[實用新型]異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱

無效

• 申請號: 200820014028.0
• 申請日: 2008-07-15
• 公開（公告）號: CN201228410Y
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 徐亞豐;王鑫;郝麗麗;崔來奇;侯曉曦
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司
• 代理人: 王德榮

技術領域

本實用新型涉及一種混凝土構件，特別是涉及一種用于土木工程中的異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱。

背景技術

目前，鋼筋混凝土異型柱作為框架結構主要構件的框架柱一般為正方形的鋼筋混凝土柱。由于無法解決由于框架柱的截面尺寸往往大于墻體的厚度，在使用時，室內會出現柱子部分突出墻體的現象，從而影響了室內的空間和使用。為了解決這一問題，出現了鋼筋混凝土異形柱的結構形式。對于鋼筋混凝土異型柱結構，主要有T、L、十字形。國內外的學者進行了廣泛、深入的研究。其理論基本形成，天津、沈陽、廣東、山西等省市已經完成的地方規程的編寫，并指導于工程實踐，建筑面積達數以千萬平方米。

但是，在研究中也發現，鋼筋混凝土異型柱的承載力和延性略差。這無疑限制了異型柱結構的發展，因此如何提高異型柱結構的延性和承載力是當務之急。

鋼管混凝土組合柱：在“鋼管混凝土結構”中，鋼管混凝土柱可以分為鋼管在柱外側的鋼管混凝土柱和鋼管在柱內的鋼管混凝土柱，前者通常稱為鋼管混凝土柱，后者通常稱為鋼管混凝土組合柱。

在鋼管混凝土組合柱中，鋼管內的混凝土通常為高強混凝土，其強度等級通常等于或高于鋼管外的混凝土強度等級。由于鋼管對核心區的混凝土提供了約束作用，產生了套筒效應，所以，鋼管混凝土組合柱可增加結構的耗能能力、提高建筑物的整體抗震性能，其耗能能力明顯高于一般鋼筋混凝土柱。

如果首先在柱內部制作一個抗壓強度高的核心柱，由其承受結構施工初期的荷載。待主體結構施工到某一高度后，再澆筑鋼管外圍混凝土，即形成為疊合柱。在疊合柱中，結構的部分豎向荷載將由核心柱承受，另一部分豎向荷載由柱外圍混凝土承受，從而使柱子具有較好的延性，達到改善高強混凝土結構抗震性能的目的，其研究成果已成功地應用于近30棟高層建筑之中。但是對于該類柱的研究和應用，目前主要集中于矩形截面形式上。

異型鋼管混凝土芯柱：如果將鋼筋混凝土異形柱和鋼管混凝土組合柱綜合起來，研究一種異形鋼管混凝土芯柱，一定能夠改善現在的鋼筋混凝土異形柱的不足。基于此，本人曾經申請的專利“異型鋼管混凝土芯柱(ZL200620153523.0)”，并已授權，在一定程度上能夠解決這個問題。但是也存在一定的問題，最大的問題是當柱承受的荷載較大時，那么鋼管直徑必然很大，如果其直徑超過了梁的寬度，將造成施工上的很大麻煩。

發明內容

本實用新型的目的在于：將鋼筋混凝土異形柱、異型鋼管混凝土芯柱和碳纖維增強塑料鋼管混凝土柱三個部分綜合起來，制作一種異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱，以提高異型鋼管混凝土芯柱承載力。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱，其碳纖維增強塑料粘貼于鋼管外側使得碳纖維增強塑料與鋼管成為一體，碳纖維增強塑料鋼管綁扎鋼筋、支模版就位并固定，其上澆筑有混凝土。

所述的異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱，其碳纖維增強塑料鋼管位于T、L、十字形柱的內部，且設在縱橫兩個方向鋼筋混凝土的交叉部位。

所述的異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱，其碳纖維增強塑為單向或雙向，纖維方向與柱軸線夾角介于0～90°之間。

本實用新型的優點與效果是：

1.碳纖維增強塑料鋼管位于縱橫方向鋼筋混凝土交叉部位的內部，可以耐火、耐腐蝕；

2.在施工時，可以先澆注碳纖維增強塑料鋼管內部的混凝土，后澆注碳纖維增強塑料鋼管外測的混凝土，從而形成疊合柱；亦可以同時澆筑混凝土；

3.由于碳纖維增強塑料鋼管的存在改善了柱的延性，提高了柱的承載力，利于地震區抗震設計。

附圖說明

圖1是本實用新型十字形異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱圖；

圖2是本實用新型L形異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱圖；

圖3是本實用新型T形異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本實用新型進行詳細說明。

在碳纖維增強塑料鋼管混凝土柱中，碳纖維增強塑料通過結構膠按照一定的方式粘貼于鋼管外壁，從而形成碳纖維增強塑料鋼管混凝土柱。研究結果表明，碳纖維增強塑料的存在增加了構件的承載力，可以有效的減少鋼材的用量。由于碳纖維增強塑料強度高、厚度薄，所以粘貼完碳纖維增強塑料，形成的碳纖維增強塑料鋼管混凝土柱的直徑并沒有明顯的增加，而承載力提高許多。

基于以上，本實用新型提出了一種新結構構件的形式，即異形碳纖維增強塑料鋼管混凝土芯柱。