CN101117824A - 一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱 - Google Patents

一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱 Download PDF

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Abstract

一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱,涉及一种建筑构件,该纤维增强塑料-钢管-混凝土柱,由钢管、圆纤维增强塑料管和灌入其中的混凝土组成,其特征在于,该混凝土柱的钢管由钢板焊接而成,圆纤维增强塑料管由纤维增强塑料布在缠绕机上制成,纤维增强塑料圆管设在混凝土柱的中心部位,纤维增强塑料圆管的几何中心与混凝土柱的几何中心相互重合,混凝土柱的内部浇筑混凝土。本发明具有承载力高,刚度大、重量轻、塑性、韧性好,抗冲击和抗疲劳性能好、抗震性能佳等特点。

Description

一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱技术领域本发明涉及一种建筑构件,特别是涉及一种由:FRP、钢管和混凝 土三种不同材料组成的组合柱。 背景技术目前,由于框架结构具有布置灵活、使用空间大等优点,因此受 到了工程的广泛关注。而作为框架结构的主要构件的框架柱一般为普 通的钢筋混凝土柱,即先捆扎好钢筋笼,再支好模板,最后浇注混凝 土,制作这种传统的钢筋混凝土柱存在着工期长、难度大、效率低的缺点,中国实用新型专利03248845.9号给出了改进后的《一种钢筋混 凝土柱》,包括钢筋混凝土预制构件,钢筋,钢筋混凝土柱由多块钢 筋混凝土筒形预制构件、纵向钢筋定位网片、纵向钢筋组成,多块钢 筋混凝土筒形预制构件叠合成柱模,在相邻钢筋混凝土筒形预制构件 接缝之间设置与筒形预制构件内腔相适应的纵向钢筋定位网片,纵向 钢筋穿插在纵向钢筋定位网片网格中,串接多块钢筋混凝土筒形预制 构件,再在钢筋混凝土筒形预制构件叠合的柱模空腔内浇筑混凝土, 最终成为钢筋混凝土柱。这种改进后的钢筋混凝土柱虽初步克服了传 统钢筋混凝土柱制作时存在的缺点,但却不能满足高层建筑物对所使 用混凝土结构的越来越高的要求。为此,人们又开发出新型的混凝土 结构,例如美国专利3051161号给出的用混凝土充填钢管,以增加抗 压强度的钢管混凝土结构技术方案。中国实用新型专利99236299.7号
给出了《一种新型钢管混凝土柱》,其中用于充填混凝土的钢管为异 形薄壁钢管,在异形薄壁钢管各边设置有约束拉杆,这种钢管混凝土柱虽解决了现有钢管混凝土柱形状单一的问题,但仍存在为防.if:薄壁钢管的局部失稳需要设置约束拉杆,施工多有不便的缺点。 发明内容本发明的目的在于提供一种FRP-钢管-混凝土柱,该混凝土柱由 矩形或方型钢管、放置在钢管中的圆FRP管以及填充在其中的混凝 土构成,其钢管由钢板焊接而成,可以是矩形也可以是方型,FRP圆 管由FRP布缠绕而成,可减小柱的截面尺寸,改善柱的延性,提高 了柱的承载力。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱,由钢管、圆纤维增强塑料管 和灌入其中的混凝土组成,该混凝土柱的钢管由钢板焊接而成,圆纤 维增强塑料管由纤维增强塑料布在缠绕机上制成,纤维增强塑料圆管 设在混凝土柱的中心部位,纤维增强塑料圆管的几何中心与混凝土柱 的几何中心相互重合,混凝土柱的内部浇筑混凝土。如上所述的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱,其混凝土柱的截 面形状为矩形结构或方形结构。如上所述的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱,其纤维增强塑料 圆管内可灌入混凝土或不灌入混凝土,即混凝土杵可为空心或实心。本发明的优点与效果是:1.本发明是由FRP、钢管和混凝土三种不同材料组成的组合柱, 其利用放置在钢管内部的圆FRP管降低核心混凝土对钢管壁的侧压力,无需设置约束拉杆,可减小构件的截面尺寸,钢管骨架在施工时 可以提供临时支撑,加速施工。