專利名稱：混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱的制作方法
技術領域：
本發明是混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，適用于混凝土組合柱結構技術領域。
背景技術：
混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱(或疊合柱)是指在鋼筋混凝土柱的截面中部設置鋼管約束活性粉末混凝土(RPC)的柱，或稱為核心區鋼管活性粉末混凝土組合柱。組合柱的研究與應用已有20多年，它具有突出的優點，有很好的受力性能和顯著的經濟效益，自1995年首次應用于沈陽日報大廈以來，已有30多幢高層建筑采用。《鋼管混凝土疊合柱結構技術規程》頒布實施以來，又出現一些新疊合柱形式，鋼管高強混凝土組合柱就是一種新近提出的組合柱，但研究發現，在較高軸壓比下高強混凝土組合柱的延性并不理想葉列平等對C60高強混凝土組合柱的抗震耗能滯回特性試驗研究后發現，當軸壓比大于等于O. 4時，試件表現為受壓破壞特征，有的試件出現粘結破壞，混凝土大范圍退出工作，抗震性能很差。呂西林等進行了方鋼管混凝土柱抗震試驗，混凝土最高等級為C60，結果證實，當軸壓比較高時，有些試件位移延性系數小于3，延性不理想。清華大學進行的高強混凝土鋼管柱在軸壓、反復彎壓荷載下的試驗結果證實，當柱套箍指標較低且混凝土強度很高時，鋼管柱的延性不理想，原因是核心高強混凝土在構件達到最大抗力后迅速脆性破壞，鋼管壁隨之壓屈使抗力和變形能力迅速下降。
發明內容
本發明的目的在于提供了一種混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，該構件與傳統鋼管混凝土組合柱和鋼管高強混凝土組合柱相比，可顯著提高承載力、變形能力和抗震性能，適用于混凝土組合柱結構技術領域。為實現上述目的，本發明采取了如下技術方案本發明由鋼管、鋼管內的活性粉末混凝土和鋼管外的混凝土組成。所述的鋼管截面形狀為閉合的圓形、橢圓形，或方形、矩形、多邊形。所述的鋼管可以置于混凝土柱截面的中央，也可根據受力要求偏心放置。所述的鋼管外側的混凝土柱體截面的形狀為圓形、橢圓形，或方形、矩形、多邊形。在所述的鋼管外的混凝土內設縱向鋼筋和箍筋。所述的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱可以和剪力墻連接，實現整體澆
Λ-Α-鞏。具體實施步驟如下首先將鋼管安裝到位，澆筑鋼管內的活性粉末混凝土成為鋼管活性粉末混凝土柱，以鋼管活性粉末混凝土柱為樓蓋支柱，施工樓蓋結構，若干層樓蓋施工完成，鋼管活性粉末混凝土柱的軸向壓力達到一定值時，在鋼管外圍搭設縱向鋼筋和箍筋，并澆筑混凝土，即成為凝土內置鋼管活性粉末混凝土疊合柱。
本發明具有 以下優點(I)高強混凝土柱脆性大、抗震性能不足，在相同截面尺寸下，混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱的延性和抗震性能均優于高強混凝土柱；(2)活性粉末混凝土具有很高的強度，加入纖維后變形能力也有很大提高，在鋼管內使用活性粉末混凝土后形成的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱與鋼管高強混凝土組合柱相比，顯著提高了組合柱的承載力和變形能力，特別是顯著提高了柱體的抗震性能，因此該發明適用于大型重載結構和超高層建筑；(3)與高強混凝土柱和鋼管高強混凝土組合柱相比，在相同的承載力要求下，采用混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱可減小柱體截面面積，顯著降低了柱體的自重；(4)與高強混凝土柱和鋼管高強混凝土組合柱相比，在相同的承載力要求下，采用混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱可適當降低柱體中混凝土、鋼筋和鋼管的材料用量;因此，本發明特別適合用于高層、超高層底頂柱、大跨橋梁大墩柱等。
