[實用新型]一種鋼管FRP管混凝土組合柱

有效

• 申請號: 201120406034.2
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN202689338U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 劉永軍;孫永梅
• 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: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

??本實用新型涉及建筑領域中一種增強型的組合承重結構，確切的說是一種鋼管FRP管混凝土組合柱，該組合柱在鋼管、FRP管、鋼骨和混凝土的共同工作下，能大幅度提高構件的承載能力，可作為承重構件廣泛應用于對承載能力要求較高的大型工業建筑和民用建筑。?

背景技術

目前，鋼管混凝土技術在實際工程中已有較廣泛的應用；由纖維增強復合材料制成的FRP管則較多的應用于建筑結構的加固改造工程中；為了更大程度上發揮鋼材、FRP和混凝土三種材料的性能優勢，對鋼管、FRP管和混凝土這三種材料組成的組合結構的研究也有所進展，具有代表性的是鋼管-FRP管-混凝土組合柱。?

鋼管-FRP管-混凝土組合柱，充分發揮了鋼材、FRP和混凝土三種材料的性能優勢，并揚長補短相互作用使其具有更優良的受力性能，在實際工程中具有很大的發展前景。然而，在某些對承載能力要求較高的大型建筑工程中，要想利用受力性能良好的鋼管-FRP管-混凝土組合柱就必須要加大柱子截面尺寸以保證其具有足夠的承載能力。加大柱截面尺寸不僅浪費材料而且影響建筑物的有效使用空間，為此有必要采取新方法有效改進鋼管-FRP管-混凝土組合柱在承載能力方面的局限性，使其具有更廣泛的工程應用價值。?

發明內容

為了彌補上述現有技術存在的不足，本實用新型的主要目的是開發增強型組合承重結構。該組合結構在鋼管、FRP管、鋼骨和混凝土的共同工作下，能大幅度提高構件的承載能力，可作為承重構件廣泛應用于對承載能力要求較高的大型工業建筑和民用建筑中。?

技術方案如下：?

一種鋼管FRP管混凝土組合柱，鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱，是由外部鋼管、內部圓截面FRP管和位于中心的鋼骨經澆筑混凝土后組合而成，其外部鋼管可以是矩形鋼管、正方形鋼管或圓形鋼管，內部圓截面FRP管可以是CFRP管（碳纖維管）、GFRP管（玻璃纖維管）或其它纖維增強復合材料制成的管，中心鋼骨可以是焊接、軋制實腹式型鋼或格構式組合鋼。其組合柱可由不同形狀鋼管、不同種類FRP管和不同類型鋼骨任意組合而成。且其鋼管壁厚、FRP管壁厚、鋼骨尺寸可根據實際工程需要自行選定。

與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在:?

1.鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱，由于柱中心鋼骨的存在，能在充分發揮鋼材、FRP和混凝土三種材料性能優勢的基礎上，大幅提高柱的承載能力，而無需加大柱截面尺寸；

2.鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱，位于內部的FRP管由于受到外部鋼管和環形混凝土層的保護作用，能有效克服抗火性能差的缺點，使其在高溫火災情況下依然能發揮高強、高效的優點，使增強型組合柱表現出優越的抗火性能。

附圖說明

圖1為本實用新型的截面示意圖；?

圖2、圖3、圖4，圖5，圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12為不同鋼骨和不同形狀鋼管與FRP管和混凝土的不同組合形式形成的不同組合柱截面示意圖。

其中1表示鋼管，2表示FRP管、3表示鋼骨、4表示混凝土?

附圖補充說明：本實用新型適用于大型工業建筑和民用建筑中的承重構件，當承重構件為雙向偏心受壓且兩個平面都為主平面時，宜采用圖4、圖6、圖10、圖12的截面形式；當承重構件為雙向偏心受壓且只有一個主平面時，宜選用圖5、圖11的截面形式；當承重構件為單向偏心受壓時，宜選用圖1、圖2，圖3，圖7、圖8、圖9的截面形式；當承重構件為軸心受力時，宜選用較為經濟實用的圖1、圖2的截面形式。

具體實施方式

1）根據工程實際需要準備好施工所需鋼管、FRP管和鋼骨。鋼管可以是方鋼管或圓鋼管，FRP管可以是GFRP管（玻璃纖維管）、CFRP管（碳纖維管）、AFRP管（芳綸纖維管）或其他纖維增強復合材料制管，鋼骨可以是軋制、焊接實腹式型鋼或格構式組合鋼。?

2）將鋼管、FRP管和鋼骨定位安裝在設計規定位置，注意使其形心重合，當鋼管、FRP管和鋼骨不夠長需要接長時，接縫不宜在同一截面上，應相互錯開。?

3）澆筑混凝土，所需混凝土根據工程實際需要可選用普通混凝土或高強混凝土，鋼管和FRP管之間的環形混凝土和核心混凝土可以同時澆筑，為保證混凝土澆筑質量，宜采用和易性較好的混凝土。?

4）常溫養護至設計要求強度，鋼管外表面按相關規范規定刷耐高溫防腐涂料，即形成鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱。?