專利名稱：中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件的制作方法
技術領域：
本實用新型是中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，尤其適用于輕質、高強的鋼管混凝土結構技術領域。
背景技術：
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,簡寫為RPC)，又稱超高性能混凝土 (Ultra High Performance Concrete，簡寫為UHPC)，由于其制備、施工工藝的不同，使其力學性能和變形能力都區(qū)別于普通混凝土和高強混凝土，包括無粗骨料，最大限度地減小缺陷尺寸；摻加鋼纖維，增加韌性；使用高效減水劑，降低水膠比和孔隙率；高溫養(yǎng)護，促進膠凝材料的水化反應。因此，與普通混凝土和高強混凝土相比，有超高強度、高韌性、高耐久性和體積穩(wěn)定性優(yōu)良的優(yōu)點，適用于對結構有高強、輕質要求的工程領域。但是，未加鋼纖維的活性粉末混凝土變形性能較差，脆性大，破壞時幾乎沒有征兆，摻入鋼纖維雖有一定的阻裂性能，增加材料韌性，并可使活性粉末混凝土呈現(xiàn)一定的塑性，但效果有限，同時摻入鋼纖維也降低了活性粉末混凝土的和易性。鋼管活性粉末混凝土組合構件，簡稱鋼管活性粉末混凝土或鋼管RPC，繼承了活性粉末混凝土和傳統(tǒng)鋼管混凝土性能上的各項優(yōu)點構件的延性大大提高，有效地克服了活性粉末混凝土脆性大和破壞時無明顯征兆的問題；在受壓過程中，由于鋼管對活性粉末混凝土的環(huán)向約束作用，使構件的承載力大于活性粉末混凝土和鋼管承載力的簡單相加，提高了活性粉末混凝土的抗壓強度和柱體的承載能力；免支模，施工方便、耐火性能良好。但鋼管活性粉末混凝土仍存在以下幾個問題活性粉末混凝土對養(yǎng)護要求較高， 過厚的活性粉末混凝土不利于養(yǎng)護；鋼管活性粉末混凝土承載力的提高減少了對橫截面積的需求，在某些情況下需要提高抗彎剛度以增加其穩(wěn)定性；活性粉末混凝土用量多，造價尚ο中空夾層鋼管混凝土組合構件，也稱中空夾層鋼管混凝土或雙鋼管混凝土構件， 除繼承了傳統(tǒng)的鋼管混凝土組合構件的優(yōu)點，還具有抗彎剛度大，自重輕、抗震性能好等優(yōu)點，但由于采用了普通混凝土和高強混凝土，該構件形式的輕質、高強性能還有待進一步提
尚ο

實用新型內容本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有活性粉末混凝土構件的上述缺陷，提供了一種中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，該組合構件提高了活性粉末混凝土的抗壓強度和承載能力，減小了構件的變形，提高了延性，減小了構件的徐變；與鋼管活性粉末混凝土組合構件相比，利于活性粉末混凝土的養(yǎng)護，節(jié)省活性粉末混凝土材料用量，提高抗彎剛度和其穩(wěn)定性，減輕構件的自重，提高抗震性能，并降低造價。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。本實用新型包括包括內鋼管，外鋼管和澆筑在內鋼管和外鋼管之間的活性粉末混凝土。[0008]所述的內鋼管和外鋼管縱向中心軸線重合或平行。所述的活性粉末混凝土為摻入鋼纖維或不摻入鋼纖維的活性粉末混凝土。所述的內鋼管和外鋼管均為直管或彎管。所述的內鋼管和外鋼管沿長度方向是等截面或變截面。本實用新型的制作步驟如下1)對內鋼管/外鋼管進行選型；2)將內鋼管套入外鋼管并封固內外鋼管的同一端；3)將活性粉末混凝土澆筑于內鋼管與外鋼管之間，并進行養(yǎng)護。中空夾層鋼管活性粉末混凝土繼承并整合了鋼管活性粉末混凝土和中空夾層鋼管混凝土的優(yōu)點，更利于活性粉末混凝土材料的工程應用，主要有以下優(yōu)點延性效果和鋼管活性粉末混凝土相似，有效地克服了活性粉末混凝土脆性過大和破壞時無明顯征兆的問題；在受壓過程中，由于鋼管對活性粉末混凝土的環(huán)向約束作用，使構件的承載力大于活性粉末混凝土和鋼管承載力的簡單相加；鋼管活性粉末混凝土承載力的提高減少了對橫截面積的需求，中空夾層鋼管活性粉末混凝土提高了抗彎剛度以增加其穩(wěn)定性；外鋼管尺寸不變的情況下，通過合理的設計，可在保證承載力不降低的保持力學性能，有利于減輕構件的自重，提高抗震性能；活性粉末混凝土對養(yǎng)護要求較高，中空夾層鋼管活性粉末混凝土減小了活性粉末混凝土的厚度，更利于活性粉末混凝土的養(yǎng)護；活性粉末混凝土和鋼材價格較高，中空夾層鋼管活性粉末混凝土通過活性粉末混凝土和鋼材的合理搭配，增加了材料的利用率，有利于控制造價。免支模，施工方便、耐火性能好。