圖I為混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱的正剖切面示意圖；圖2為連接剪力墻的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱的正剖切面示意圖；圖中1、鋼管，2、活性粉末混凝土，3、縱向鋼筋，4、箍筋，5、混凝土，6、混凝土保護層，7、剪力墻上的分布鋼筋。
具體實施例方式實施例I :現結合附圖I對本發明作進一步說明首先制作鋼管I并將其吊裝到位并固定，在鋼管I中澆筑活性粉末混凝土 2，并在鋼管I外布置縱向鋼筋3和箍筋4，鋼筋布置完畢后進行支模并在鋼管I和模板之間澆筑混凝土 5，待養至混凝土 5達到拆模要求時將模板拆除。本實施例中的柱體采用邊長800mm的方柱。鋼管I采用的鋼材型號為Q345，內徑300mm，厚度30mm，鋼管長度為3m。活性粉末混凝土 2的軸心抗壓強度為llOMPa。縱向鋼筋3采用直徑為25mm的HRB400級鋼筋，位于同一邊角處的三根縱向鋼筋3中鋼筋的間距為110mm。箍筋4采用直徑12mm的HPB235級鋼筋，且沿柱體縱向的布置間距為100mm。混凝土 5采用C60混凝土進行澆筑，縱向鋼筋外側的混凝土保護層6的厚度為30mmo實施例2 現結合附圖2對本發明作進一步說明首先制作鋼管I并將其吊裝到位并固定，在鋼管I中澆筑活性粉末混凝土 2，并在鋼管外布置縱向鋼筋3、箍筋4、剪力墻的分布鋼筋7。鋼筋布置完畢后沿柱體和剪力墻外側進行支模并在鋼管I和模板之間澆筑混凝土 5。待養護完畢后將模板拆除。
本實施例中的柱體采用邊長600mm的方柱。鋼管I采用的鋼材型號為Q345，內徑300mm，厚度20mm，鋼管長度為3m。活性粉末混凝土 2的軸心抗壓強度為llOMPa。
縱向鋼筋3采用直徑為20mm的HRB400級鋼筋，位于同一邊角處的三根縱向鋼筋3中鋼筋的間距為90mm。箍筋4采用直徑12mm的HPB235級鋼筋，且沿柱體縱向的布置間距為100mm。混凝土 5采用C60混凝土進行澆筑，縱向鋼筋3外側的混凝土保護層6的厚度為30mmo剪力墻分布鋼筋7中的縱筋采用直徑為16mm的HRB400級鋼筋，橫向鋼筋采用直徑為12mm的HPB235級鋼筋，鋼筋間距均為200mm。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，其特征在于包括鋼管(I)、鋼管(I)內的活性粉末混凝土(2)和鋼管(I)外的混凝土(5)。
2.根據權利要求I所述的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，其特征在于所述的鋼管(I)截面形狀為閉合的圓形、橢圓形，或方形、矩形、多邊形。
3.根據權利要求I或權利要求2任一權利要求所述的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，其特征在于所述的鋼管(I)置于混凝土組合柱截面的中央，或根據受力要求偏心放置。
4.根據權利要求I所述的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，其特征在于所述的鋼管(I)外側的混凝土(5)柱體截面的形狀為圓形、橢圓形，或方形、矩形、多邊形。
5.根據權利要求I所述的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，其特征在于所述的鋼管⑴外的混凝土(5)內設縱向鋼筋(3)和箍筋(4)。
6.根據權利要求I所述的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，其特征在于所述的混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱和剪力墻連接，實現整體澆筑。
全文摘要
本發明提供了一種混凝土內置鋼管活性粉末混凝土組合柱，本發明由鋼管、鋼管內的活性粉末混凝土和鋼管外的混凝土組成。該構件與傳統鋼管混凝土組合柱和鋼管高強混凝土組合柱相比，可顯著提高承載力、變形能力和抗震性能，適用于混凝土組合柱結構技術領域，特別適合用于高層、超高層底頂柱、大跨橋梁大墩柱等。
文檔編號E04C3/34GK102635201SQ201210125759
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月25日 優先權日2012年4月25日
發明者肖銳, 鄧宗才 申請人:北京工業大學