CN102635202A - 混杂frp管钢骨混凝土组合柱 - Google Patents

混杂frp管钢骨混凝土组合柱 Download PDF

Info

Publication number
CN102635202A
CN102635202A CN2012101262905A CN201210126290A CN102635202A CN 102635202 A CN102635202 A CN 102635202A CN 2012101262905 A CN2012101262905 A CN 2012101262905A CN 201210126290 A CN201210126290 A CN 201210126290A CN 102635202 A CN102635202 A CN 102635202A
Authority
CN
China
Prior art keywords
concrete
frp
pipe
reinforcing bar
reinforced concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101262905A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102635202B (zh
Inventor
邓宗才
肖锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XUZHOU XINNANHU TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201210126290.5A priority Critical patent/CN102635202B/zh
Publication of CN102635202A publication Critical patent/CN102635202A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102635202B publication Critical patent/CN102635202B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

本发明提供了一种混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，属于建筑领域。本发明包括钢骨、混杂FRP管和填充在钢骨和外混杂FRP管之间的混凝土，该构件与传统钢管混凝土组合柱和钢管高强混凝土组合柱相比，可提高承载力、变形能力和抗震性能。该发明适用于混凝土组合柱结构技术领域，既可用于新建结构，也可以用于对钢骨混凝土组合柱的加固提升工程。

