CN100516428C - 一种中空双层frp管混凝土组合结构 - Google Patents
一种中空双层frp管混凝土组合结构 Download PDFInfo
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Abstract
一种中空双层FRP管混凝土组合结构，其特征是组合结构由作为外侧壁的FRP外管、作为内侧壁的FRP芯管和固结在FRP外管与FRP芯管之间的钢筋混凝土层或混凝土层构成。本发明具有良好的结构受力性能和抗震性能，能减小结构自重和提高结构的抗弯刚度，方便构件运输，施工安装快捷；可用于加固改造工程；特别适用于海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境下建筑、桥梁和特殊结构。
Description
技术领域
本发明涉及管结构，更具体地说是一种应用在结构工程技术领域中，可用于加固改造工程，特别适用于海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境下建筑、桥梁和特殊结构。
背景技术
FRP管是指纤维增强复合材料(FRP)通过拉挤、模压和缠绕等生产工艺形成的管状型材，可用于结构工程领域。目前，在实际工程中，钢管混凝土结构和纤维增强塑料FRP约束混凝土结构应用较多，其主要形式包括在钢管内浇筑混凝土，或在FRP管内填充混凝土，或以FRP布缠绕混凝土形成实心截面的承重柱。实际工程中，实心钢管混凝土或FRP管混凝土通常被用于轴心受压或荷载偏心较小的压弯构件。然而，当构件长细比或荷载偏心率较大时，其承载力很大程度上将由其抗弯刚度控制，此时实心钢管混凝土或FRP管混凝土靠近截面形心部位的材料并不能提供多少抗弯刚度，但却增加了构件的自重，同时构件截面也较大。
另外，在海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境中，应用实心钢管混凝土，其外钢管需要刷防腐涂料或采用特殊的防腐蚀措施，这样极大地增加了工程造价和技术难度，同时后期维护费用也较高。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种可用于加固改造工程，特别适用于海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境下建筑、桥梁和特殊结构的中空双层FRP管混凝土组合结构，一方面可以提高结构的受力性能和抗震性能，减小结构自重，提高结构的抗弯刚度，便于构件运输和施工安装；另一方面在海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境中具有良好的耐腐蚀等优点。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明中空双层FRP管混凝土组合结构的特点是所述组合结构是由作为外侧壁的FRP外管、作为内侧壁的FRP芯管和固结在FRP外管与FRP芯管之间的钢筋混凝土层或混凝土层构成的空心管柱。
本发明中空双层FRP管混凝土组合结构的特点也在于所述组合结构的横截面，是以圆形、方形或矩形的FRP外管的横截面与圆形、方形或矩形的FRP芯管的横截面任意组合形成的横截面。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明合理应用了纤维增强塑料约束混凝土的结构形式。一方面，混凝土在FRP芯管和FRP外管的共同约束之下，可以明显改善混凝土材料的受力性能；另一方面，混凝土层也大大提高了FRP管的强度和刚度。本发明组合结构抗弯刚度大、自重轻，抗震性能和抗火性能良好，并具有优越的耐腐蚀性能，便于构件运输，施工安装快捷。
2、本发明是在将FRP外管与FRP芯管安装就位后，在外管与芯管之间浇筑混凝土，形成组合结构，可以有效降低施工模板费用和施工费用。
3、本发明可广泛用于加固改造工程，特别适用于海洋和潮湿等恶劣环境下建筑、桥梁和特殊结构。
附图说明
图1为发明结构示意图。
图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9为本发明不同实施方式结构示意图。
图中标号：1为FRP外管、2为钢筋混凝土层、3为FRP芯管、
以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1，由作为外侧壁的FRP外管1、作为内侧壁的FRP芯管3和固结在FRP外管1与FRP管内3之间的混凝土层或钢筋混凝土层2构成空心管柱。
具体实施中，组合结构的截面形式是以圆形、方形或矩形的FRP外管1与圆形、方形或矩形的FRP芯管3之间的任意组合。包括：
图1所示的圆形套圆形双层FRP管混凝土结构；
图2所示的圆形套方形双层FRP管混凝土结构；
图3所示的圆形套矩形双层FRP管混凝土结构；
图4所示的方形套圆形双层FRP管混凝土结构；
图5所示的方形套方形双层FRP管混凝土结构；
图6所示的方形套矩形双层FRP管混凝土结构；
图7所示的矩形套圆形双层FRP管混凝土结构；
图8所示的矩形套方形双层FRP管混凝土结构；
图9所示的矩形套矩形双层FRP管混凝土结构。
本实施例中，FRP外管1和FRP芯管3可以采用玻璃纤维GFRP管、碳纤维CFRP管、或芳纶纤维AFRP管，混凝土可以是普通混凝土或抗压强度在80-120MPa的高强混凝土和自密实混凝土。
具体制备是先将FRP芯管3就位，在FRP芯管3外围绑扎钢筋，然后在钢筋外围将FRP外管1就位，最后在内、外FRP管之间浇筑混凝土，待混凝土固结形成即中空双层FRP管混凝土组合结构。本发明可以具体应用于土木工程中的柱件、支撑件、桁架等。
Claims (2)
1、一种中空双层FRP管混凝土组合结构，其特征是所述组合结构是由作为外侧壁的FRP外管(1)、作为内侧壁的FRP芯管(3)和固结在所述FRP外管(1)与FRP芯管(3)之间的混凝土层或钢筋混凝土层(2)构成的空心管柱。
2、根据权利要求1所述的中空双层FRP管混凝土组合结构，其特征是所述组合结构的横截面，是以圆形、方形或矩形的FRP外管(1)的横截面与圆形、方形或矩形的FRP芯管(3)的横截面任意组合形成的横截面。
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