CN116575644A - 一种frp型材管-方钢管错位布置双管柱结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种FRP型材管‑方钢管错位布置双管柱结构，该柱结构包括方钢管、方钢管混凝土、夹层混凝土和FRP型材管。本发明中柱结构采用方形FRP型材、方钢管错位布置方式，能利用方钢管芯柱良好的弹塑性变形能力，为结构提供良好的延性，还能利用FRP轻质、耐锈蚀、抗拉强度高的特点提供较大的截面抵抗矩的同时使结构能够少受或免受潮湿环境的侵蚀，提高柱子的耐久性。本发明中错位布置形式可以有效解决内部方形钢管芯柱非角部约束较弱的问题，提高局部约束力，增加整体和局部的稳定性，且使用方形截面可在一定的材料用量下保证高的抗压弯性能，并便于梁的连接处理。
Description
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构。
背景技术
钢管混凝土结构在结构工程中受到了广泛的关注，已经较多的应用于房屋、桥梁和工厂等各类建筑工程中。其中方形钢管混凝土柱因截面有效率高和便于梁连接处理的特点使用率较高。但在潮湿环境下，钢管因外部侵蚀而引起的结构性能劣化问题越发突出，不仅造成安全问题，还需要后期对其进行修复加固，会耗费大量的人力财力。
同时，方形钢管混凝土柱还有角部强约束边部弱约束的特点，平面内对内部混凝土约束不均匀，会影响整体的稳定性和延性的进一步提升。因此，亟需使用新的组合结构形式，以利用钢管混凝土结构的好的力学性能优势，并能提高相对的不足，同时满足现代化建设对标准化和工业化快速建造的要求。
发明内容
针对上述问题，现提供一种FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，旨在解决钢管混凝土柱易锈蚀、约束不均匀等问题，并利用创新的截面布置形式提高柱子的力学性能，提高材料利用效率。
具体技术方案如下：
一种FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，具有这样的特征，包括方钢管及位于方钢管外围的FRP型材管，FRP型材管横截面呈方形，方钢管的角部与FRP型材管的边长的中点对准，FRP型材管的内壁面为粗糙面，方钢管内灌注有方钢管混凝土，FRP型材管及方钢管1间灌注有夹层混凝土。
进一步的，方钢管的壁厚b≥4mm，屈服抗拉强度不低于300Mpa。
进一步的，FRP型材管的壁厚B≥6mm。
进一步的，夹层混凝土的强度不低于方钢管混凝的强度。
进一步的，FRP型材管由碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维制成。
进一步的，FRP型材管经一次性拉挤成型。
进一步的，方钢管与FRP型材管间的有效距离≥20mm。
上述方案的有益效果是：
1)本申请提供了一种使用轻质、高强和耐锈蚀的FRP材料组合钢管并结合混凝土的一种空间组合柱结构，上述结构不仅能利用方钢管芯柱良好的弹塑性变形能力为结构提供良好的延性，还能利用FRP为结构提供较大的截面抵抗矩；且外部的FRP型材管能使结构少受或免受潮湿环境的侵蚀，提高柱子的耐久性；
2)本申请提供的空间组合柱结构中采用错位布置形式，可以有效解决内部方形钢管芯柱非角部约束较弱的问题，从而提高局部约束力、增加整体和局部的稳定性，且使用方形截面可在一定的材料用量下保证高的抗压弯性能，并便于梁的连接处理；
3)本申请提供的空间组合柱结构具备标准化生产、无需模板和施工周期短的优势。
附图说明
图1为本发明的实施例中提供的空间组合柱结构的平面示意图；
图2为本发明的实施例中提供的空间组合柱结构的有效约束区域示意图。
附图中：1、方钢管；2、FRP型材管；3、方钢管混凝土；4、夹层混凝土。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，本发明的实施例中提供的双管柱结构包括方钢管1(壁厚b≥4mm，屈服抗拉强度不低于300Mpa)及位于方钢管1外围的FRP型材管2(壁厚B≥6mm，由碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维一次性拉挤成型)，FRP型材管2横截面呈方形，方钢管1的角部与FRP型材管2的边长的中点对准，FRP型材管2的内壁面为粗糙面，方钢管1内灌注有方钢管混凝土3，FRP型材管2及方钢管1间灌注有夹层混凝土4。
本申请中上述结构不仅能利用方钢管1芯柱良好的弹塑性变形能力为结构提供良好的延性，还能利用FRP为结构提供较大的截面抵抗矩；且外部的FRP型材管能使结构少受或免受潮湿环境的侵蚀，提高柱子的耐久性。
如图2所示，本申请提供的空间组合柱结构中采用错位布置形式，上述形式下外部FRP管角部有效约束区(见图2中A区域)与内部钢管角部有效约束区域(见图2中B区域)交错，上述交错区域与内部钢管非角部有效约束区域叠合，从而可以有效解决内部方形钢管芯柱非角部约束较弱的问题，从而提高局部约束力、增加整体和局部的稳定性，且使用方形截面可在一定的材料用量下保证高的抗压弯性能，并便于梁的连接处理。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，其特征在于，包括方钢管及位于所述方钢管外围的FRP型材管，所述FRP型材管横截面呈方形，所述方钢管的角部与所述FRP型材管的边长的中点对准，所述FRP型材管的内壁面为粗糙面，所述方钢管内灌注有方钢管混凝土，所述FRP型材管及所述方钢管间灌注有夹层混凝土。
2.根据权利要求1所述的FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，其特征在于，所述方钢管的壁厚b≥4mm，屈服抗拉强度不低于300Mpa。
3.根据权利要求1所述的FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，其特征在于，所述FRP型材管的壁厚B≥6mm。
4.根据权利要求1所述的FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，其特征在于，所述夹层混凝土的强度不低于所述方钢管混凝土的强度。
5.根据权利要求1所述的FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，其特征在于，所述FRP型材管由碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维制成。
6.根据权利要求1所述的FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，其特征在于，所述FRP型材管经一次性拉挤成型。
7.根据权利要求1-6任一项所述的FRP型材管-方钢管错位布置双管柱结构，其特征在于，所述方钢管与所述FRP型材管间的有效距离≥20mm。
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