[发明专利]一种薄壁钢管约束竹构件的制作方法

说明书

一种薄壁钢管约束竹构件的制作方法，通过对恒定截面竹材段与楔形端头对接形成核心竹材、安装顶管、放置薄壁钢管、安装变截面套管、嵌入核心竹材、下压千斤顶、拆除变截面套管和顶管、构件打磨，形成一种薄壁钢管约束竹构件，核心竹材由恒定截面竹材段和楔形端头组成，楔形端头、薄壁钢管、变截面套管和顶管能够反复利用。本发明通过变截面套管和薄壁钢管的搭接，以及核心竹材的楔形端头的设置，实现在薄壁钢管内部压入横截面尺寸略大于薄壁钢管内径的核心竹材。本发明能够有效提高单一竹材在使用过程中的承载能力和变形能力，同时钢管的存在也避免了核心竹材的脆性破坏模式，能够广泛应用于土木工程领域梁、柱等构件。

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体涉及一种组合构件的制作方法，尤其是一种薄壁钢管约束竹构件的制作方法。

背景技术

目前，我国大部分建筑结构采用砖混结构和钢筋混凝土结构，需要使用大量的粘土制品、水泥和钢材，这些建筑材料存在能耗高、污染大、废弃后难以降解，保温隔热性能差，抗震性能差等缺陷。在当前发展低碳经济的大环境下，绿色、生态、环保的新型建筑结构材料是土木工程科技发展的必然方向。竹材是当前绿色环保材料的品种之一，研究表明，竹结构具有绿色、生态、环保、低碳等优点，竹结构体系的发展具有重要意义。

竹质工程材料，如重组竹、竹材集成材、竹材层积材、竹帘胶合板等作为新型材料，被广泛用于人行桥、安居房、景观建筑等，且多作为受压构件用于结构柱、桥墩等竖向受力构件，研究表明，竹质工程材料的受压破坏模式表现为压屈破坏、减压破坏和劈裂破坏的脆性破坏，从而整个结构失去承载能力，由于普通竹材缺乏侧向约束，竹材优异的抗压性能往往得不到有效发挥。

钢管约束混凝土结构研究历史悠久，技术成熟，钢管对核心混凝土能够提供持续的环向约束力，使混凝土处于三向受压状态，提高其承载能力和变形能力，避免混凝土的脆性破坏，核心混凝土的存在也避免了钢管的内向屈曲，但混凝土存在自重大、能耗高等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄壁钢管约束竹构件的制作方法，原理简单，易操作，核心竹材的楔形端头辅助下压，变截面套管和顶管可以反复拆装利用，且根据薄壁钢管和核心竹材的横截面形式可以更换配套的变截面套管和顶管，适用范围广，易于标准化、定型化，实现构件的工厂预制生产，提高生产效率，且压入的核心竹材能够主动受到薄壁钢管提供持续的环向约束力，提高了生产构件的承载能力和变形能力。

本发明的技术方案为：一种薄壁钢管约束竹构件的制作方法，通过对恒定截面竹材段与楔形端头对接形成核心竹材、安装顶管、放置薄壁钢管、安装变截面套管、嵌入核心竹材、下压千斤顶、拆除变截面套管和顶管、构件打磨，形成一种薄壁钢管约束竹构件，所述的静压装置由基座和千斤顶组成，核心竹材由恒定截面竹材段和楔形端头组成，楔形端头、薄壁钢管、变截面套管和顶管能够反复利用，其具体步骤如下：

A.准备工作：选择满足设计要求的薄壁钢管和核心竹材，且核心竹材的恒定截面竹材段的长度等于薄壁钢管的长度，核心竹材的截面尺寸大于薄壁钢管的内腔截面尺寸0.1～1.0mm，并对薄壁钢管的内外表面进行除锈处理，对核心竹材的外表面清洁干净。

B.对接形成核心竹材：对恒定截面竹材段与楔形端头对接形成核心竹材，楔形端头的截面沿着长度均匀变化，呈一端大一端小，较大一端的截面形状与尺寸与恒定截面竹材段的截面形状与尺寸相同，较小一端的截面尺寸小于薄壁钢管的截面尺寸。

C.安装顶管：将顶管安装在静压装置的基座上，保证顶管的中心线和千斤顶的中心线在同一直线上，所述的顶管的内腔截面尺寸大于等于薄壁钢管的内腔截面尺寸，顶管的高度大于等于核心竹材的楔形端头的长度。

D.放置薄壁钢管：将薄壁钢管置于顶管的端部，两者中心线保持在同一直线上。

E.安装变截面套管：在薄壁钢管的上部安装变截面套管，安装时两者的端部对齐，两者的中心线保持一致。