[发明专利]型钢翼缘削弱再生混凝土抗震耗能组合柱及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构构件，尤其是一种型钢翼缘削弱再生混凝土抗震耗能组合柱。

背景技术

型钢混凝土结构是钢-混凝土组合结构的一种主要形式，由于具有承载力高、刚度大、抗震性能好且节约钢材、降低工程造价等特点，已越来越被广泛应用到大跨度结构和地震区的高层以及超高层建筑中。

随着中国城市化的进展，建筑垃圾(废弃物)的问题逐渐被重视。如采取简单的堆放方式处理，每年新增建筑垃圾处理将占地至少1.5亿平方米。再生混凝土作为一种新材料则能很好地解决这个问题。

型钢混凝土结构中的配钢率可比普通的钢筋混凝土结构中的配钢率大的很多，因此可以在有限的截面面积中配置较多的钢材，所以型钢混凝土构件的承载力可以提高很多。对于一般的型钢混凝土柱在受地震荷载作用破坏时，首先是柱头和柱脚先破坏，而此时柱中间区域弯矩还未达到截面最大抵抗弯矩，因此只有柱头和柱脚破坏耗能，其他区域不耗能，耗能能力有限，材料力学性能发挥不充分。

发明内容

发明目的：提供一种型钢翼缘削弱再生混凝土抗震耗能组合柱，以解决现有技术存在的上述问题。进一步提供上述型钢翼缘削弱再生混凝土抗震耗能组合柱的制作方法。

技术方案：一种型钢翼缘削弱再生混凝土抗震耗能组合柱，包括型钢腹板、与所述型钢腹板平行设置的纵筋、沿所述纵筋长度方向设置的箍筋和填充于其间的混凝土；位于组合柱中间区域的型钢腹板削弱翼缘，所述混凝土为再生骨料混凝土，废混凝土骨料的替代率为45～55％。

在进一步的实施例中，所述再生骨料混凝土包括如下重量比的各组分：水：水泥：砂：废弃砖块：废弃混凝土块＝1:(2～2.5):(2～2.5):(1～1.2):(4.8～5.5)。

在进一步的实施例中，所述再生骨料混凝土包括如下重量比的各组分，水：水泥：砂：废弃砖块：废弃混凝土块＝1:2.27:2.27:1.04:5.21。

制作上述型钢翼缘削弱再生混凝土抗震耗能组合柱的方法，

步骤1：根据设计要求将柱型钢中间区域的翼缘削弱，预制好型钢柱，现场吊装；

步骤2：设置纵筋并绑扎箍筋，

步骤3：型钢混凝土柱模板支模，浇注混凝土，振捣。

有益效果：首先，柱中间区域型钢翼缘削弱能够充分发挥柱的性能，在地震荷载作用下有较好的刚度和延性，提高了柱构件的耗能能力和结构的安全性；其次，柱中间区域型钢翼缘削弱有效地提高了柱混凝土浇筑密实，有助于提高施工质量；最后，在进一步的实施例中，还具有以下优点：型钢可以提前在工厂预制好，现场吊装，提高施工效率，节省施工时间；型钢柱可以作为支撑构件承受上部施工荷载，减少脚手架的使用；节约钢材，充分发挥钢材的性能；再生混凝土中废弃混凝土粗骨料的使用可以回收建筑垃圾，变废为宝，节约资源，保护环境。

附图说明

图1是本发明型钢翼缘削弱的抗震耗能组合柱构件的结构示意图。

图2是本发明型钢翼缘削弱的抗震耗能组合柱构件的主视图。

图3是本发明型钢翼缘削弱的抗震耗能组合柱构件的侧视图。

具体实施方式

结合图1至图3详细描述本发明的主要内容。具体如图1和图2所示，本实施例型钢翼缘削弱再生混凝土抗震耗能组合柱包括型钢腹板2、与所述型钢腹板平行设置的纵筋3、沿所述纵筋长度方向设置的箍筋4和填充于其间的混凝土；位于组合柱中间区域的型钢腹板1削弱翼缘，所述混凝土为再生骨料混凝土，废混凝土骨料的替代率为45～55％。在本申请中，替代率指体积替代率。

从图1、图2或图3中可见：型钢腹板的中间区域削弱翼缘，因此在受力损坏时，中间区域弯折耗能，从而充分发挥型钢腹板的性能。同时，中间区域型钢翼缘削弱能够有效地提高混凝土浇筑密实度，从而提高施工质量。

进一步的实施例中，申请人对再生骨料混凝土的配比进行了优化，较为优选的配比范围是水：水泥：砂：废弃砖块：废弃混凝土块＝1:(2～2.5):(2～2.5):(1～1.2):(4.8～5.5)。

以强度等级为C35、再生骨料的替代率为50％的混凝土为例：

实施例1各组分的重量比为，水：水泥：砂：废弃砖块：废弃混凝土块＝1:2.27:2.27:1.04:5.21。采用标准方法进行检测，实验数据如下：塌落度180，和易性优异，7天抗压强度28.5MPa，28天抗压强度43.5MPa。

实施例1的具体过程如下：本发明根据以下公式按照C35等级混凝土进行配合比计算