圖1為圓形內鋼管/外鋼管橫截面示意圖圖2為方形內鋼管/外鋼管橫截面示意圖圖3為矩形內鋼管/外鋼管橫截面示意圖圖4為橢圓內鋼管/外鋼管橫截面示意圖圖5為八邊形內鋼管/外鋼管橫截面示意圖；圖6為內鋼管外鋼管均為圓形截面的軸心對稱中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面示意圖；圖7為內鋼管為圓形截面，外鋼管為八邊形截面的軸心對稱中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面示意圖；圖8為內鋼管為圓形截面，外鋼管為方形截面的軸心對稱中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面示意圖；圖9為內鋼管外鋼管均為圓形截面的偏心中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面示意圖；圖10為中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合直柱縱向剖面圖；[0034]圖11為中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合彎柱縱向剖面圖；圖12為變截面中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱縱向剖面圖；圖中1a、內鋼管，lb、外鋼管，2、活性粉末混凝土。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明首先內鋼管Ia和外鋼管Ib進行選型，內鋼管Ia內無填充物。將內鋼管Ia同軸套入外鋼管Ib并封固內鋼管Ia和外鋼管Ib的同一端，將活性粉末混凝土 2澆筑于內鋼管 Ia和外鋼管Ib之間，并進行養(yǎng)護。內鋼管Ia和外鋼管Ib可用的典型截面形式如圖1 圖5所示，包括圓形、方形、 矩形、橢圓形、多邊形，內鋼管Ia和外鋼管Ib可以在這些截面形式中進行任意搭配，內鋼管 Ia的外徑要小于外鋼管Ib的內徑。內鋼管Ia和外鋼管Ib的搭配應考慮活性粉末混凝土 2的養(yǎng)護要求，在中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面上活性粉末混凝土 2厚度較厚的情況下應優(yōu)先選用活性粉末混凝土 2厚度均勻的截面形式，以內鋼管Ia為圓形鋼管的圖6 圖8為例，在中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面上，活性粉末混凝土 2的不均勻性依次增強。一般應采用軸心對稱的中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面，在特殊情況下，如大偏心受壓可考慮采用偏心中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱橫截面，如圖9所示，并可通過在活性粉末混凝土 2厚度較薄的受拉區(qū)配置一定數(shù)量的縱向鋼筋提高構件的抗拉性能。中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合柱可以是直柱，如圖10所示，也可以是彎柱， 如圖11所示；橫截面在構件縱向分布可以是等截面，如圖10、圖11所示，也可以是變截面， 如圖12所示，應根據(jù)實際受力情況靈活選用?；钚苑勰┗炷?2可以加鋼纖維，也可以不加鋼纖維，在不加鋼纖維的情況下，構件承載力略為下降，其它性能如延性性能仍有保證，同時活性粉末混凝土的和易性提高，更易于制備。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)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(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，其特征在于包括內鋼管(la)，外鋼管(Ib)和澆筑在內鋼管(Ia)和外鋼管之間的活性粉末混凝土 O)。
2.根據(jù)權利要求1所述的中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，其特征在于所述的內鋼管(Ia)和外鋼管(Ib)縱向中心軸線重合或平行。
3.根據(jù)權利要求1所述的中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，其特征在于所述的內鋼管(Ia)和外鋼管(Ib)均為直管。
4.根據(jù)權利要求1所述的中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，其特征在于所述的內鋼管(Ia)和外鋼管(Ib)均為彎管。
5.根據(jù)權利要求1所述的中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，其特征在于所述的內鋼管(Ia)和外鋼管(Ib)沿長度方向是等截面。
6.根據(jù)權利要求1所述的中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，其特征在于所述的內鋼管(Ia)和外鋼管(Ib)沿長度方向是變截面。
專利摘要本實用新型是中空夾層鋼管活性粉末混凝土組合構件，尤其適用于輕質、高強的鋼管混凝土結構技術領域。本實用新型包括內外兩層鋼管和填充在兩鋼管之間的活性粉末混凝土，內鋼管和外鋼管同軸放置。該組合構件提高了活性粉末混凝土的抗壓強度和承載能力，減小了構件的變形，提高了延性，減小了構件的徐變；與鋼管活性粉末混凝土組合構件相比，利于活性粉末混凝土的養(yǎng)護，節(jié)省活性粉末混凝土材料用量，提高抗彎剛度和其穩(wěn)定性，減輕構件的自重，提高抗震性能，并降低造價。
文檔編號E04B1/30GK202039455SQ201020607988
公開日2011年11月16日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權日2010年11月12日
發(fā)明者肖銳, 鄧宗才, 郭俊平 申請人:北京工業(yè)大學