CN102392510A - 一种pvc-frp管型钢混凝土组合柱的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,属于土木工程技术领域,主要应用在土建工程领域中的柱结构。该组合柱主要由FRP布、PVC管、型钢以及内部核心混凝土组成。PVC-FRP管对内部核心混凝土的约束作用,可以显著提高混凝土的承载力和延性;配置的型钢大大提高了组合柱的承载力和延性。本发明方法所制备的组合柱具有承载力高、延性和耐久性好、施工方便、质量轻等优点。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域,具体涉及一种PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,该组合柱适用于桥梁、海洋平台、工业厂房、以及高层建筑中的柱结构。
背景技术
21世纪的中国各类工程建设,从高层建筑到大跨结构,从现代桥梁到地下工程,不仅规模宏伟、投资力度巨大,而且建设势头迅猛、关键技术越来越复杂。确保这些工程结构的先进性、安全性和耐久性,无疑是我国结构工程科技工作者的基本使命和首要任务。因此,结构工程的发展对结构体系的创新提出了迫切的需求。
钢筋混凝土结构是最常见的结构形式之一,主要存在以下缺点:结构自重大;结构截面尺寸大;施工不方便,需要支模、拆模等工序;承载力低;耐久性能差。钢管混凝土结构是组合结构的主要形式之一,主要通过钢管对混凝土的约束作用提高其承载力和延性,主要存在以下缺点:钢管易锈蚀;后期维修和加固费用大;介电性能差,易导致混凝土开裂;受电磁波影响较大。
工程实践表明,FRP能够适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展以及承受恶劣条件的需要,符合现代施工技术的工业化要求。因而正被越来越广泛地应用于桥梁、各类民用建筑、海洋和近海、地下工程等结构中。有两种新的FRP方法在新型结构体系中得到应用:FRP管混凝土结构和FRP筋混凝土结构。FRP管混凝土结构存在以下缺点: FRP管造价高;性能不稳定(包括长期的耐久性和维修);在工程结构中应用较少。而FRP箍筋混凝土结构存在以下缺点:承载力提高效果差;延性较差;混凝土受力不均匀。
发明内容
本发明针对现有组合柱中存在的技术问题,提供一种PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,该制备方法具体步骤如下:
(1)选择合适直径的PVC管,并对PVC管表面进行处理;
(2)在PVC管的表面预涂底层胶;
(3)将FRP布浸透环氧树脂,按照一定的环箍间距在PVC管表面缠绕FRP布制成PVC-FRP管;
(4)在PVC-FRP管内配置型钢和钢筋;
(5)在PVC-FRP管内浇筑混凝土,制成PVC-FRP型钢混凝土组合柱。
本发明具有以下优点:
(1)FRP材料的利用率高,节约材料;
(2)承载力高,截面尺寸小,质量轻,耐久性能好;
(3)PVC-FRP管可充当模板,省去了支模、拆模等工序,缩短施工周期;
(4)介电性性能好,受电磁波影响很小;
(5)结构整体性能好。
本发明所制备的组合柱具有承载力高、延性和耐久性好、施工方便、质量轻等优点,具有广阔的应用前景和发展空间。这种新的结构形式将为新型结构体系创新和现代结构向高强、质轻、安全、耐久性好等方面发展奠定基础。
附图说明
图 为PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的示意图。
图中:1—PVC管;2—FRP布;3—型钢;4—纵筋;5—箍筋;6—混凝土。
具体实施方式
(1)根据承载力的要求,选择合适截面尺寸的PVC管1(PVC管内压达到1Mpa以上),对PVC管1表面进行清洗,除去表面的灰尘和杂物,并使表面充分干燥。
(2)把粘结剂和固化剂按一定比例准确称量后放入容器内,用搅拌器搅拌均匀,形成环氧树脂(粘结剂:固化剂=3:1)。用滚筒均匀地将其刷于PVC管表面,然后才能进行下道工序的施工。
(3)将FRP材料充分浸透环氧树脂,根据承载力设计的FRP环箍间距和条带宽度缠绕FRP布2,缠绕过程中不断挤压,以保证FRP布2和PVC管1之间结合紧密,缠绕过程中不允许产生气泡;整个缠绕过程重复进行,直到达到所需要的纤维层数(缠绕层数根据承载力确定);FRP布缠好后,为增强FRP布2和PVC管1的整体性,在最外层FRP布缠完后,刷一遍环氧树脂;PVC-FRP管在室温下养护一段时间,直到环氧树脂硬化,形成PVC-FRP管。
(4)根据承载力要求,参照我国相关的设计规范确定所需要配置型钢3的种类和截面尺寸,以及所需纵筋4和箍筋5的用量,并绑扎钢筋笼。
(5)在PVC-FRP管内,对型钢3进行定位,保证PVC-FRP管、型钢3和钢筋笼的重心重合;在PVC-FRP管浇筑混凝土6,养护至规定时间,形成PVC-FRP管型钢混凝土组合柱。
Claims (1)
1.一种PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,其特征在于该制备方法具体步骤如下:
(1)选择合适直径的PVC管,并对PVC管表面进行处理;
(2)在所述PVC管的表面预涂底层胶;
(3)将FRP布浸透环氧树脂,按照一定的环箍间距在所述PVC管表面缠绕FRP布制成PVC-FRP管;
(4)在所述PVC-FRP管内配置型钢和钢筋;
(5)在所述PVC-FRP管内浇筑混凝土,制成PVC-FRP型钢混凝土组合柱。
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