CN219569355U - 一种抗冲击中空frp管超高性能混凝土组合柱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，包括圆截面高强钢管，所述圆截面高强钢管内部设置有加固结构，所述加固结构包括：泡沫铝复合层，泡沫铝复合层设置于圆截面高强钢管圆周内壁，且泡沫铝复合层呈与圆截面高强钢管相适配的环形结构。本实用新型通过泡沫铝层、超高性能混凝土UHPC和八边形高强钢管组合成多层结构；充分利用了泡沫铝层的耗能吸能的物理特性、超高性能混凝土UHPC的高延性特点，使得混凝土组合柱的抗冲击性能有显著的提高，可以应用于高架桥桥墩、高层、超高层建筑结构等施工中，能够有效避免因碰撞冲击造成组合柱结构破坏，造成人员伤亡和设施损坏的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土组合柱技术领域，尤其涉及一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱。
背景技术
随着城市高架桥快速路的建设、高层及超高层建筑结构的快速发展，钢-混凝土组合结构柱作为承重构件越来越多地应用于高架桥、办公楼、商业中心等建筑结构中。钢-混凝土组合柱主要作为高架桥、建筑结构中的抗侧力构件，然而，普通的钢-混凝土组合柱抗冲击性能较弱，在冲击荷载作用下，抗侧刚度显著降低，一旦发生破坏，会造成结构的局部破坏，甚至造成倒塌；因此，亟需一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱。
经检索，中国专利申请号为CN201810459393.0的专利，公开了一种再生混凝土组合柱及其制备方法，属工程建筑技术领域。该再生混凝土组合柱，包括圆钢管和方铝合金管，圆钢管内设置有方铝合金管，圆钢管和方铝合金管之间填充有再生混凝土层，方铝合金管内填充有超高性能混凝土(UHPC)层；方铝合金管内壁上呈上下层叠状设置有多组加劲肋；圆钢管内壁上设置有螺纹。上述专利中的混凝土组合柱存在以下不足：虽然内部设置有方铝合金管提供支撑，但是结构抗冲击能力还有所不足，还有待改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，包括圆截面高强钢管，所述圆截面高强钢管内部设置有加固结构，所述加固结构包括：
泡沫铝复合层，泡沫铝复合层设置于圆截面高强钢管圆周内壁，且泡沫铝复合层呈与圆截面高强钢管相适配的环形结构；
八边形截面高强钢管，八边形截面高强钢管外壁与泡沫铝复合层的内壁之间设置有超高性能混凝土UHPC；
八边形截面中空碳纤维管FRP，八边形截面中空碳纤维管FRP设置于八边形截面高强钢管内侧，且八边形截面中空碳纤维管FRP的每个外壁与八边形截面高强钢管的内壁等距设置；
混凝土层，混凝土层填充于八边形截面中空碳纤维管FRP和八边形截面高强钢管之间；
所述混凝土层内还设置有用于加固的钢筋笼。
作为本实用新型再进一步的方案：所述钢筋笼包括：
纵向钢筋，多个纵向钢筋按照八边形结构等距分布；
八边形箍筋，八边形箍筋固定连接于每个纵向钢筋的外侧，多个八边形箍筋竖向等距分布。
作为本实用新型再进一步的方案：所述圆截面高强钢管与泡沫铝复合层采用黏结方式连接。
作为本实用新型再进一步的方案：相邻的两个所述钢筋笼焊接连接，且相邻的两个钢筋笼之间通过卡紧件固定；
所述卡紧件包括：
连接支架，连接支架呈“匚”形结构，连接支架上下内壁间距与两个八边形箍筋的厚度相适配，所述连接支架上下外壁开设有相适配的卡口；
卡板，卡板插接于卡口内后并焊接于连接支架上。
作为本实用新型再进一步的方案：所述连接支架顶部的卡口上方开设有卡槽，卡板顶端一体式设置有卡块，卡板插入卡口内时卡块卡入卡槽内，且卡块卡入卡槽内时，卡块的顶面与连接支架顶面齐平。
本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型通过泡沫铝层、超高性能混凝土UHPC和八边形高强钢管组合成多层结构；充分利用了泡沫铝层的耗能吸能的物理特性、超高性能混凝土UHPC的高延性特点，使得混凝土组合柱的抗冲击性能有显著的提高，可以应用于高架桥桥墩、高层、超高层建筑结构等施工中，能够有效避免因碰撞冲击造成组合柱结构破坏，造成人员伤亡和设施损坏的情况。
2.本实用新型通过设置卡紧件，能够在两个钢筋笼之间焊接连接后，将连接支架卡于两个钢筋笼的八边形箍筋外侧，再将卡板插入卡口内焊接固定，从而实现对两个钢筋笼加固的目的，提升了结构牢固度。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱的结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱剖视的结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱钢筋笼截面的结构示意图；
图4为本实用新型提出的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱钢筋笼的结构示意图；
图5为本实用新型实施例2提出的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱钢筋笼的结构示意图；
图6为本实用新型实施例2提出的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱卡紧件的结构示意图。
图中：1-圆截面高强钢管、2-泡沫铝复合层、3-超高性能混凝土UHPC、4-八边形截面高强钢管、5-混凝土层、6-八边形箍筋、7-纵向钢筋、8-八边形截面中空碳纤维管FRP、9-钢筋笼、10-卡板、11-卡块、12-卡口、13-卡槽、14-连接支架。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1
一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，如图1-4所示，包括圆截面高强钢管1，所述圆截面高强钢管1内部设置有加固结构，所述加固结构包括：
