T字型高效高強度螺紋鋼筋及其使用方法
【專利摘要】T字型高效高強度螺紋鋼筋及其使用方法。指鋼筋的橫截面為T字型結構的各類各種規格的螺紋鋼筋的系列產品。它是一種高效能高強度高力學性能的螺紋鋼筋。它具有比相同截面積的圓螺紋鋼筋表面面積可多增加或可多增加到50％以上的技術特征，它在一定方向上的承受力的強度也可多增加或可多增加到1.5倍以上的技術特征。T字型螺紋鋼筋，它同時具有表面面積更大和高強度的方向性的承受能力。它特別符合鋼筋混凝土澆筑對鋼筋要求高強度表面面積大凝結更堅固的技術宗旨。非常適合現代建筑的鋼筋混凝土的澆筑工程。這就為我們建造能抗擊大地震的安居住宅奠定了基礎。如果我們遵循它的力學性方向性原則使用它，就能建造出千年不倒的高樓大廈來。
【專利說明】T字型高效高強度螺紋鋼筋及其使用方法
【技術領域】
[0001]我國經濟社會的快速發展，有力地推動了城鎮化的進程。城鎮化的大發展更加促進了房地市場的強勁走勢。城市和農村到處都在進行著史無前例的大規模的建房蓋樓的建筑建設。農村到處都是新房新樓，城鎮更是高樓林立，高聳入云，而且是越來越高。人們不禁要問？這些高大的樓房究竟有多結實？它又能經得住多大地震的沖擊呢？地震和地質災害是不可避免的。事關重大，事關人民的生命財產的安全，事關子孫后代的安危。豈可小看，不是兒戲。要蓋好房，要建好樓，鋼筋、水泥、沙、石是構建現代化建筑的最重要、最基礎、最根本的組成部分。鋼筋，鋼材更是重中之重。怎樣才能使鋼筋，鋼材更有力，更結實，才是根本問題。這個問題經常浮現在我的腦海里，印記在我的心靈中，使我日夜探研著這個難題。要給普通鋼筋來個力學處理。進行力學加工，建立強大的高力學強度的力學鋼筋體系。
【背景技術】
[0002]要想房子不倒柱子是關鍵，柱子不倒屋子就不會倒，屋子就塌不了。要想柱子不搖不倒鋼筋是關鍵。為了要建好房子，為了要建像鋼鐵一樣鑄就的高樓大廈，讓老百姓住上防震的不倒的放心的好住宅。我們不妨先學學大樹，我看未嘗不可。那高聳入云的大白楊，那歷經幾百年的大古槐，甚至還有那些長年駐守在風口浪尖上的高山巖石之松柏。它們曾經歷百年滄桑，風雨吹不倒它，地震搖不倒它，為什么？難道它比我們高樓大廈的鋼筋水泥還硬嗎？大樹也有它自己生存的自然規律和法則以及高深的力學原理。越是高大粗壯的大樹它的枝葉就越多越繁茂，它承受的壓力和搖晃力就越大，它的根就會扎的更深，根系更多。甚至為了使自己在狂風暴雨中更加堅挺不倒犧牲了自己圓美的身材把大樹根長出了地面，并在樹身的周圍長起了縷縷突起的大樹筋。這又很像我們蓋房建樓，樓越高根基就會挖的更深，樓基座就會更寬，這就是人類在建筑上的仿生學原理。當然也蘊含了一些力學的道理，至于樹身下面長起了很多樹根樹筋，也是為了使自己堅挺不倒對自身的加固保護，也像人們為了使房子或一堵墻不倒壘上的斜臺支柱或頂上的斜木支柱一樣。使人受到很大啟示。怎么樣才能使房柱,樓柱也想大樹一樣堅挺不倒呢？
[0003] 首先應該對柱體的受力情況進行分析，柱體一般要受到來自不同方向的兩種力的作用，一個是重力，也叫承重，支撐力，它是垂直向下的，它們承載著自身的重量和柱體上的整個樓體的重量。是一個靜止的，一般情況下，是不會超負荷的，也是相對比較安全的?’另一個就是來自四面八方的水平方向方面的沖擊力，例如刮大風、臺風、大地震，使大地樓體晃動，這不是靜止的重力承受，這時樓上面的重量就變成了，左右、南北和其他方向上的晃動力、搖擺力，前后左右的沖擊力，它的晃動、擺動使整個樓體就像一個杠桿撬動著樓基座，扭曲著樓體，這個力是十分巨大的，是威脅和破壞柱體樓房的主要因素的力。