Description

混杂FRP管钢骨混凝土组合柱
技术领域
本发明的目的在于提供了一种混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，适用于混凝土组合柱结构技术领域。
技术背景：
钢骨混凝土组合柱具有较高的承载力和良好的延性，在高层建筑抗震中广泛应用。国内外许多学者针对轴压比较小或混凝土强度较低的情况进行研究，国内一些学者对高轴压比下高强混凝土组合柱抗震性能进行了研究，发现高轴压比下组合柱延性不理想，如叶列平对C60混凝土钢骨组合柱抗震性能进行了试验研究，发现当轴压比大于等于0.4时，试验出现粘结破坏，混凝土大范围退出工作，抗震性能很差。因此，发明人提出了一种新的重载柱形式，即混杂FRP(HFRP)管钢骨混凝土组合柱，简称混杂FRP管钢骨混凝土。该组合柱中采用混杂FRP管约束混凝土，延缓或削弱混凝土与FRP的粘结破坏，内置钢骨可以延缓或抑制混凝土斜裂，提高柱体延性和抗震耗能。管内高强混凝土可以提高承载力、减少柱变形。
FRP(Fiber Reinforced Polymer，即纤维增强聚合物)管混凝土因具有三向约束混凝土强度、变形较高的优点，可用于腐蚀环境中的工业建筑、近海建筑、桥梁和海洋工程等。单一碳纤维、玻璃纤维管混凝土柱的研究已成为热点，但单一FRP管混凝土存在着延性不理想，FRP管破坏突然等不足。混杂FRP可以克服上述不足，实现了多级延性破坏，不但可以提高柱承载力、变形能力，而且可以提高组合柱耐久性。
混杂FRP管钢骨混凝土组合柱是钢骨混凝土与混杂FRP管混凝土的有机结合，也可采用混杂FRP缠绕加固轻微受损或需要增加新功能的钢骨混凝土形成该构件体系。混杂FRP管钢骨混凝土组合柱与钢管混凝土的约束机理都是使核心混凝土处于三向受力状态，从而提高混凝土强度、变形，防止混凝土发生粘结破坏。混杂FRP管约束不仅可以提高钢骨混凝土组合柱承载力和耐久性，而且延性好的混杂FRP管可以提高柱延性和抗震耗能。混杂FRP管钢骨混凝土组合柱可以用于新建结构，也可以用于对钢骨混凝土组合柱的加固提升工程。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，该构件与传统钢管混凝土组合柱和钢管高强混凝土组合柱相比，可提高承载力、变形能力和抗震性能，适用于混凝土组合柱结构技术领域。
为实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
本发明包括钢骨、混杂FRP管和填充在钢骨和外混杂FRP管之间的混凝土。
所述的钢骨可以是型钢、焊接钢板、或钢管，钢骨置于混凝土柱截面的中央，也可偏心放置，并要达到受力要求和稳定性要求。为了方便混凝土的浇筑，通常避免使用闭合的钢管作为钢骨的截面形式。
所述的钢管外的混凝土内设纵向钢筋和箍筋。
所述的混杂FRP管为直接缠绕粘贴在混凝土外表面的混杂纤维织物，纤维织物的混杂方式包括层间混杂和层内混杂。
所述的混凝土柱体截面的形状为圆形、椭圆形，或转角光滑的方形、矩形、多边形。
在所述的混凝土内可设纵向钢筋和箍筋。
所述的钢骨的形状为带翼缘的十字形或丁字形或L形截面；或为方环形截面；或圆环形截面。
具体制作步骤如下：
1)确定构件高度和截面尺寸并对钢骨进行选型；
2)将钢骨吊装到位并支好模板；
3)在模板内浇筑混凝土，并进行养护；
4)在构件外侧缠绕粘贴混杂FRP材料，使其包裹在构件外侧。
混杂FRP管钢骨混凝土组合柱继承并整合了钢骨混凝土与混杂FRP管混凝土的优点：
该组合柱中采用混杂FRP管约束混凝土，延缓或削弱混凝土与FRP的粘结破坏，内置钢骨可以延缓或抑制混凝土斜裂，提高柱子延性和抗震耗能，且效果优于采用单一材料的FRP管约束混凝土。
与钢骨混凝土组合柱相比，在受压过程中，由于混杂FRP对混凝土的环向约束作用，使构件的承载力提高，相同荷载下，柱体产生的变形减小；
与钢骨混凝土组合柱相比，混杂FRP管钢骨混凝土组合柱提高了抗弯刚度，增加了稳定性；
构件外层的混杂FRP管对构件具有保护作用，延长了混凝土的耐久性，从而增加了构件的使用年限。
混凝土外围钢筋的约束作用部分被混杂FRP管所取代，故可减少钢筋混凝土中的钢筋用量。
混杂FRP管钢骨混凝土组合柱通过FRP、混凝土和钢材的合理搭配，充分利用了各类材料的性能，增加了材料的利用率。
附图说明
图1为带翼缘十字形钢骨截面和方形混凝土截面的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱；
图2为带翼缘丁字形钢骨截面和方形混凝土截面的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱；
图3为带翼缘L形钢骨截面和方形混凝土截面的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱；
图4为H形钢骨截面和方形混凝土截面的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱；