泡沫铝复合层2，泡沫铝复合层2设置于圆截面高强钢管1圆周内壁，且泡沫铝复合层2呈与圆截面高强钢管1相适配的环形结构；
八边形截面高强钢管4，八边形截面高强钢管4外壁与泡沫铝复合层2的内壁之间设置有超高性能混凝土UHPC3；
八边形截面中空碳纤维管FRP8，八边形截面中空碳纤维管FRP8设置于八边形截面高强钢管4内侧，且八边形截面中空碳纤维管FRP8的每个外壁与八边形截面高强钢管4的内壁等距设置；
混凝土层5，混凝土层5填充于八边形截面中空碳纤维管FRP8和八边形截面高强钢管4之间；
所述混凝土层5内还设置有用于加固的钢筋笼9。
为了保障结构牢固度；如图2所示，所述钢筋笼9包括：
纵向钢筋7，多个纵向钢筋7按照八边形结构等距分布；
八边形箍筋6，八边形箍筋6固定连接于每个纵向钢筋7的外侧，多个八边形箍筋6竖向等距分布。
为了提升可靠性；如图2所示，所述圆截面高强钢管1与泡沫铝复合层2采用黏结方式连接。
为了便于施工；如图2所示，所述超高性能混凝土UHPC3采用现浇形式制作而成。
为了便于施工；如图2所示，所述混凝土层5采用现浇形式制作而成。
工作原理：通过泡沫铝层、超高性能混凝土UHPC和八边形高强钢管组合成多层结构；充分利用了泡沫铝层的耗能吸能的物理特性、超高性能混凝土UHPC的高延性特点，使得混凝土组合柱的抗冲击性能有显著的提高，可以应用于高架桥桥墩、高层、超高层建筑结构等施工中，能够有效避免因碰撞冲击造成组合柱结构破坏，造成人员伤亡和设施损坏的情况。
实施例2
为了便于拼接使用，参照图5、图6，一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，本实施例相较于实施例1作出以下改进，相邻的两个所述钢筋笼9焊接连接，且相邻的两个钢筋笼9之间通过卡紧件固定；
所述卡紧件包括：
连接支架14，连接支架14呈“匚”形结构，连接支架14上下内壁间距与两个八边形箍筋6的厚度相适配，所述连接支架14上下外壁开设有相适配的卡口12；
卡板10，卡板10插接于卡口12内后并焊接于连接支架14上；
通过设置卡紧件，能够在两个钢筋笼9之间焊接连接后，将连接支架14卡于两个钢筋笼9的八边形箍筋6外侧，再将卡板10插入卡口12内焊接固定，从而实现对两个钢筋笼9加固的目的，提升了结构牢固度。
为了提升可靠性；如图6所示，所述连接支架14顶部的卡口12上方开设有卡槽13，卡板10顶端一体式设置有卡块11，卡板10插入卡口12内时卡块11卡入卡槽13内，且卡块11卡入卡槽13内时，卡块11的顶面与连接支架14顶面齐平。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，包括圆截面高强钢管(1)，其特征在于，所述圆截面高强钢管(1)内部设置有加固结构，所述加固结构包括：
泡沫铝复合层(2)，泡沫铝复合层(2)设置于圆截面高强钢管(1)圆周内壁，且泡沫铝复合层(2)呈与圆截面高强钢管(1)相适配的环形结构；
八边形截面高强钢管(4)，八边形截面高强钢管(4)外壁与泡沫铝复合层(2)的内壁之间设置有超高性能混凝土UHPC(3)；
八边形截面中空碳纤维管FRP(8)，八边形截面中空碳纤维管FRP(8)设置于八边形截面高强钢管(4)内侧，且八边形截面中空碳纤维管FRP(8)的每个外壁与八边形截面高强钢管(4)的内壁等距设置；
混凝土层(5)，混凝土层(5)填充于八边形截面中空碳纤维管FRP(8)和八边形截面高强钢管(4)之间；
所述混凝土层(5)内还设置有用于加固的钢筋笼(9)。
2.根据权利要求1所述的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，其特征在于，所述钢筋笼(9)包括：
纵向钢筋(7)，多个纵向钢筋(7)按照八边形结构等距分布；
八边形箍筋(6)，八边形箍筋(6)固定连接于每个纵向钢筋(7)的外侧，多个八边形箍筋(6)竖向等距分布。
3.根据权利要求2所述的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，其特征在于，所述圆截面高强钢管(1)与泡沫铝复合层(2)采用黏结方式连接。
4.根据权利要求2所述的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，其特征在于，相邻的两个所述钢筋笼(9)焊接连接，且相邻的两个钢筋笼(9)之间通过卡紧件固定；
所述卡紧件包括：
连接支架(14)，连接支架(14)呈“匚”形结构，连接支架(14)上下内壁间距与两个八边形箍筋(6)的厚度相适配，所述连接支架(14)上下外壁开设有相适配的卡口(12)；
卡板(10)，卡板(10)插接于卡口(12)内后并焊接于连接支架(14)上。
5.根据权利要求4所述的一种抗冲击中空FRP管超高性能混凝土组合柱，其特征在于，所述连接支架(14)顶部的卡口(12)上方开设有卡槽(13)，卡板(10)顶端一体式设置有卡块(11)，卡板(10)插入卡口(12)内时卡块(11)卡入卡槽(13)内，且卡块(11)卡入卡槽(13)内时，卡块(11)的顶面与连接支架(14)顶面齐平。
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| CN202320913605.4U CN219569355U (zh) | 2023-04-21 | 2023-04-21 | 一种抗冲击中空frp管超高性能混凝土组合柱 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117513642A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-02-06 | 江苏海洋大学 | 一种预制uhpc-hpc组合空心薄壁构件及制作方法 |
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