它是一個運動的，是具有很大動能的。怎樣才能解決這個危害柱體和樓房的隱患呢？增加鋼筋的根數，增加鋼筋的尺寸(即用較粗的鋼筋)，這當然是可以的。這是個常規的方法，但不是個經濟的科學的方法。要科學的經濟的解決這個問題，還需要了解這個破壞力量大的力的方向問題以及鋼筋與混凝土的結合凝固的問題。力是有三要素的，力的大小，方向和作用點，力的方向問題和作用點問題，我們可以從大樹根突起和大樹筋的籠起得以啟示，當然我們也不會讓鋼筋露在柱體樓體的外面，也不會機械的套用，因為鋼筋與混凝土之間有個結合的問題，它不像大樹樹身和樹筋是一體的那樣。我們要用水平方向應力強的鋼筋，另外還要采用與混凝土結合的特別結實堅固的鋼筋，因為鋼筋與混凝土結合的結實不結實跟鋼筋表面面積的大小是成正比例的關系。鋼筋的表面面積越大，它的接觸結合的面積就越大，越結實，越堅固。柱體和樓體的一致性、一體性、整體性就會越大，柱體就會更有力，更結實，更堅固。所以我們在采用螺紋鋼筋的基礎上，還應該采用表面面積更大的鋼筋來制造螺紋鋼筋。
[0004]我想先給物體分分類吧；在正體中，如果在表面面積相等的物體中，正圓體(球
體)是唯--個體積最大的物體；如果在體積相等的物體中，球體是唯--個表面積最小
的物體，球體又是一個在整個空間(三維空間)任何方向、任何一點上承受力都相等的唯一一個物體。它是真正的天下第一，它真的很美呀！其居第二的就是正方體，如果它和球體的體積相等，它的表面積就會增加很多，表面面積的增加使它在整個正方體上的承受力的大小發生了變化。它在六個平面上的承受力是相等的，也是較小的，它在十二條棱上的承受力也是相等的，也是較大的。它在八個棱角(項角)上的承受力也是相等的，也是最大的。如果用體積相等的正方體和長方體作比較，長方體又比正方體的表面面積最少增加了六分之一，表面面積也增加了很多，它承受力的大小的方向性就更強了。與我們建筑鋼材最有關的還是長體(圓柱體、橢圓柱體、長方體、三棱、四、五、六……)如果它們的體積長度都相等，表面面積最小的就是圓柱體，如果表面面積和長度都相等，圓柱體也長體中體積最大的唯一的一個，它是長體中的天下第一，如果把圓柱體在垂直方向上與水平方向垂直放置，它在水平方向上的任何一個水平面的任何一個方向上的任何一點的承受力都是相等，它雖然不是所有形狀物體中的第一，但它卻是所有長物體中的第一，它真的也很美呀！所以它也一直統治著鋼材市場，統治著建筑鋼材市場，美是美呀，但它在大地震面前就顯得有點力不從心了，它的力度不夠， 它在抗擊大地震的方向上的強度不夠。物各有其用，形各有其美，亦各有其用也。鋼材市場也應該百花齊放，百家爭鳴，特別是建筑鋼材市場，更應該推陳出新，不斷地滿足高層建筑的需要，滿足抗震安全住宅的需求。我們已經介紹過橢圓型高效高強度螺紋鋼筋及其使用方法，橢菱紋高效高強度螺紋鋼筋及其使用方法，扁圓型(扁橢型)高效高強度螺紋鋼筋及其使用方法，現介紹一種T字型高效高強度螺紋鋼筋及其使用方法。今后還將陸續介紹十字型、工字型以及雙橢組合型高效高強度螺紋鋼筋制造方法和使用方法。它們都是截面周長更長，表面面積更大的方向性功能更強大的非常適合現代混凝土建筑的螺紋鋼筋。我們先這樣試想一下吧！如果你把一根柱體的鋼筋架子綁好或者把整層樓房的鋼筋架子都綁好了，不給它澆筑水泥、砂石漿，它能承受多大的力量呢？顯然承受不了多大的力量就會倒塌；如果把一根柱子或整層樓房不用鋼筋，只用水泥砂石漿澆筑，它又能承受多大的力量呢？也很顯然它也承受不了多大的力量。