图5为圆形钢管截面和方形混凝土截面的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱；
图6为方形钢管截面和方形混凝土截面的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱；
图7为H形钢骨截面和矩形混凝土截面的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱；
图中：1、钢骨，2、纵向钢筋，3、箍筋，4、混凝土，5、混杂FRP管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例一：
现结合附图1对本发明作进一步说明：首先确定钢骨1的尺寸和型号并将其吊装到位，在钢骨1外围绑扎纵向钢筋2和箍筋3，钢筋布置完毕后在外侧进行支模并在模板内浇筑混凝土4，待养护至混凝土4强度满足拆模要求后将模板拆除，最后在柱体外侧粘贴混杂FRP材料形成混杂FRP管5。
本实施例中的柱体采用边长700mm的方柱，柱体长度为3m。
钢骨1采用的钢材型号为Q235，钢骨1截面的竖向和横向腹板总长度(翼缘端部之间的距离)均为378mm，宽度均为7mm；钢骨1中与腹板连接的外侧四块翼缘板的长度均为200mm，宽度均为11mm。
柱体截面上采用12根HRB335级直径为20mm的纵向钢筋2，在柱体截面的4个角各布置3根，纵向钢筋2与混凝土柱外表面的净距为70mm。
箍筋3采用直径10mm的HPB235级钢筋，且沿纵向的布置间距为150mm。
混凝土4的级别为C50。
混凝土柱外表面粘贴3层混杂FRP材料形成混杂FRP管5，混杂方式为层间混杂，即包裹2层碳纤维布和1层玻璃纤维布。其中碳纤维布厚度0.167mm，抗拉强度4420MPa，弹性模量2.0×105MPa，延伸率1.7％；玻璃纤维布厚度0.172mm，抗拉强度3000MPa，弹性模量0.51×105MPa，延伸率3％。
实施例二：
本实施例采用了与实施例一的实施步骤相同，但采用了不同的截面尺寸，如图7所示：
钢骨1采用的钢材型号为Q235，钢骨1截面两翼缘端部之间腹板长度为460mm，宽度为12mm；钢骨1中与腹板相连的两块翼缘板的长度均为158mm，宽度均为20mm。
柱体截面上采用4根HRB335级直径为20mm的纵向钢筋2，在柱体截面的4个角各布置1根，纵向钢筋2与混凝土柱外表面的净距为35mm。
箍筋3采用直径10mm的HPB235级钢筋，且沿纵向的布置间距为150mm。
混凝土4的级别为C30。
混凝土柱外表面粘贴2层混杂纤维布形成混杂FRP管5，混杂方式为层内混杂，层内混杂纤维织物由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维以体积比1∶2.5∶1编制而成，混杂纤维布厚度0.164mm，抗拉强度2418MPa，弹性模量1.03×105MPa，延伸率2.1％。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，其特征在于：包括钢骨(1)、套在钢骨(1)外的混杂FRP管(5)和填充在钢骨(1)和混杂FRP管(5)之间的混凝土(4)。
2.根据权利要求1所述的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，其特征在于：所述的钢骨(1)为型钢、焊接钢板、或钢管。
3.根据权利要求1或权利要求2任一权利要求所述的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，其特征在于：所述的钢骨(1)置于混凝土柱截面的中央，或偏心放置。
4.根据权利要求1所述的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，其特征在于：所述的钢管外的混凝土(4)内设纵向钢筋(2)和/或箍筋(3)。
5.根据权利要求1所述的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，其特征在于：所述的混杂FRP管(5)为直接缠绕粘贴在混凝土外表面的管状的混杂纤维织物，纤维织物的混杂方式包括层间混杂和层内混杂。
6.根据权利要求1所述的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，其特征在于：所述的混凝土(4)柱体截面的形状为圆形、椭圆形，或转角光滑的方形、矩形、多边形。
7.根据权利要求1所述的混杂FRP管钢骨混凝土组合柱，其特征在于：所述的钢骨(1)的形状为带翼缘的十字形或丁字形或L形截面；或为方环形截面；或圆环形截面。
CN201210126290.5A 2012-04-25 2012-04-25 混杂frp管钢骨混凝土组合柱 Active CN102635202B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210126290.5A CN102635202B (zh) 2012-04-25 2012-04-25 混杂frp管钢骨混凝土组合柱

