CN219794413U - 一种cfrp-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱 - Google Patents
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Abstract
一种CFRP‑钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱，主要应用在土木工程领域中的柱结构。该组合柱主要由FRP纤维复合材料、钢管、型钢、核心混凝土以及环氧树脂AB胶组成。组合柱中型钢的质心与钢管的形心相重合，由于核心混凝土采用绿色环保但强度略低的再生混凝土，所以在钢管内部增设一个型钢，这样不仅增强了该组合柱的的承载力还增加了它的稳定性。由于钢管易腐蚀，所以将FRP纤维材料与钢管组合使用，这样不仅提高了组合柱中钢管的耐腐蚀性还对内部核心混凝土产生约束作用，使该组合柱的承载力以及延性都得到显著提高。该装置适用于沿海或高酸碱地区承重要求高的高层结构，并增大了再生混凝土的使用率，推动了绿色建筑业的发展。
Description
技术领域
本实用新型涉及组合承重混凝土柱结构，属于土木工程技术领域，尤其涉及一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱。
背景技术
随着我国经济快速发展，相应的基础设施建设和房地产行业也发展迅速，从而产生了大量的建筑垃圾。通过将这些建筑垃圾回收利用之后形成了再生混凝土。但再生混凝土存在强度较低的缺点。于是提出将再生混凝土、钢管以及型钢进行组合使用形成一种再生混凝土组合柱，再生混凝土可以为钢管这种薄壁构件提供稳定性，型钢放置于钢管中也可以提高构件的轴向承载力。并且在施工过程中钢管可以充当浇筑该组合柱时的模板，便于规模化制作和施工。但钢管暴露在空气当中易发生锈蚀现象，使其承载力降低，对结构造成损害。CFRP纤维布具有耐腐蚀性高、物理化学性能稳定、强度高、质量轻等优良特点。所以可以将CFRP纤维布粘贴在钢材外表面形成复合结构与型钢及再生混凝土一起使用形成一种新型组合柱，从而解决再生混凝土强度较低以及传统钢材存在的易锈蚀的缺点，实现绿色可持续发展。该组合柱可以使用于沿海或高酸碱地区承重要求高的高层结构以及对耐腐蚀性与承载力要求较高的高层建筑的地下车库当中。
与传统钢管混凝土构件相比，该组合结构具有较高的承载力、延性和抗震性能以及优异的耐腐蚀性，CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱存在如此多的优点。因此提出一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱是十分有必要的。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的承载力不足、延性差、耐腐性不强等不足之处，本实用新型提供一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱，其特征在于：包括FRP纤维复合材料、钢管、型钢、核心混凝土、环氧树脂AB胶。其中钢管的形心与型钢的质心重合，在钢管与型钢之间浇筑核心混凝土，且核心混凝土为再生混凝土，钢管的截面形式为圆形截面且外表面粘贴有FRP纤维复合材料。
优选地，所述钢管(2)为厚度3mm的圆形钢管且上下端平行；钢管(2)外表面通过环氧树脂AB胶(5)粘贴有FRP纤维复合材料(1)对核心混凝土(4)产生复合约束作用。
优选地，所述FRP纤维复合材料(1)采用CFRP纤维布，包裹钢管的形式采用全包裹。
优选地，所述型钢(3)为热轧普通工字钢。
优选地，所述核心混凝土(4)为再生粗骨料替换率为50％的再生混凝土，其强度等级不低于C30，且混凝土两端端面平行。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、该CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱中的核心混凝土采用了再生粗骨料替换率为50％的再生混凝土，有效提高了再生混凝土在建筑领域的回收利用率，推动了绿色建筑的发展，符合低碳可持续性发展。
2、该CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱的外表面粘贴有FRP纤维复合材料，可以显著提高构件的耐久性以及延性，并且可以在良好的大跨度结构和海洋潮湿环境中应用。
3、该CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱中存在的的FRP纤维复合材料使得钢管在三向受力的状态下进行强化，抑制钢管局部屈曲提高承载力，可以减少钢材面积以及减轻结构自重。
4、该CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱中安装有圆形钢管可以作为浇筑模板，减去了混凝土结构传统施工工艺中的支模与拆模的工程。
附图说明
图1为本实用新型的结构分解图。
图2为本实用新型的结构俯视图。
图3为本实用新型的结构立面图。
图中：1、FRP纤维复合材料；2、钢管；3、工字型钢；4、核心混凝土；5、环氧树脂AB胶。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱，包括FRP纤维复合材料1、钢管2、型钢3、核心混凝土4以及环氧树脂AB胶5。FRP纤维复合材料1采用CFRP纤维布，钢管2为3mm厚的圆形截面无焊缝钢管，FRP纤维复合材料1通过环氧树脂AB胶5与钢管2的外表面相粘结来形成对核心混凝土4的复合约束，钢管2的形心与型钢4的质心重合。核心混凝土4采用再生粗骨料替换率为50％的再生混凝土，其强度等级不低于C30，并且混凝土两端端面平行，型钢3采用热轧普通工字钢。
一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱在制备时，包括以下步骤；
步骤1：根据承载力的要求，选取合适截面尺寸的圆形无焊缝钢管，并对钢管表面进行清理，去除上面的灰尘与杂物，并使表面充分干燥。
步骤2：将环氧树脂AB胶用滚筒均匀的涂刷在圆形钢管外表面，然后进行下道工序施工。
步骤3：对FRP材料1进行包裹施工，缠绕过程中要不断挤压缠绕钢管，以保证FRP材料1与圆形钢管2之间紧密结合。缠绕过程中要避免气泡的产生。FRP纤维复合材料1缠绕完成后与钢管形成CFRP-钢管复合约束。
步骤4：根据承载力要求在制作完成好的CFRP-钢管复合约束中安装型钢3，对型钢3进行定位，保证型钢3的质心与钢管2的形心重合。
步骤5：浇筑核心混凝土4，将配置好的再生粗骨料为50％的再生混凝土浇筑到钢管2内，为保证浇筑质量，应边浇筑边振捣。最后将构件养护至设计要求。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱，其特征在于：包括FRP纤维复合材料(1)、钢管(2)、型钢(3)、核心混凝土(4)、环氧树脂AB胶(5)，其中钢管(2)的形心与型钢(3)的质心重合并在钢管(2)与型钢(3)之间浇筑核心混凝土(4)，且核心混凝土(4)为再生混凝土，所述钢管(2)的截面形式为圆形截面且外表面粘贴有FRP纤维复合材料(1)。
2.根据权利要求1所述的一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱，其特征在于，所述钢管(2)为厚度是3mm的圆形钢管且上下端平行；钢管(2)外表面通过环氧树脂AB胶(5)粘贴有FRP纤维复合材料(1)对核心混凝土(4)产生复合约束作用。
3.根据权利要求1所述的一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱，其特征在于，所述FRP纤维复合材料(1)采用CFRP纤维布，包裹在钢管外表面的形式采用全包裹。
4.根据权利要求1所述的一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱，其特征在于，所述型钢(3)为热轧普通工字钢。
5.根据权利要求1所述的一种CFRP-钢管复合约束型钢再生混凝土组合柱，其特征在于，所述核心混凝土(4)为再生粗骨料替换率为50％的再生混凝土，其强度等级不低于C30，核心混凝土(4)的两端端面平行。
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