[實用新型]纖維復合材料薄壁鋼管混凝土組合結構

無效

• 申請號: 200820036810.2
• 申請日: 2008-05-23
• 公開（公告）號: CN201198632Y
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 王靜峰;高鵬;夏竟成;雷愛君
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: E04C3/00
• 分類號: E04C3/00;E04C3/30
• 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

本實用新型涉及增強型鋼—混凝土組合結構，一種可替代鋼管混凝土用于新建工程、加固改造工程；特別適用于多層建筑、小高層建筑、會展中心、體育場和工業廠房的承重構件、支撐和屋架構件，屬于結構工程技術領域。

背景技術

冷彎薄壁型鋼是通過冷彎成型技術將薄壁鋼板制成圓形、方形、矩形和各種開口截面形式的冷彎型鋼，廣泛應用于國內外多層住宅、工業廠房和會展中心等。由于冷彎薄壁型鋼存在有易發生局部屈曲，臨界屈曲應力低等缺點，極大地限制了其應用范圍。在冷彎薄壁鋼管內澆筑混凝土可以增強其局部穩定承載力，從而改善其受力性能，充分發揮薄鋼和混凝土兩種材料的優點。鋼管對混凝土的約束作用使混凝土處于復雜應力狀態，從而提高混凝土強度和改善其塑性和韌性；混凝土的存在可以避免或延緩冷彎薄壁鋼管發生局部屈曲，可以保證其性能的充分發揮，提高冷彎薄壁鋼管混凝土柱的整體承載力，大大改善其塑性和韌性，同時免除施工模板，減少用鋼量，節約工程造價。

冷彎薄壁鋼管混凝土是指在冷彎薄壁鋼管內填充混凝土而形成的構件，其中冷彎薄壁鋼管是指壁厚小于4mm的圓形、方形和矩形鋼管，或通過壁厚小于4mm的C型、L型等冷彎薄壁型鋼材組合而成的矩形鋼管。冷彎薄壁鋼管混凝土在長期自然環境和使用環境的雙重作用下會受到不同程度的損傷，如物理老化、化學腐蝕等，同時火災、水災和地震等災害對這類結構或構件的破壞時有發生，這些都會嚴重降低冷彎薄壁鋼管混凝土結構的安全性、耐久性和適用性，降低其使用壽命。

在實際工程中，由于設計、施工錯誤和材料質量問題造成工程事故，或已建結構的技術改造，需要提高結構承載力和剛度，改變其結構使用功能。這些原因導致目前很多冷彎薄壁鋼管混凝土結構在受力性能、承載力和剛度等方面不能很好地滿足安全和使用要求。

實用新型內容

本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種可用于新建工程、加固改造工程；特別適用于多層建筑、小高層建筑、會展中心、體育場和工業廠房的承重構件、支撐和屋架構件的纖維復合材料薄壁鋼管混凝土組合結構，以期獲得良好的受力性能，優越的耐腐蝕性，減輕構件自重，提高施工操作的快捷程度，減少結構用鋼量。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案：

本實用新型纖維復合材料薄壁鋼管混凝土組合結構的結構特點是在冷彎薄壁鋼管內澆筑混凝土，形成薄壁鋼管混凝土結構，在薄壁鋼管混凝土結構的外表面，以浸有纖維粘結劑的纖維復合材料布纏繞在鋼管外周形成固結的纖維復合材料外包層。

本實用新型纖維復合材料薄壁鋼管混凝土組合結構的結構特點也在于冷彎薄壁鋼管的橫截面為圓管、不帶肋矩形管、帶雙邊對稱肋矩形管、帶四邊肋矩形管、帶十字肋矩形管、或帶有凸肋的矩型管。

與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在：

1、本實用新型不僅充分體現了纖維復合材料、冷彎薄壁鋼管和混凝土各自的優勢，更充分發揮了其間相互作用所帶來的有益效果，由纖維復合材料為冷彎薄壁鋼管提供緊箍力，其間的共同作用明顯改善結構的受力性能、提高冷彎薄壁鋼管混凝土構件的承載力和剛度，防止鋼管被腐蝕，具有良好的受力性能、優越的耐腐蝕性，構件自重輕，施工操作簡便，可減少結構用鋼量，降低工程造價。

2、本實用新型可替代鋼管混凝土用于新建工程、加固改造工程；特別適用于多層建筑、小高層建筑、會展中心、體育場和工業廠房的承重構件、支撐構件、桁架構件和屋架構件。

附圖說明

圖1(a)為本實用新型纖維復合材料矩形薄壁鋼管混凝土組合結構示意圖；

圖1(b)、圖1(c)、圖1(d)、圖1(e)和圖1(f)分別為采用不同肋形式的矩形薄壁鋼管的本實用新型結構示意圖；

圖1(g)、圖1(h)、圖1(i)、圖1(j)和圖1(k)分別具有不同肋形式的矩形薄壁鋼管示意圖。

圖2(a)為本實用新型纖維復合材料圓型薄壁鋼管混凝土組合結構示意圖；

圖2(b)為圖2(a)的橫斷面結構示意圖。

圖2(c)為圖2(a)所示橫斷面結構的圓型薄壁鋼管示意圖。

圖中標號：1纖維復合材料外包層、2薄壁鋼管、3混凝土、4肋。

以下通過具體實施方式，并結合附圖對本實用新型作進一步說明。

具體實施方式

參見圖1(a)，設置矩形薄壁鋼管2，在冷彎薄壁鋼管2內澆筑混凝土3，形成薄壁鋼管混凝土結構，在薄壁鋼管混凝土結構的外表面，以浸有纖維粘結劑的纖維復合材料布纏繞在鋼管外周形成固結的纖維復合材料外包層1。