[實(shí)用新型]一種基于CFRP布加固的SCS方形鋼管混凝土柱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220734237.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN203008234U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高小育;王旭;楊光輝;劉永健;樊小林;張俊光;黃月超;李志立;裴會(huì)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C3/34
• 分類號(hào): E04C3/34
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種鋼管混凝土柱，尤其是涉及一種基于CFRP布加固的SCS方形鋼管混凝土柱。

背景技術(shù)

鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土后形成的結(jié)構(gòu)。鋼和混凝土兩種材料相互彌補(bǔ)彼此的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮彼此的長(zhǎng)處，使鋼管混凝土具有很高的承載力，并具有優(yōu)良的力學(xué)性能。現(xiàn)如今，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在海洋平臺(tái)與大跨、重載、輕型橋梁等結(jié)構(gòu)中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，且所采用的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)主要有圓形、方形、矩形等截面形式。但是，目前所使用的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)件普遍存在結(jié)構(gòu)自重大、施工不便等缺陷，因而在很大程度上限制了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展應(yīng)用。

其中，方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一、方鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單，易于施工，尤其在框架結(jié)構(gòu)中，這種節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)可以得到很好地發(fā)揮；第二、截面的相對(duì)慣性矩較大，整體穩(wěn)定性及抗壓彎性能較好；第三、具有良好的抗震性能和延性性能。但是，方鋼管對(duì)核心混凝土的約束作用較差，易發(fā)生局部屈曲，且用鋼量較大，結(jié)構(gòu)自重大，因而使得方鋼管混凝土的發(fā)展應(yīng)用受到限制。

綜上，現(xiàn)如今所采用的方鋼管混凝土柱普遍存在幾個(gè)問(wèn)題：第一、方鋼管對(duì)混凝土的套箍作用較弱，易發(fā)生局部屈曲，且組合結(jié)構(gòu)的整體性不夠；第二、方鋼管混凝土柱的自重偏大，因而限制了柱體的結(jié)構(gòu)尺寸；第三、鋼材的耐火性能較差。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于CFRP布加固的SCS方形鋼管混凝土柱，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、施工方便且施工成本較低、力學(xué)性能優(yōu)良、使用效果好，能解決現(xiàn)有方形鋼管混凝柱存在的自重大、鋼管與混凝土間連接性能差、鋼管對(duì)混凝土的套箍作用小、耐久性較差等問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于CFRP布加固的SCS方形鋼管混凝土柱，其特征在于：包括方形鋼管、套裝于方形鋼管內(nèi)部的圓形鋼管、由填充于方形鋼管與圓形鋼管之間空腔內(nèi)的混凝土澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)和由纏繞在所述方形鋼管外側(cè)壁上的CFRP布形成的外部整體加固層，所述外部整體加固層與所述方形鋼管的外側(cè)壁之間以粘接方式進(jìn)行緊固連接，且所述圓形鋼管布設(shè)于方形鋼管的內(nèi)側(cè)中部；所述方形鋼管和圓形鋼管呈同軸布設(shè)；所述圓形鋼管的外徑為Ф102mm～Ф2000mm，所述方形鋼管和圓形鋼管的壁厚均為4mm～100mm，且A1︰A2=1︰（0.6～0.8），其中A1=a1+b1，a1為方形鋼管的橫截面積且b1為方形鋼管內(nèi)側(cè)中空部的橫截面積，A2=π·r²且r為圓形鋼管的外徑。

上述一種基于CFRP布加固的SCS方形鋼管混凝土柱，其特征是：所述混凝土結(jié)構(gòu)為碳纖維混凝土結(jié)構(gòu)。

上述一種基于CFRP布加固的SCS方形鋼管混凝土柱，其特征是：所述方形鋼管和圓形鋼管的壁厚均優(yōu)選為18mm～25mm，且A1優(yōu)選為4m²～10m²。

上述一種基于CFRP布加固的SCS方形鋼管混凝土柱，其特征是：所述方形鋼管的橫截面為正方形。

上述一種基于CFRP布加固的SCS方形鋼管混凝土柱，其特征是：所述方形鋼管和圓形鋼管均呈豎直向布設(shè)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且施工成本較低。

2、結(jié)構(gòu)輕盈且抗震與抗扭性能良好。

3、施工方便且使用效果好，所施工成型的SCS方形鋼管混凝柱的力學(xué)性能好且結(jié)構(gòu)輕盈，內(nèi)外兩層鋼管之間通過(guò)所澆注的混凝土連接成為一個(gè)整體。實(shí)際使用時(shí)，本實(shí)用新型能充分改善鋼管混凝土結(jié)構(gòu)自重大、施工不便等缺陷，其利用方形鋼管較大的截面積來(lái)提供較大的截面抗扭與抗彎慣性矩，利用圓形鋼管有效減小混凝土體積來(lái)減輕自重，并且?jiàn)A層混凝土處于三向受壓狀態(tài)并將內(nèi)方形鋼管連成整體。因而，本實(shí)用新型能充分發(fā)揮方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)所具有的形式簡(jiǎn)單、易于施工等優(yōu)點(diǎn)，截面的相對(duì)慣性矩較大，抗震、抗扭性能好，能有效克服鋼管與其內(nèi)部混凝土之間的連接性能差、外側(cè)鋼管對(duì)內(nèi)部混凝土的套箍作用小等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型利用內(nèi)置的圓鋼管增強(qiáng)對(duì)混凝土的套箍作用，并利用圓形鋼管有效混凝土體積來(lái)減輕自重的目的。