這說明要想使柱子不倒，樓房堅固結實，不僅鋼筋水泥砂石重要，而且還要牢牢地結合在一起凝結成一體，它才會有強大的支撐力和受沖擊的力量。整根柱子或整幢樓房才能結實堅固，它們的所有鋼筋和水泥砂石一齊用力才能產生巨大的組合力量，它才能不怕狂風暴雨和地震災害的破壞性襲擊。要解決鋼筋和水泥砂石的凝固結實的問題。當然跟水泥砂石和鋼筋的質量至關重要。但這些問題我們暫且不論。我們只說水泥砂石和鋼筋結合凝固的堅固結實跟它們的接觸凝固的面積是有直接關系的問題。如果它們的接觸面積大，凝固的面積大，當然就會結合的牢固結實。使整根柱體的整體性好；如果它們的接觸面積太小，結合的面積太小，肯定結合的不結實不牢固。那么我們就應該設法增加它們的接觸面積，我們采用圓螺紋鋼筋代替光圓鋼筋就是其中的一個技術措施之一。我們采用螺紋鋼筋的目的不是增加鋼筋的強度，而主要是增加它的表面面積，表面面積的增大主要是提高鋼筋與混凝土結合的能力，結合的堅固程度，螺紋本身起不到增加強度的作用。不過這還不夠，我們還要設計采用有更大強度更大接觸面積的技術方案。在建筑上我們利用它的表面面積大跟混凝土結合的更堅固更結實，在力學上在建筑上在大地震來臨的緊要關頭，我們利用它的高強度的方向性的力學功能。在建筑上還有很多具有這些技術特征的長體形鋼筋，同樣也有扁圓(扁橢)型高效高強度螺紋鋼筋的風采，T字型高效高強度螺紋鋼筋也就是其中的一個。它也有比跟它截面相同的圓螺紋鋼筋增大截面周長更增大表面面積的技術特征。截面周長的增大，不僅增加了 T字型鋼筋本身的表面面積，它同時也增加了螺紋的長度和根數，也增加了螺紋的表面面積，這就更加增加了 T字型鋼筋與混凝土的結合面積結合的強度，使鋼筋與混凝土結合的更堅固更結實。它同時還具有高強度的方向性的技術特征和技術功能。這些技術特征都是我們要建造高抗震的安全住宅夢寐以求的理想的建筑鋼材。當你在學校學習時或你在設計室制圖的時候，你不會沒有直尺吧？也不管它是用什么材料制成的，它就是一個扁長方體，你拿起這個直尺來，如果向著平面方向(平面較大的方向)稍稍用力一折就會彎曲，如果你把直尺再轉90。，朝著平面較小的方向用力大一倍也是不容易折彎的，這就是直尺的承受力的大小是有方向性的。我們為何不把直尺的力學問題應用到制造有更高強度的螺紋鋼筋上來呢？以其建造更加有強大支撐力的不倒的鋼筋混凝土支柱，建造能抗擊大地震的高樓大廈。如果我們把兩個相同的或者兩個異型的、相似的直尺形的鋼筋組合起來，讓一個直尺的側窄面對著另一直尺長寬面的正中央垂直放在一起，讓它們成為一個整體。它就成了一個T字型的高效高強度的鋼筋了。并根據使用的需要外表面制成有突起的人字形、月牙形、螺旋形的螺紋鋼筋了。T字型高效高強度螺紋鋼筋不僅有比相同截面積的圓螺紋鋼筋表面面積更大，與混凝土凝固的更堅固更結實的技術特征，更有承受力更強大，強度更大的技術特征。還有節省原材料的技術功能。它在預定方向上的承受力可根據需要設定它的大小，而在垂直預定方向上的承受力也可以根據需要設定它的大小的。它具有廣泛的應用范圍和應用價值。它在柱體、梁體、橋體、樓體、預制構件，平澆、水利設施以及一切鋼筋混凝土建筑工程中都很適用。有重大經濟效益和社會效益。
【發明內容】
