充沙鋼管復(fù)合構(gòu)件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合構(gòu)件的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及充沙鋼管復(fù)合構(gòu)件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)普遍應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中的復(fù)合構(gòu)件為鋼管混凝土復(fù)合構(gòu)件，該構(gòu)件主要通過鋼管約束混凝土側(cè)向變形，從而提高其抗壓承載力?；炷恋目箟簭姸雀撸估芰苋?。而鋼材，特別是型鋼的抗拉能力強，具有良好的彈塑性。而鋼管混凝土在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)⒍叩膬?yōu)點結(jié)合在一起，可使混凝土處于側(cè)向受壓狀態(tài)，其抗壓強度可成倍提高。同時由于混凝土的存在，提高了鋼管的剛度，兩者共同發(fā)揮作用，從而提高了承載能力。
[0003]FRP是一種以高分子環(huán)氧樹脂為基體，玻璃鋼或碳纖維等為增強體，經(jīng)過復(fù)合工藝而制成的復(fù)合材料。優(yōu)點包括輕巧，耐腐蝕，抗老化，絕緣，抗拉強度高。
[0004]FRP現(xiàn)常應(yīng)用于建筑維修和建筑加固，而未曾用于建筑構(gòu)件的制作中，鑒于其良好的力學(xué)性能，以其作為原始建筑原料將是未來新型環(huán)保建筑發(fā)展的一個趨勢。
[0005]鋼管混凝土柱的主要填充材料是混凝土，而生產(chǎn)混凝土必須使用石灰。在生產(chǎn)石灰期間，往往會排出一定量的污染物到大氣中，如粉塵、二氧化硫、氮氧化物、氟化物等。這些污染物對人體有相當(dāng)大的危害，會造成呼吸道感染、肺結(jié)核等一些列疾病；
鋼管混凝土施工需要把混凝土灌入固定鋼管之中，屬于現(xiàn)場現(xiàn)澆施工，施工難度大，施工不方便，耗時也長，需要耗費大量的人力和物力，尤其是水資源，這嚴(yán)重制約著我國缺水地區(qū)的建設(shè)。
[0006]另外，鋼管混凝土外表面易被腐蝕，尤其處于水氣交接及凍融循環(huán)等條件變化頻繁的環(huán)境中，對其力學(xué)性能產(chǎn)生不容忽視的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供充沙鋼管復(fù)合構(gòu)件及其制作方法，以沙子為主要填料，具有將沙變廢為寶制作成建筑構(gòu)件，產(chǎn)生經(jīng)濟效益，大幅度降低了傳統(tǒng)建筑材料對環(huán)境的破壞。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:充沙鋼管復(fù)合構(gòu)件，其中，包括鋼管、設(shè)于鋼管內(nèi)的沙子、用于密封沙子并將其壓緊的密封蓋、設(shè)于沙子與密封蓋之間的橡膠墊。所述的鋼管的管壁外還設(shè)有保護層。
[0009]本發(fā)明中，充沙鋼管復(fù)合構(gòu)件以沙子為主要填料，具有將沙變廢為寶制作成建筑構(gòu)件，產(chǎn)生經(jīng)濟效益，大幅度降低了傳統(tǒng)建筑材料對環(huán)境的破壞。本發(fā)明施工方便，成本低，較傳統(tǒng)技術(shù)需要的人力、物力、時間都有所減少，提高了經(jīng)濟效益。另外，本發(fā)明運用新型FRP材料保護構(gòu)件外部，降低其表面腐蝕程度及抑制裂縫產(chǎn)生，同時也提高了構(gòu)件的抗拉能力。
[0010]進一步的，所述的鋼管為圓筒形薄壁鋼管，鋼管端部有用于與密封蓋連接的斜螺紋。鋼管為預(yù)制薄壁鋼管，荷載條件允許可改用PVC管。
[0011 ]進一步的，所述的鋼管兩端口均安裝有密封蓋，所述密封蓋與所述鋼管之間通過螺紋固定連接。
[0012]橡膠墊置于鋼管內(nèi)，將沙子和密封蓋分隔開來，沙子、橡膠墊、密封蓋三者處于緊密壓實的狀態(tài)。
[0013]進一步的，所述的密封蓋為圓形法蘭凸緣盤，包括呈圓柱狀的主體和設(shè)于主體一端面的環(huán)形凸緣，環(huán)形凸緣的端部設(shè)有與鋼管連接的螺紋。所述的主體上設(shè)有孔洞，孔洞用于安置連接螺栓。
[0014]進一步的，所述的孔洞呈環(huán)狀陣列式設(shè)于主體上。這樣可穩(wěn)定的與連接螺栓固定。
[0015]進一步的，所述的保護層為FRP布，將其粘合在鋼管外側(cè)并覆蓋鋼管。
[0016]單個構(gòu)件制作過程包括以下步驟:
51.在鋼管表面粘合上保護層；
52.在鋼管其中一端安裝一個密封蓋，密封蓋上固定橡膠墊，用螺紋套管連接鋼管和密封蓋；
53.往鋼管里充入沙子；
54.用密封蓋及橡膠墊壓緊鋼管里面的沙子，并用螺紋套管連接密封蓋和鋼管。
[0017]上述是單構(gòu)件的安裝。
[0018]
另外，構(gòu)件間連接如下:
同向構(gòu)件安裝，以連接螺栓固定兩構(gòu)件的密封蓋；
異向構(gòu)件安裝，以連接螺栓固定連接轉(zhuǎn)向密封蓋與鋼板；
所述轉(zhuǎn)向密封蓋呈圓柱狀的螺紋部分和厚片狀的長條連接部分組成，長條連接部分上設(shè)有5個螺栓孔；
所述鋼板為厚鋼板，每個轉(zhuǎn)向連接部位有2塊，分別從兩側(cè)由連接螺栓固定轉(zhuǎn)向密封蓋，荷載條件允許鋼板中心可適當(dāng)挖空。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是:
1、以沙子代替混凝土作鋼復(fù)合構(gòu)件的填充材料，一方面沙子量廣而足，成本低廉;另一方面能夠減少生產(chǎn)混凝土過程中產(chǎn)生的污染，符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和建設(shè)資源節(jié)約型社會的號召。
[0020]2、從受力角度，沙子較混凝土輕質(zhì)，鋼管也采用薄壁鋼管，整體較傳統(tǒng)的鋼管混凝土構(gòu)件要輕便，能有效減少地震效應(yīng)的影響;本發(fā)明利用了新型FRP材料，其具有良好的抗拉性能，能避免構(gòu)件失穩(wěn);另本發(fā)明安裝有橡膠隔震墊，抗震性能亦較傳統(tǒng)鋼管混凝土有所提尚Ο
[0021]3、本發(fā)明可以預(yù)制件的形式批量生產(chǎn)，從而免去現(xiàn)澆混凝土的過程，能縮短施工時間，節(jié)約人力、物力。
[0022]4、本發(fā)明以FRP布作為鋼管保護層，有效地克服了鋼材容易被腐蝕這一特點，提高了構(gòu)件的時效性。
[0023]5、本發(fā)明為一新型充沙鋼管復(fù)合構(gòu)件，主要用于承受單向軸向荷載。當(dāng)構(gòu)件受壓時，鋼管、沙起主要承壓作用；當(dāng)構(gòu)件受拉時，鋼管、FRP布起抗拉作用，此時可不充沙。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為本發(fā)明壓緊密封蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明轉(zhuǎn)向密封蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明橫切面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明同向構(gòu)件連接示意圖；
圖6為本發(fā)明異向構(gòu)件連接示意圖。
【具體實施方式】