[發明專利]一種中空雙層FRP管混凝土組合結構

有效

• 申請號: 200710191079.0
• 申請日: 2007-12-06
• 公開（公告）號: CN101177966A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 王靜峰
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 何梅生

????????????????????????????????技術領域

本發明涉及管結構，更具體地說是一種應用在結構工程技術領域中，可用于加固改造工程，特別適用于海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環境下建筑、橋梁和特殊結構。

????????????????????????????????背景技術

FRP管是指纖維增強復合材料(FRP)通過拉擠、模壓和纏繞等生產工藝形成的管狀型材，可用于結構工程領域。目前，在實際工程中，鋼管混凝土結構和纖維增強塑料FRP約束混凝土結構應用較多，其主要形式包括在鋼管內澆筑混凝土，或在FRP管內填充混凝土，或以FRP布纏繞混凝土形成實心截面的承重柱。實際工程中，實心鋼管混凝土或FRP管混凝土通常被用于軸心受壓或荷載偏心較小的壓彎構件。然而，當構件長細比或荷載偏心率較大時，其承載力很大程度上將由其抗彎剛度控制，此時實心鋼管混凝土或FRP管混凝土靠近截面形心部位的材料并不能提供多少抗彎剛度，但卻增加了構件的自重，同時構件截面也較大。

另外，在海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環境中，應用實心鋼管混凝土，其外鋼管需要刷防腐涂料或采用特殊的防腐蝕措施，這樣極大地增加了工程造價和技術難度，同時后期維護費用也較高。

????????????????????????????????發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種可用于加固改造工程，特別適用于海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環境下建筑、橋梁和特殊結構的中空雙層FRP管混凝土組合結構，一方面可以提高結構的受力性能和抗震性能，減小結構自重，提高結構的抗彎剛度，便于構件運輸和施工安裝；另一方面在海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環境中具有良好的耐腐蝕等優點。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

本發明中空雙層FRP管混凝土組合結構的特點是所述組合結構是由作為外側壁的FRP外管、作為內側壁的FRP芯管和固結在FRP外管與FRP芯管之間的鋼筋混凝土層或混凝土層構成的空心管柱。

本發明中空雙層FRP管混凝土組合結構的特點也在于所述組合結構的截面形式是以圓形、方形或矩形的FRP外管與圓形、方形或矩形的FRP芯管之間的任意組合。

與已有技術相比，本發明的有益效果體現在：

1、本發明合理應用了纖維增強塑料約束混凝土的結構形式。一方面，混凝土在FRP芯管和FRP外管的共同約束之下，可以明顯改善混凝土材料的受力性能；另一方面，混凝土層也大大提高了FRP管的強度和剛度。本發明組合結構抗彎剛度大、自重輕，抗震性能和抗火性能良好，并具有優越的耐腐蝕性能，便于構件運輸，施工安裝快捷。

2、本發明是在將FRP外管與FRP芯管安裝就位后，在外管與芯管之間澆筑混凝土，形成組合結構，可以有效降低施工模板費用和施工費用。

3、本發明可廣泛用于加固改造工程，特別適用于海洋和潮濕等惡劣環境下建筑、橋梁和特殊結構。

附圖說明

圖1為發明結構示意圖。

圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9為本發明不同實施方式結構示意圖。

圖中標號：1為FRP外管、2為鋼筋混凝土層、3為FRP芯管、

以下通過具體實施方式，結合附圖對本發明作進一步說明。

具體實施方式：

參見圖1，由作為外側壁的FRP外管1、作為內側壁的FRP芯管3和固結在FRP外管1與FRP管內3之間的混凝土層或鋼筋混凝土層2構成空心管柱。

具體實施中，組合結構的截面形式是以圓形、方形或矩形的FRP外管1與圓形、方形或矩形的FRP芯管3之間的任意組合。包括：

圖1所示的圓形套圓形雙層FRP管混凝土結構；

圖2所示的圓形套方形雙層FRP管混凝土結構；

圖3所示的圓形套矩形雙層FRP管混凝土結構；

圖4所示的方形套圓形雙層FRP管混凝土結構；

圖5所示的方形套方形雙層FRP管混凝土結構；

圖6所示的方形套矩形雙層FRP管混凝土結構；

圖7所示的矩形套圓形雙層FRP管混凝土結構；

圖8所示的矩形套方形雙層FRP管混凝土結構；

圖9所示的矩形套矩形雙層FRP管混凝土結構。

本實施例中，FRP外管1和FRP芯管3可以采用玻璃纖維GFRP管、碳纖維CFRP管、或芳綸纖維AFRP管，混凝土可以是普通混凝土或抗壓強度在80-120MPa的高強混凝土和自密實混凝土。

具體制備是先將FRP芯管3就位，在FRP芯管3外圍綁扎鋼筋，然后在鋼筋外圍將FRP外管1就位，最后在內、外FRP管之間澆筑混凝土，待混凝土固結形成即中空雙層FRP管混凝土組合結構。本發明可以具體應用于土木工程中的柱件、支撐件、桁架等。