[0005]我們在前面通過對各種形狀(形態)的物體的分析比較研究總結。我們發現了物體的表面、體積、形狀(形態)和承受力(力學結構)之間存在著內在的聯系；物體能承受力的大小不僅跟物體的體積的大小有關，而還跟物體的表面面積的大小、物體的形狀(形態)和它的力學結構有關系的基本規律。如果物體的體積不變(一定時)，物體表面面積的變化(改變)，必然會引起物體形狀(形態)的變化(改變)，物體形狀(形態)的變化(改變)也必然會使物體的力學結構的變化(改變)，從而會引起物體承受力的變化(改變)；如果物體的形狀(形態)不變，表面面積的變化(改變)，就必然會引起物體體積的變化(改變)，也會引起物體所承受的力的變化(改變)。假如它的表面面積增大了，它的體積和承受力都會增大，反之亦然。物體的表、形、體、力是物體本身的四大要素。表就是物體的表面面積的大小多少，形就是物體的形狀形態，體就是物體的體積的大小多少，力就是物體的力學結構和它的承受力的大小、方向和作用點。它們之間的變化關系，反映著物體內在的變化的規律，它奠定了形體力學、結構力學和工程力學的理論基礎。我們根據這一規律就能分析解釋研究設計制造出各種形狀的高強度高效能和表面面積更大與混凝土結合凝固的更加堅固的螺紋鋼筋來。我的目的就是想在不增加螺紋鋼筋(截面積)直徑的基礎上，增加它在某某個方向上的承受力，并且同時使螺紋鋼筋增加增大它的表面面積。使螺紋鋼筋與混凝土結合的更堅固更結實。從而使鋼筋混凝土的水泥支柱更有力量，不丕不倒，使高層樓房更結實，更堅固，更抗震。在大地震來臨時不被摧毀，依然屹立挺拔。這就是本發明的宗旨，也是力學科學和科技發明賦予的奇特魅力之所在。要使鋼筋水泥柱子結實不倒，具有強大的力量，要使高樓更堅固結實不倒，抗震性能更強大。這是由諸多因素決定的。在此只想從兩方面入手解決一些根本問題。對于柱體來說或對樓體來說，一個就是一致性一體性整體性的問題。通俗的說法就是使齊了勁，齊心協力一齊對準，共同對付來自危害樓體方面的力量。團結勁往一處使，握成一個拳頭才能有更大的力量。鋼筋是產生承受力大小的最主要的因素，要使鋼筋在柱體中，樓體中起到強大的作用，首先要解決與混凝土的結合問題，要想結合的牢固結實，必須要使鋼筋與混凝土有更大的接觸面積結合的面積，要解決這個問題就要設計出表面面積更大的螺紋鋼筋來，使它跟混凝土的接觸面積大，結合的面積大的鋼筋；另外，狂風地震沖擊柱體、樓體的最大力量是來自水平方向上的力量。我們就應該設計采用在水平方向上承受應力更強大的鋼筋來對準狂風地震來襲擊時的力量的方向來抵抗地震的沖擊力。什么 樣的鋼筋同時具有表面面積更大，水平方向上有更大應力的功能呢？ T字型高效高強度螺紋鋼筋同時具有這兩方面的技術特征。我們先分析一下圓螺紋鋼筋的技術特征吧？如果我們把它用在垂直于水平方向上的混凝土支柱里，它在水平方向上的任何一個平面的任何一點上的承受力的強度都是相等的，一樣的，均衡的，這也意味著它的承受力都平均分配給了各個方向的各個點上，承受力的大小是沒有方向性的，是不集中的。因此，它要跟它橫截面相同的橢圓形、橢菱形、扁圓(扁橢)形，三角形(正三角形，等腰三角形)，正方形、長方形、五棱形、六棱形等等在預定方向上的承受力的強度是最小的，也是截面周長最小的。如果它們的截面積相等，長度也相等或者說它們的體積都相等，它也是表面面積最小的。如果這些長體類物體的表面面積都相等，圓螺紋鋼筋又是體積最大的一個。這也就是說圓螺紋鋼筋比跟它截面相同的其它鋼筋相比是表面面積最小的，它在某個方向上的承受力的強度也是最小的，它不符合現代建筑的鋼筋混凝澆注工程的技術要求(表面面積大)，更不適合高層建筑和抗震住宅的技術要求(高強度的方向性)。所以我們就給它來個力學處理，力學加工吧！盡量增加它的表面面積以增加鋼筋與混凝土的接觸面積，增加鋼筋與混凝土結合凝固的程度；同時增加鋼筋在預定方向上強度，以滿足高層抗震安全住宅的技術要求。