CN201228410Y - 异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混凝土构件，特别是涉及一种用于土木工程中的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱。碳纤维增强塑料粘贴于钢管外侧使得碳纤维增强塑料与钢管成为一体，碳纤维增强塑料钢管绑扎钢筋、支模版就位并固定，其上浇筑有混凝土。碳纤维增强塑料钢管位于T、L、十字形柱的内部，且设在纵横两个方向钢筋混凝土的交叉部位。碳纤维增强塑为单向或双向，纤维方向与柱轴线夹角介于0～90°之间。本实用新型用于高层建筑物中建筑物框架结构的主要构件，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

异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱

技术领域

本实用新型涉及一种混凝土构件，特别是涉及一种用于土木工程中的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱。

背景技术

目前，钢筋混凝土异型柱作为框架结构主要构件的框架柱一般为正方形的钢筋混凝土柱。由于无法解决由于框架柱的截面尺寸往往大于墙体的厚度，在使用时，室内会出现柱子部分突出墙体的现象，从而影响了室内的空间和使用。为了解决这一问题，出现了钢筋混凝土异形柱的结构形式。对于钢筋混凝土异型柱结构，主要有T、L、十字形。国内外的学者进行了广泛、深入的研究。其理论基本形成，天津、沈阳、广东、山西等省市已经完成的地方规程的编写，并指导于工程实践，建筑面积达数以千万平方米。

但是，在研究中也发现，钢筋混凝土异型柱的承载力和延性略差。这无疑限制了异型柱结构的发展，因此如何提高异型柱结构的延性和承载力是当务之急。

钢管混凝土组合柱：在“钢管混凝土结构”中，钢管混凝土柱可以分为钢管在柱外侧的钢管混凝土柱和钢管在柱内的钢管混凝土柱，前者通常称为钢管混凝土柱，后者通常称为钢管混凝土组合柱。

在钢管混凝土组合柱中，钢管内的混凝土通常为高强混凝土，其强度等级通常等于或高于钢管外的混凝土强度等级。由于钢管对核心区的混凝土提供了约束作用，产生了套筒效应，所以，钢管混凝土组合柱可增加结构的耗能能力、提高建筑物的整体抗震性能，其耗能能力明显高于一般钢筋混凝土柱。

如果首先在柱内部制作一个抗压强度高的核心柱，由其承受结构施工初期的荷载。待主体结构施工到某一高度后，再浇筑钢管外围混凝土，即形成为叠合柱。在叠合柱中，结构的部分竖向荷载将由核心柱承受，另一部分竖向荷载由柱外围混凝土承受，从而使柱子具有较好的延性，达到改善高强混凝土结构抗震性能的目的，其研究成果已成功地应用于近30栋高层建筑之中。但是对于该类柱的研究和应用，目前主要集中于矩形截面形式上。

异型钢管混凝土芯柱：如果将钢筋混凝土异形柱和钢管混凝土组合柱综合起来，研究一种异形钢管混凝土芯柱，一定能够改善现在的钢筋混凝土异形柱的不足。基于此，本人曾经申请的专利“异型钢管混凝土芯柱(ZL200620153523.0)”，并已授权，在一定程度上能够解决这个问题。但是也存在一定的问题，最大的问题是当柱承受的荷载较大时，那么钢管直径必然很大，如果其直径超过了梁的宽度，将造成施工上的很大麻烦。

发明内容

本实用新型的目的在于：将钢筋混凝土异形柱、异型钢管混凝土芯柱和碳纤维增强塑料钢管混凝土柱三个部分综合起来，制作一种异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱，以提高异型钢管混凝土芯柱承载力。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱，其碳纤维增强塑料粘贴于钢管外侧使得碳纤维增强塑料与钢管成为一体，碳纤维增强塑料钢管绑扎钢筋、支模版就位并固定，其上浇筑有混凝土。

所述的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱，其碳纤维增强塑料钢管位于T、L、十字形柱的内部，且设在纵横两个方向钢筋混凝土的交叉部位。

所述的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱，其碳纤维增强塑为单向或双向，纤维方向与柱轴线夹角介于0～90°之间。

本实用新型的优点与效果是：

1.碳纤维增强塑料钢管位于纵横方向钢筋混凝土交叉部位的内部，可以耐火、耐腐蚀；

2.在施工时，可以先浇注碳纤维增强塑料钢管内部的混凝土，后浇注碳纤维增强塑料钢管外测的混凝土，从而形成叠合柱；亦可以同时浇筑混凝土；

3.由于碳纤维增强塑料钢管的存在改善了柱的延性，提高了柱的承载力，利于地震区抗震设计。

附图说明

图1是本实用新型十字形异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱图；

图2是本实用新型L形异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱图；

图3是本实用新型T形异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型进行详细说明。

在碳纤维增强塑料钢管混凝土柱中，碳纤维增强塑料通过结构胶按照一定的方式粘贴于钢管外壁，从而形成碳纤维增强塑料钢管混凝土柱。研究结果表明，碳纤维增强塑料的存在增加了构件的承载力，可以有效的减少钢材的用量。由于碳纤维增强塑料强度高、厚度薄，所以粘贴完碳纤维增强塑料，形成的碳纤维增强塑料钢管混凝土柱的直径并没有明显的增加，而承载力提高许多。

基于以上，本实用新型提出了一种新结构构件的形式，即异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱。

所提的异形是指柱的截面形式为T、L、十字形，而钢管仍然是圆形，在施工前首先将碳纤维增强塑料缠绕于钢管外壁，形成碳纤维增强塑料钢管。

芯柱正截面承载力由两部分叠加而成，分别为钢筋混凝土和碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱两部分的承载力的叠加之合。

图1是截面为“十”字形结构的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱示意图。由碳纤维增强塑料圆钢管2、钢筋混凝土3和混凝土1组成，其中混凝土1位于碳纤维增强塑料钢管内，碳纤维增强塑料4缠绕于钢管外壁，碳纤维增强塑料钢管位于纵横方向的钢筋混凝土内。

图2是截面为“L”字形结构的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱示意图。由碳纤维增强塑料圆钢管、钢筋混凝土和混凝土组成，其中混凝土位于碳纤维增强塑料钢管内，碳纤维增强塑料钢管位于纵横方向的钢筋混凝土内。

图3是截面为“T”字形结构的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱示意图。由碳纤维增强塑料圆钢管、钢筋混凝土和混凝土组成，其中混凝土位于碳纤维增强塑料钢管内，碳纤维增强塑料钢管位于纵横方向的钢筋混凝土内。

Claims (3)

1.异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱，其特征在于碳纤维增强塑料粘贴于钢管外侧使得碳纤维增强塑料与钢管成为一体，碳纤维增强塑料钢管绑扎钢筋、支模版就位并固定，其上浇筑有混凝土。

2.根据权利要求1所述的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱，其特征在于碳纤维增强塑料钢管位于T、L、十字形柱的内部，且设在纵横两个方向钢筋混凝土的交叉部位。

3.根据权利要求1所述的异形碳纤维增强塑料钢管混凝土芯柱，其特征在于碳纤维增强塑为单向或双向，纤维方向与柱轴线夹角介于0～90°之间。