CN102704622A - 一种frp、混凝土、空心原竹圆柱梁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,包括FRP管(1)、混凝土(2)和空心原竹筒(3),空心原竹筒(3)要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋或钢筋。本发明充分利用了3种材料(或4种)的特点,将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种柱子具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点,并且施工工序简单,可应用于土木建筑结构领域中的受压构件。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁。
背景技术
我国盛产竹子,且拥有量和品质均居世界首位。竹子可再生、可降解,一般3-5年即可成材。竹材的抗拉强度约为木材的2倍,抗压强度约为木材的1.5倍,竹材的比强度高于普通木材、结构用钢材、铝合金、混凝土等。竹材具有较好的弹性和韧性,变形能力强。以竹材全部或部分代替混凝土、钢材或粘土砖等建造房屋,符合“十二五”规划部署的重大任务——“绿色发展,建设资源节约型、环境友好型社会”的根本要求,也符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的节能降耗、开发利用农林生物质资源的重点领域及优先主题。
现有的主要技术方案是将钢筋埋置在混凝土中,形成钢筋混凝土实心柱或工字形截面柱。该类混凝土柱自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大;施工要支模和拆模,工序麻烦。也有其他学者提出了双钢管柱、双FRP管柱和FRP-混凝土-钢组合双壁空心柱(一种由FRP外管、钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的组合构件)。
传统钢筋混凝土柱是将钢筋埋置在混凝土中,形成钢筋混凝土实心柱或工字形截面柱。该类混凝土柱自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大;施工要支模和拆模,工序麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁。
本发明的技术方案如下:
一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,包括FRP管(1)、混凝土(2)和空心原竹筒(3),空心原竹筒(3)要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。
所述的FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋或钢筋。
本发明充分利用了3种材料(或4种)的特点,将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种柱子具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点,并且施工工序简单,可应用于土木建筑结构领域中的受压构件。
附图说明
图1、图2为本发明FRP-混凝土-空心原竹圆柱梁的截面示意图。
1为FRP管,2为混凝土,3为空心原竹筒,4为FRP筋或钢筋。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。
参考图1、2,在本发明中,FRP-混凝土-空心原竹圆柱梁,包括FRP管1、混凝土2和空心原竹筒3(见图1),空心原竹筒要对称均匀地分布在空心圆柱截面内(在示意图截面内,空心原竹筒截面对称地布置在空心圆柱截面内)。另外可以根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋4(或钢筋)。
该种新型构件的外管为主要包含环向或接近环向纤维的FRP管1,纵向刚度很小,其主要作用是约束混凝土以及提高抗剪承载力;混凝土2和空心原竹筒3则作为主要纵向受力材料,而混凝土里面在需要时也可布置FRP筋4(或钢筋)。由于其价格较低且变形能力较好等特点,玻璃纤维增强复合材料(Glass FRP)比碳纤维增强复合材料(Carbon FRP)更适合用于制作该类构件的外管。
所有材料及相关尺寸均需根据实际工程的需要进行计算选取。根据梁的跨度和承担的荷载大小选择柱截面尺寸(尺寸确定同普通混凝土柱构件),然后根据柱子截面尺寸确定矩形管尺寸,根据具体工程受力分析,计算所需要原竹筒的多少和尺寸,如果需 要配置FRP筋或钢筋,可由计算确定,方法均同普通混凝土柱构件。
该类新型组合构件的主要优点包括:①将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到受压构件中,节省矿物质资源能源;②自重较轻:构件内部的空隙有效减轻了结构自重;③施工方便:FRP外管和空心原竹筒可作为施工时浇铸混凝土的模板,从而避免了传统混凝土结构制作及拆除模板的工序;④耐腐蚀性能好:FRP外管耐腐蚀性强,如果配置适量钢筋的话,钢筋被FRP外管和厚混凝土层保护在内;⑤延性及抗震性能好:FRP外管和空心原竹筒对混凝土提供约束,从而提高构件的延性。FRP外管的环向刚度远大于其纵向刚度,不存在屈曲问题,空心原竹筒的向外屈曲变形则被混凝土所限制。还应指出,即使从初始造价来看,该类新型组合构件也是一种经济的构件形式:竹材强度高,可以节省钢材的用量;而较普通钢筋混凝土空心构件而言,该种新型构件节约了浇铸混凝土所用模板的费用;相对于实心钢筋混凝土构件而言,更节约了内部空心部分的混凝土。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,其特征在于,包括FRP管(1)、混凝土(2)和空心原竹筒(3),空心原竹筒(3)要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。
2.根据权利要求1所述的FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,其特征在于,根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋或钢筋。
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