T字型高效高強度螺紋鋼筋是我們的理想選擇。圖1是一根直徑為18mm圓螺紋鋼筋基圓柱和一根跟它截面積相等的T字型螺紋鋼筋基柱的橫截面的對比圖。引入圓螺紋鋼筋圓基柱的橫截面的內接三角形ABC'是為了直接推導T字型螺紋鋼筋基柱的橫截面的邊長AB。便于計算。圓O的直徑為18mm,半徑OC = OH = OB = R =9mm, AABCi是圓O的內接三角形，T字型AB⑶EE^ FGH是由圖形ABCH+長方形DEFG+半圓 FE' E 組成的。半圓 FE' E 的半徑 O" F = O" E = O" Ei = r = 4mm, AB = BCi =C' A = a，DE = FG = 19.2202793571mm，⑶=FE = 8mm。縱軸 E' O'丄 FE、⑶和 AB，且平分FE、⑶和AB。
[0006]分別計算出圓O和T字形AB⑶EE ' FGH的面積和周長，比較它們的技術特征:...圓 O 的半徑 OC = OH = OB = R = 9mm，...圓 O 的面積 S _ = R2 π = OB2 π = 92 π=81 3i =254.46900494mm2,...圓 O 的周長 I 目=2R π = 2x9 π = 56.5486677646mm,...T字型ABCDEE ' FGH是由圖形ABCH+矩形DEFG+半圓FE ^ E組成，又...圖形ABCH是一個近似于梯形的圖形，但它不是一個梯形，為了簡化的計算，我們近似的把它看成一個梯形，可簡略的計算出它的近似值來。YAABC'是圓O的內接三角形，且圓 O 的半徑 R = 9mm，/
【權利要求】
1.直徑2.5、3、4、5、6、6.5、8、9、10_40mm,......mm，將圓螺紋鋼筋或圓鋼筋改為T字型螺紋鋼筋或T字型人字形、月牙形鋼筋。
2.常用螺紋鋼筋直徑6、7、8、9、10-40mm.......mm，將圓螺紋鋼筋改為T字型人字形、月牙形、螺旋形鋼筋。
3.光圓鋼筋直徑3、4、6、6.5、8-40mm......mm，將光圓鋼筋改為T字型人字形、月牙形、螺紋鋼筋。
4.熱軋帶肋鋼筋直徑4、6、8、10-40_......mm,將熱軋帶肋鋼筋改為T字型人字形、月牙形、螺紋鋼筋。
5.余熱處理鋼筋直徑4、6、8、10-40mm......mm,將余熱處理鋼筋改為T字型人字形、月牙形、螺紋形鋼筋。
6.冷軋帶肋鋼筋直徑4、4.5、5、5.5、6、6.5-12mm......_，將冷軋帶肋鋼筋改為T字型人字形、月牙形、螺紋鋼筋。
7.預應力混凝土螺紋鋼筋直徑4、6、8、10、12、14、16、18_50mm......mm,將預應力混凝土螺紋鋼筋改為T字型人字形、月牙形、螺紋鋼筋。
8.T字型高效高強度螺紋鋼筋承受力的大小是有方向性的，使用時務必遵循它的方向性原則。將需要承受力最大的方向對著螺紋鋼筋橫截面的最大距離的方向，即將需要承受力最大的方向對著說明書附圖1E' O'的方向，將需要承受力較小的方向對著附圖1HC或CH的方向使用，排布的方向、多少、掌握的程度自行控制。T字型螺紋鋼筋是一種組合型結構型的螺紋鋼筋。它是由兩個相同的、相似的或兩個異型的類似于直尺型鋼筋和半圓鋼筋的組合體。包括不同寬度厚度尺寸、形狀和相同不同直徑半圓組合而成的各類各種T字型的螺紋鋼筋。
【文檔編號】E04C5/03GK104018621SQ201410177305
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】陳勝民 申請人:陳勝民