòu)的承載力驗(yàn)算選定的，完全不考慮填充材料的影響，試件制作時(shí)先在內(nèi)層鋼管底部用4(T50mm的水泥砂漿封閉密實(shí)，內(nèi)外兩層鋼管通過焊接或螺栓連接固定，在夾層部分澆筑自密實(shí)混凝土，然后將具有耗能減震作用的液體橡膠材料和粒徑在5_?30_碎石粗骨料均勻混合后灌注的到內(nèi)層鋼管里面，采取邊灌注邊加摻入液體橡膠固化劑的方法，每次灌注40cnT60cm的橡膠混合物后，就要等候一段時(shí)間，防止一次性灌入后碎石粗骨料由于自重全部沉入鋼管的底部，最后在內(nèi)層鋼管的頂部預(yù)留4(T50mm的高度澆筑水泥砂漿，這樣可以有效的防止橡膠混合物氧化和抵御火災(zāi)。雙重鋼管混凝土部分具有很高的承載力，能夠承擔(dān)建筑的荷載作用；內(nèi)部橡膠混合物具有很好的耗能減震作用，增強(qiáng)了柱子的延性性能，可以有效的吸收地震能量；橡膠位于雙重鋼管混凝土柱的內(nèi)部，可以有效的抵御火災(zāi)；內(nèi)置橡膠的雙重鋼管混凝土抗震柱的自重較輕；液體橡膠里面加入了碎石粗骨料，可以提高其承載力，減小橡膠用量，并且兩種不同材質(zhì)的橡膠混合物具有更好的耗能作用。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
1.雙重鋼管混凝土部分具有很高的承載力，能夠承擔(dān)建筑物的荷載作用；
2.內(nèi)部橡膠混合物具有很好的耗能減震作用，增強(qiáng)了柱子的延性性能，可以有效的吸收地震能量，有利于震區(qū)抗震設(shè)計(jì)；
3.橡膠位于雙重鋼管混凝土柱的內(nèi)部，可以有效的防止氧化和抵御火災(zāi)；
4.內(nèi)置橡膠的雙重鋼管混凝土抗震柱的自重較輕，減輕了結(jié)構(gòu)的重量；
5.液體橡膠里面加入了碎石粗骨料，可以提高其承載力，減小橡膠用量，并且兩種不同材質(zhì)的橡膠混合物具有更好的耗能作用；
6.夾層混凝土受到鋼管的圍壓作用，具有較大的承載能力，也為脆性高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用提供了空間；
7.夾層部分采用自密實(shí)混凝土，有利于澆筑密實(shí)，提高施工效率；
7.相對(duì)于普通框架柱，內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱減少了支模和鋼筋綁扎兩個(gè)工序，加快了施工進(jìn)度；
8.由于內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱本身具有很高的承載能力和延性性能，可以被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，減少了笨重結(jié)構(gòu)體系的存在范圍，有利于建筑美觀的發(fā)展和建筑資源的節(jié)約。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1為外部鋼管，2為內(nèi)部鋼管，3夾層混凝土，4為橡膠混合物。

【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明包括圓套圓、方套方、方套圓、圓套方、矩形套矩形截面形式，其特征在于:由外部鋼管1、內(nèi)部鋼管2、夾層混凝土 3和橡膠混合物4組成，內(nèi)外兩層鋼管通過焊接或螺栓連接固定，其中夾層混凝土 3位于雙重鋼管中間，橡膠混合物4填充于內(nèi)部鋼管中，夾層混凝土3是自密實(shí)混凝土。
[0010]具體工藝如下:
1.按照承載力驗(yàn)算選定內(nèi)外兩層鋼管和夾層混凝土；
2.在內(nèi)層鋼管底部澆筑4(T50mm的水泥砂漿，并將內(nèi)外兩層鋼管通過焊接或螺栓連接固定，保持垂直或一定角度；
3.在鋼管夾層部分澆筑自密實(shí)混凝土；
4.制作粒徑在5mm?30mm碎石粗骨料,按照每立方米液體橡膠體積，碎石骨料重量200kg?500kg的比例攪拌勻稱,形成橡膠混合物；
5.在內(nèi)層鋼管中，邊澆注橡膠混合物邊加入橡膠固化劑；
6.在內(nèi)層鋼管頂部預(yù)留4(T50mm的空間澆筑水泥砂漿；
7.定期養(yǎng)護(hù)；
8.達(dá)到規(guī)定養(yǎng)護(hù)日期后，拆模成型。
【權(quán)利要求】
1.內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱，包括圓套圓、方套方、方套圓、圓套方、矩形套矩形截面形式，其特征在于:由外部鋼管(I)、內(nèi)部鋼管(2)、夾層混凝土(3)和橡膠混合物(4)組成，內(nèi)外兩層鋼管通過焊接或螺栓連接固定，其中夾層混凝土(3)位于雙重鋼管中間，橡膠混合物(4)填充于內(nèi)部鋼管中，夾層混凝土( 3 )是自密實(shí)混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱，其特征在于:橡膠混合物(4)是液體橡膠里面加入了碎石粗骨料,粒徑在5mm?30mm碎石粗骨料,按照每立方米液體橡膠體積，碎石粗骨料重量200kg?500kg的比例進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?br> 3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)置橡膠混合物的雙重鋼管混凝土抗震柱的施工方法，其特征在于:制作時(shí)先在內(nèi)層鋼管底部用4(Γ50_的水泥砂漿封閉密實(shí)，內(nèi)外兩層鋼管通過焊接或螺栓連接固定，在夾層部分澆筑自密實(shí)混凝土，然后將具有耗能減震作用的液體橡膠材料和粒徑在5_?30_碎石粗骨料均勻混合后灌注的到內(nèi)層鋼管里面，采取邊灌注邊加摻入液體橡膠固化劑的方法，每次灌注40cnT60Cm的橡膠混合物后，就要等候一段時(shí)間，防止一次性灌入后碎石粗骨料由于自重全部沉入鋼管的底部，最后在內(nèi)層鋼管的頂部預(yù)留4(T50mm的高度澆筑水泥砂漿。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK104405084SQ201410613142
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】朱紹杰, 時(shí)慶澤, 呂叢叢, 吳楠 申請(qǐng)人:沈陽建筑大學(xué)