[實用新型]一種泡沫填充纖維增強聚合物管

有效

• 申請號: 201220263083.X
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN202756890U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 張大旭;陳務軍;鄒濤
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16S3/00
• 分類號: F16S3/00;B32B9/04;B32B27/12
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本實用新型涉及一種泡沫填充纖維增強聚合物管，屬于新材料結構領域，可應用于建筑、航空航天、橋梁工程等領域的桿系結構中。

背景技術

以軸向受力為主的桿系結構廣泛應用在建筑工程、航空航天、機械工程等領域的大跨度結構中，如桁架、網架及網殼等。通常這類結構由鋼管制成，具有結構堅固、焊接性好、剛度大等優點，但也有自重大、易腐蝕等缺點。而纖維增強樹脂基(Fibre-Reinforced?Polymer，FRP)聚合物管，尤其是碳纖維(Carbon?Fibre-ReinforcedPolymer,CFRP)聚合物管具有強度高、自重小、耐腐蝕等優點，可用于超大跨度或對重量有嚴格要求的桿系結構。

但是，當碳纖維聚合物管承受軸向拉伸與壓縮載荷時，由于聚合物管在厚度和垂直于纖維方向易被破壞，碳纖維受力只有理論承載能力的1/3，過早出現了管端部分層破壞或管壁局部失穩破壞，使得碳纖維的高強度性能沒有得到充分利用。

因此，本發明旨在提供一種設計構造簡單、自重小、能夠解決聚合物管承受拉伸或壓縮載荷時過早出現端部分層破壞和局部失穩問題、提高聚合物管的承載能力的桿系結構。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種設計構造簡單的桿系結構，當該結構受拉伸或壓縮載荷時，能夠解決傳統聚合物管過早出現端部分層破壞以及局部失穩問題，提高聚合物管的承載能力。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種泡沫填充纖維增強聚合物管，包括：聚合物管；

泡沫填充物，所述泡沫填充物置于所述聚合物管內；

連接筒，所述連接筒分別固定在所述聚合物管兩端部內；

螺栓桿，所述螺栓桿分別與所述連接筒內部螺紋連接；

螺母，所述螺母分別與所述螺栓桿內螺紋連接；

承壓板，通過所述螺母與所述螺栓桿的內螺紋連接，將所述承壓板分別緊固于所述聚合物管的兩端頭；

至少兩個楔片式箍套，所述楔片式箍套由變內徑圓筒與四片或更多楔片組成，通過將所述楔片楔入所述變內徑圓筒與所述聚合物管之間的間隙中，將所述變內徑圓筒緊固于所述聚合物管端部外側。

較佳地，所述聚合物管沿管壁厚度方向有多個鋪層，其中至少一個鋪層的纖維沿軸向布置，最內側鋪層的纖維方向與周向夾角大于0度。

較佳地，所述泡沫填充物為閉孔泡沫管芯。

較佳地，所述閉孔泡沫管芯的直徑與所述聚合物管內徑相同。

較佳地，所述連接筒與所述聚合物管內壁通過膠接接頭連接。

較佳地，所述連接筒端頭斜削，最小斜度為1/10。

較佳地，所述連接筒與所述承壓板之間有一間隙。

較佳地，所述承壓板與所述聚合物管端面完全接觸。

較佳地，所述變內徑圓筒厚度變化與所述楔片相同。

本實用新型中泡沫填充物對聚合物管壁起支撐作用，抑制聚合物管受壓局部失穩，聚合物管端楔片式箍套可以抑制聚合物管受壓時端部分層破壞，有效提高空心聚合物管在軸力作用下的承載力，充分發揮纖維縱向強度高的性能。本實用新型在承受拉伸載荷時，螺栓桿將拉力傳給連接筒，連接筒傳給聚合物管。在承受壓縮載荷時，螺栓桿將壓力傳給承壓板，承壓板傳給聚合物管。由此可知，拉力和壓力傳遞路徑分開，計構造簡單，傳力路徑明確，有助于降低聚合物管受力破壞的概率，且螺栓桿容易與其它桿件或節點連接。

以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的一個較佳實施例的結構圖。

圖2是本實用新型的一個較佳實施例中的連接筒的結構圖。

圖3是本實用新型的一個較佳實施例中的連接筒的左側視圖。

圖4是本實用新型的一個較佳實施例中的楔片式箍套的結構圖。

圖5是本實用新型的一個較佳實施例中的楔片式箍套的左側視圖。

圖6是本實用新型的一個較佳實施例中的楔片的示意圖。

圖7是本實用新型的一個較佳實施例中的變內徑圓筒的結構圖。

圖8是本實用新型的一個較佳實施例中的變內徑圓筒的左側視圖。

具體實施方式

本實用新型是一種泡沫填充纖維增強聚合物管。