[发明专利]一种T形肋板加劲的方钢管再生混凝土组合异形柱及作法

说明书

本发明公开了一种T形肋板加劲的方钢管再生混凝土组合异形柱及作法，其中，异形柱包括组合方钢管、T形肋板和再生混凝土；所述组合方钢管为按照异形柱截面形状并将各个方钢管通过角焊缝焊接形成，且在焊接组装方钢管时，相邻两方钢管壁完全重合，并在一面方钢管壁上开设孔洞，所述T形肋板由两块等尺寸的钢板对中焊接而成，所述再生混凝土填充于组合方钢管腔内部。在上述方案中，各个方钢管相互形成支撑作用，T形肋板能够提高方钢管再生混凝土组合异形柱的稳定性和承载力，增强对再生混凝土的约束作用，促进建筑垃圾循环利用的幅度，且有效地节约钢材；同时，上述方案可实现工厂化加工制作，能有效减少工期，提高工程质量，节约工程成本。

技术领域

本发明是一种T形肋板加劲的方钢管再生混凝土组合异形柱，属于土木工程的组合结构技术领域，主要应用于建筑结构中的高层及超高层高层建筑。

背景技术

随着城镇化建设的日益加快，城市将需要容纳更多的人口，同时人们对于居住条件的要求也不断提高。因此，城市的房屋定会面临大量的拆迁、扩建以及新建，这将刺激建筑行业更快的发展。在建筑行业发展的同时，也使得建筑垃圾不断地产生，进而严重影响到环境的保护。目前，我国对于建筑垃圾的处理方式仍处在相对粗放的填埋及堆放阶段。这种处理方法具有严重的弊端，一是填埋建筑垃圾不单单浪费土地资源，还将破坏土壤结构，造成地表沉降；二是建筑垃圾经过雨水浸泡，建筑垃圾中的一些有害有毒物质流入河流和土壤中，造成水质和土壤的污染；三是，建筑垃圾的堆放还会给来往的行人造成障碍和增加不安全隐患。

目前，学者们提出了再生混凝土技术，并发现其不但可以减少人为排放，降低能耗，还能有效管理建筑垃圾，是实现环境保护和资源永续的一个有效方法。然而，相比普通混凝土，再生混凝土具有强度低，吸水率大等先天缺陷，这严重阻碍了其在实际工程中的应用。

传统结构柱的截面形状一般为矩形或者圆形，这种结构柱虽然承载力达到了规定标准，但其截面尺寸相对较大，有的甚至突出墙体，影响了居室的美观。面对这种情况，钢管混凝土组合异形柱在满足承载力需求的同时，具有较小的截面尺寸，能达到节省室内空间和美化居室的双重作用效果。钢管混凝土组合异形柱不但能充分发挥钢管混凝土结构承载力高、抗震性好等优势，还具有灵活多样的截面形式和尺寸，可以良好的匹配建筑平面设计。钢管混凝土建筑中的角柱、边柱和中柱可分别采用截面形状为L形、T形和十字形的钢管混凝土组合异形柱，以满足相应部位的使用需求，还可根据不同的需要组合出新的截面形式，方便施工。为改善再生混凝土的性能缺陷，将再生混凝土灌入钢管组合异形柱中，可形成钢管再生混凝土组合异形柱。再生混凝土处于钢管内部，可免受外部高/低温、腐蚀雨水与气体、撞击等不良因素的侵蚀，且外部钢管的约束作用可显著改善再生混凝土力学性能，从而促进了再生混凝土的应用和推广。

方钢管再生混凝土组合异形柱结构可实现工厂化生产，现场安装，减少了现场湿作业，具有绿色、节能、环保等特点，逐渐成为人们公认的绿色节能建筑。然而，方钢管混凝土组合异形柱受到荷载作用时，方钢管侧面容易发生屈曲，方钢管与混凝土易发生剥离或产生局部失稳，进而导致方钢管混凝土异形柱承载力的下降，这是因为外部方钢管对核心混凝土约束力不足造成的。在现阶段实际应用中，为了弥补方钢管对核心混凝土约束能力不足的缺陷，主要采用在方钢管内壁焊接栓钉或矩形肋板等构造措施，劳动量大且效果并不理想。

发明内容

为了促进建筑垃圾的高效循环利用，以及克服现有方钢管约束混凝土技术的不足，本发明提供一种T形肋板加劲的方钢管再生混凝土组合异形柱及其制作方法，其结构简单、受力性能优越、利于建筑空间布置，而且还具有焊接简单、成型准确、现场施工方便、利于提高工作效率和工程质量的特点。与此同时，通过外部钢管的良好约束，能有效改善再生混凝土力学性能，提高再生混凝土的循环利用幅度。

本发明要解决的技术问题是提供一种承载力高、整体性强且稳定性好的带有T形肋板加劲的方钢管再生混凝土组合异形柱。