[发明专利]异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土构件，特别是涉及一种用于土木工程中的异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱，是一种新型的钢管混凝土组合柱。

背景技术

目前，作为框架结构的主要构件的框架柱一般为普通的钢筋混凝土柱。但由于无法解决由于框架柱的截面尺寸往往大于墙体的厚度，在使用时，室内会出现柱子部分突出墙体的现象，从而影响了室内的空间和使用。

为了解决这一问题，出现了钢筋混凝土异形柱的结构形式。对于钢筋混凝土异型柱结构，主要有T、L、十字形，国内外的学者进行了广泛、深入的研究。其理论基本形成，天津、沈阳、广东、山西等省市已经完成的地方规程的编写，并指导于工程实践，建筑面积达数以千万平方米。

但是，在研究中也发现：钢筋混凝土异形柱的延性比普通矩形柱的差。异形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下，各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。

为了解决这个问题，许多专家曾提出过许多建议和方案。如本人曾申请过专利：钢管混凝土异形柱、异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱、一种钢骨-钢管混凝土芯柱及其制作方法等。

这些技术虽然能在一定程度上解决这个问题，但是还不很完善，尤其是混凝土的用料，不利于环保和节能。

多年来，在煤矿生产过程中，产生了很多煤矸石。煤矸石综合利用是资源综合利用的重要方面，是我国能源结构的必然选择，也是实施可持续发展战略的重要措施之一。“十二五”期间《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年计划的建议》指出：坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。深入贯彻节约资源和保护环境基本国策，节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化。

而煤矸石的综合利用的主要方面就是生产建筑材料，包括生产轻骨料、建筑制品等。目前，关于钢-煤矸石混凝土这种绿色组合结构的研究，方兴未艾。但涉及本发明的研究尚属空白。

因此，课题组设想，将煤矸石作为混凝土的骨料，用于建筑中，并形成异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱，不失为一个好办法。

发明内容

本发明的目的是提供一种异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱，充分利用废弃煤矸石，做到废物利用，节约能源、绿色环保通。

本发明通过以下技术方案实现的：异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱由圆钢管、钢筋和煤矸石混凝土组成，并通过煤矸石混凝土而组成一个整体，混凝土芯柱的截面形式为T、L、十字形，其特征在于：异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱的钢管内填充煤矸石混凝土或混凝土，而且钢管外侧填充煤矸石混凝土，混凝土中含有充当骨料的煤矸石碎块。

混凝土中充当骨料的煤矸石碎块，粒径在5mm～30mm的煤矸石碎块作为煤矸石混凝土中的粗骨料。按照每立方米煤矸石混凝土体积，粗骨料煤矸石重量200kg～1400kg，水泥400 kg～600 kg，水150 kg～300 kg，细砂150kg～1500kg的比例进行充分搅拌。

本发明的优点与效果是：

1.充分利用废弃的煤矸石，做到废物利用，节约能源、绿色环保；

2.钢管位于纵横方向混凝土交叉部位的内部，可以耐火、耐腐蚀；

3.可以先浇注钢管内部的混凝土，后浇注钢管外测的混凝土，从而形成叠合柱；

4.由于钢管的存在改善了柱的延性，提高了柱的承载力，利于地震区抗震设计。

附图说明

图1是截面为“十”字形结构的异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱示意图。

图2是截面为“L”字形结构的异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱示意图。

图3是截面为“T”字形结构的异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱示意图。

由圆钢管、钢筋和煤矸石混凝土组成，其中煤矸石混凝土位于钢管内，钢管位于纵横方向的钢筋煤矸石混凝土内。图中1为钢管，2为钢筋玻璃混凝土，3 为混凝土。

具体实施方式

异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱由圆钢管、钢筋和煤矸石混凝土组成，并通过煤矸石混凝土而组成一个整体，混凝土芯柱的截面形式为T、L、十字形，其特征在于：异形截面钢管煤矸石混凝土芯柱的钢管内填充煤矸石混凝土或混凝土，而且钢管外侧填充煤矸石混凝土，混凝土中含有充当骨料的煤矸石碎块。