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210126290.5A CN102635202B (zh) 2012-04-25 2012-04-25 混杂frp管钢骨混凝土组合柱

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102635202A true CN102635202A (zh) 2012-08-15
CN102635202B CN102635202B (zh) 2016-02-17

Family

ID=46619767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210126290.5A Active CN102635202B (zh) 2012-04-25 2012-04-25 混杂frp管钢骨混凝土组合柱

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102635202B (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103452242A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 北京工业大学 Rc方柱角部纵筋集中内置型钢加强结构及制备方法
CN103452241A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 北京工业大学 Rc矩形柱角部纵筋集中内置型钢加强结构及制备方法
CN103485481A (zh) * 2013-09-16 2014-01-01 北京工业大学 一种混杂纤维缠绕钢管内置活性粉末混凝土构件及制备方法
CN103669725A (zh) * 2013-09-16 2014-03-26 北京工业大学 混杂frp管高强钢筋活性粉末混凝土柱及制备方法
CN103899040A (zh) * 2014-04-02 2014-07-02 哈尔滨工程大学 一种frp加劲钢管混凝土组合柱
CN103924740A (zh) * 2014-04-10 2014-07-16 北京工业大学 带圆钢拉杆工字形钢骨约束混凝土柱及作法
CN104328866A (zh) * 2014-11-06 2015-02-04 沈阳建筑大学 Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱
CN104405082A (zh) * 2014-11-05 2015-03-11 沈阳建筑大学 钢骨-钢管再生混凝土十字形截面组合柱
CN104679950A (zh) * 2015-02-09 2015-06-03 查晓雄 内配加劲件钢管混凝土构件承载力计算和设计方法
CN105133790A (zh) * 2015-08-28 2015-12-09 风范绿色建筑（常熟）有限公司 一种高强度方钢管混凝土柱
CN105937289A (zh) * 2016-06-21 2016-09-14 四川省建筑设计研究院 一种大长宽比钢骨混凝土短柱及其安装方法
CN106948550A (zh) * 2017-03-29 2017-07-14 广东工业大学 一种frp管‑核心钢骨海砂混凝土柱
CN107687228A (zh) * 2017-11-10 2018-02-13 南京市交通工程质量监督站 一种frp－钢骨配筋组合柱结构
CN108301560A (zh) * 2018-02-09 2018-07-20 华南理工大学 一种内置高强角钢的钢管混凝土柱及其施工方法
CN109339341A (zh) * 2018-11-30 2019-02-15 长江大学 一种内设加劲肋的gfrp管混凝土组合柱
CN110331820A (zh) * 2019-05-23 2019-10-15 山东省建筑科学研究院 一种约束圆形混凝土柱的制备方法
CN110331819A (zh) * 2019-07-10 2019-10-15 中国矿业大学 一种高延性钢筋混凝土构件及其制作方法
CN110331818A (zh) * 2019-07-10 2019-10-15 中国矿业大学 一种织物增强ecc-钢管-钢骨组合构件及其制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201460026U (zh) * 2009-05-27 2010-05-12 清华大学 高耐久性纤维增强复合材料钢筋混凝土组合构件
CN102108761A (zh) * 2011-03-02 2011-06-29 大连理工大学 一种纤维增强塑料-钢复合管约束型钢高强混凝土柱
CN202117226U (zh) * 2010-11-24 2012-01-18 沈阳建筑大学 一种工字型frp型材-钢管-混凝土柱
CN102392509A (zh) * 2011-10-19 2012-03-28 沈阳建筑大学 方套圆中空碳纤维钢骨-钢管混凝土柱
CN102392510A (zh) * 2011-11-15 2012-03-28 安徽工业大学 一种pvc-frp管型钢混凝土组合柱的制备方法
CN102425268A (zh) * 2011-10-24 2012-04-25 沈阳建筑大学 一种钢管-frp管-钢骨-混凝土组合柱

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201460026U (zh) * 2009-05-27 2010-05-12 清华大学 高耐久性纤维增强复合材料钢筋混凝土组合构件
CN202117226U (zh) * 2010-11-24 2012-01-18 沈阳建筑大学 一种工字型frp型材-钢管-混凝土柱
CN102108761A (zh) * 2011-03-02 2011-06-29 大连理工大学 一种纤维增强塑料-钢复合管约束型钢高强混凝土柱
CN102392509A (zh) * 2011-10-19 2012-03-28 沈阳建筑大学 方套圆中空碳纤维钢骨-钢管混凝土柱
CN102425268A (zh) * 2011-10-24 2012-04-25 沈阳建筑大学 一种钢管-frp管-钢骨-混凝土组合柱
CN102392510A (zh) * 2011-11-15 2012-03-28 安徽工业大学 一种pvc-frp管型钢混凝土组合柱的制备方法