2. 本发明由于钢管的存在改善了柱的延性,提高了柞的承载力, 利于地震区抗震设计。3. 本发明的FRP-钢管-混凝土柱在使用时,能够减小建筑物的 重量,增加有效使用面积。附图说明图l为本发明混凝土柱的矩形实心结构示意图; 图2为本发明混凝土柱的方形实心结构示意图; 图3为本发明混凝土柱的矩形空心结构示意图; 图4为本发明混凝土柱的方形空心结构示意图。具体实施方式下面参照附图对本发明进行详细说明。本发明的FRP (纤维增强塑料)管-钢管-混凝土柱是由FRP、钢 管和混凝土三种材料组成的组合柱,即FRP-钢管-混凝上组合柱,其 中FRP-钢管-混凝土柱的截面形状为矩形结构或方形结构,可分为 FRP管内灌入混凝土和不灌入混凝土,即分为空心和实心。实施例1如图1所示,本发明给出的FRP-钢管-混凝土柱截l釘为矩形实心 结构,主要由矩形钢管1、圆FRP管3和灌入其中的混凝土 2组成。 (l)钢管由钢板焊接而成,钢管两端在车床上车平,从而保证钢管两端
部的平整度和垂直度,先将空钢管的一端焊上钢盖板,保证盖板与空钢管的几何中心重合,并且保证焊缝的质量;(2)圆FRP管采用缠绕 法制成,按照设计要求的尺寸裁剪纤维织物;使用毛刷将配制好的底 层粘结剂均匀涂抹于缠绕薄塑料膜(起脱模作用)的PVC管(模具) 上,调好的底胶要在规定的时间内用完,当指触干燥时可进行下一歩 施工;使用滚刷或毛刷、刮板蘸配制好的面层粘结剂均匀的涂抹于 PVC管上;将碳纤维布贴上,使用硬橡胶或塑料刮板往复碾压,赶 出气泡,促使粘合剂渗透;纤维搭接长度100mm,底层粘浸胶充分 渗透后刮上层胶,往复刮涂,使粘合剂渗入到碳纤维布中去;常温 1-2小时后,再使用塑料刮板往复碾压消除可能出现的浮起和错动; 第二层纤维布表面均匀涂刷一道粘合剂;静置一天之后,将FRP布 制得的圆管从PVC管上取下来。以上工作也可在缠绕机上完成。(3) 浇注混凝土时,首先将FRP圆管固定在钢管内,保证二者的几何中 心重合,再将钢管竖直放置,从顶部灌入混凝土,,每灌入混凝土 150mm,充分振捣半分钟。将制得的FRP-钢管-混凝土柱放在养护室 中养护,养护室温在2(TC左右。 实施例2如图2所示,本发明的这种FRP-钢管-混凝土柱的截面为方形实 心结构,主要由方形钢管4、圆FRP管3和灌入其中的混凝土 2组成, 钢管由钢板焊接而成,圆FRP管由FRP布在缠绕机上制成。其具体制作方法与实施例1相同。实施例3
如图3所示,本发明的这种FRP-钢管-混凝土柱的截面为矩形空 心结构,主要由矩形钢管l、圆FRP管3和灌入在矩形钢管和圆FRP 管之间的混凝土 2组成,钢管由钢板焊接而成,FRP圆管由FRP布 在缠绕机上制成。其具体制作方法与实施例1相同,区别在于混凝土只浇筑在矩形 钢管和FRP管之间,FRP管内不浇筑混凝土。实施例4如图4所示,本发明的这种FRP-钢管-混凝土柱的截面为方形空 心结构,主要由方形钢管4、圆FRP管3和灌入在方形钢管和圆FRP 管之间的混凝土2组成,钢管由钢板焊接而成,FRP圆管由F.RP布 在缠绕机上制成。其具体制作方法与实施例1相同,区别在于混凝土只浇筑在矩形 钢管和FRP管之间,FRP管内不浇筑混凝土。

Claims (3)

1.一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱,由钢管、圆纤维增强塑料管和灌入其中的混凝土组成,其特征在于,该混凝土柱的钢管由钢板焊接而成,圆纤维增强塑料管(3)由纤维增强塑料布在缠绕机上制成,纤维增强塑料圆管设在混凝土柱的中心部位,纤维增强塑料圆管的几何中心与混凝土柱的几何中心相互重合,混凝土柱的内部浇筑混凝土(2)。
2. 根据权利要求1所述的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱,其 特征在于,混凝土柱的截面形状为矩形结构或方形结构。
3. 根据权利要求1所述的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱, 其特征在于,纤维增强塑料圆管内可灌入混凝土或不灌入混凝土,即 混凝土柱可为空心或实心。
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