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103452241B (zh) * 2013-09-03 2016-01-20 北京工业大学 Rc矩形柱角部纵筋集中内置型钢加强结构及制备方法
CN103452241A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 北京工业大学 Rc矩形柱角部纵筋集中内置型钢加强结构及制备方法
CN103452242A (zh) * 2013-09-03 2013-12-18 北京工业大学 Rc方柱角部纵筋集中内置型钢加强结构及制备方法
CN103452242B (zh) * 2013-09-03 2015-12-23 北京工业大学 Rc方柱角部纵筋集中内置型钢加强结构及制备方法
CN103485481A (zh) * 2013-09-16 2014-01-01 北京工业大学 一种混杂纤维缠绕钢管内置活性粉末混凝土构件及制备方法
CN103669725A (zh) * 2013-09-16 2014-03-26 北京工业大学 混杂frp管高强钢筋活性粉末混凝土柱及制备方法
CN103669725B (zh) * 2013-09-16 2016-05-25 北京工业大学 混杂frp管高强钢筋活性粉末混凝土柱及制备方法
CN103899040A (zh) * 2014-04-02 2014-07-02 哈尔滨工程大学 一种frp加劲钢管混凝土组合柱
CN103899040B (zh) * 2014-04-02 2016-01-27 哈尔滨工程大学 一种frp加劲钢管混凝土组合柱
CN103924740A (zh) * 2014-04-10 2014-07-16 北京工业大学 带圆钢拉杆工字形钢骨约束混凝土柱及作法
CN104405082A (zh) * 2014-11-05 2015-03-11 沈阳建筑大学 钢骨-钢管再生混凝土十字形截面组合柱
CN104328866A (zh) * 2014-11-06 2015-02-04 沈阳建筑大学 Z形钢管-钢骨玻璃混凝土组合柱
CN104679950A (zh) * 2015-02-09 2015-06-03 查晓雄 内配加劲件钢管混凝土构件承载力计算和设计方法
CN104679950B (zh) * 2015-02-09 2018-03-09 查晓雄 内配加劲件钢管混凝土构件承载力计算和设计方法
CN105133790A (zh) * 2015-08-28 2015-12-09 风范绿色建筑（常熟）有限公司 一种高强度方钢管混凝土柱
CN105937289A (zh) * 2016-06-21 2016-09-14 四川省建筑设计研究院 一种大长宽比钢骨混凝土短柱及其安装方法
CN106948550A (zh) * 2017-03-29 2017-07-14 广东工业大学 一种frp管‑核心钢骨海砂混凝土柱
CN107687228A (zh) * 2017-11-10 2018-02-13 南京市交通工程质量监督站 一种frp－钢骨配筋组合柱结构
CN108301560A (zh) * 2018-02-09 2018-07-20 华南理工大学 一种内置高强角钢的钢管混凝土柱及其施工方法
CN108301560B (zh) * 2018-02-09 2023-08-22 华南理工大学 一种内置高强角钢的钢管混凝土柱及其施工方法
CN109339341A (zh) * 2018-11-30 2019-02-15 长江大学 一种内设加劲肋的gfrp管混凝土组合柱
CN110331820A (zh) * 2019-05-23 2019-10-15 山东省建筑科学研究院 一种约束圆形混凝土柱的制备方法
CN110331819A (zh) * 2019-07-10 2019-10-15 中国矿业大学 一种高延性钢筋混凝土构件及其制作方法
CN110331818A (zh) * 2019-07-10 2019-10-15 中国矿业大学 一种织物增强ecc-钢管-钢骨组合构件及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102635202B (zh) 2016-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102635202B (zh) 混杂frp管钢骨混凝土组合柱
CN206205192U (zh) 一种预制楼板建筑
CN101761154B (zh) 内藏连排钢管混凝土芯柱带软钢耗能键剪力墙及制作方法
CN105442864A (zh) 一种圆形钢筋混凝土柱的局部加固方法
CN102296753A (zh) 内置高强钢筋钢管约束超高性能混凝土空心柱构件
CN103437457A (zh) 一种可更换钢连梁双层钢板高强混凝土组合联肢剪力墙
CN101748861A (zh) Pvc管钢筋混凝土-钢管混凝土叠合构件
CN110029777B (zh) 一种预应力frp筋纤维高强轻骨料混凝土梁及其制备方法
CN107514268B (zh) 一种跨活动断裂的高延性隧道支护结构
CN202519883U (zh) Frp管约束高强钢筋增强超高韧性纤维增强水泥基复合材料空心柱构件
CN103485443A (zh) 一种窗形钢板混凝土剪力墙及其制作方法
CN105781017A (zh) 超高性能组合柱及其制造方法
CN205444969U (zh) 一种矩形钢筋混凝土柱局部加固装置
CN102828579A (zh) 一种龙骨嵌扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板
CN206928519U (zh) 一种钢筋混凝土组合柱
CN208718220U (zh) 一种采用gfrp筋的型钢混凝土柱
CN201627136U (zh) Pvc管钢筋混凝土-钢管混凝土叠合构件
CN102828578A (zh) 一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性柱模板
CN201943186U (zh) Frp管-活性粉末混凝土-钢管组合构件
CN201826413U (zh) 带支撑的分段连接混凝土钢板组合剪力墙
CN201671227U (zh) 对角线布置带翼缘十字型钢src柱
CN103590538A (zh) 一种混凝土用非圆形筋材
CN202248960U (zh) 超高性能混凝土预制拼装阳台底板
CN105625610A (zh) 内置纤维增强复合材料管的组合剪力墙
CN204112212U (zh) 一种端部内置横向连接结构的scs钢管混凝土桥墩

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210113

Address after: Building loftc, West Greenland Business City, Hanyuan Avenue, Yunlong District, Xuzhou City, Jiangsu Province, 221000

Patentee after: XUZHOU XINNANHU TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 100124 No. 100 Chaoyang District Ping Tian Park, Beijing

Patentee before: Beijing University of Technology