[發(fā)明專利]一種具有FRP包裹體的混凝土柱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310152077.6
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103233460A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李揚
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司
• 主分類號: E02D5/24
• 分類號: E02D5/24
• 代理公司: 上海申蒙商標(biāo)專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有FRP包裹體的混凝土柱。

背景技術(shù)

FRP即纖維增強塑脂，是近年來快速發(fā)展的一種復(fù)合材料。根據(jù)材料成分的不同，F(xiàn)RP可以分為碳纖維增強樹脂CFRP、玻璃纖維增強樹脂GFRP，以及芳綸纖維增強樹脂AFRP，目前CFRP、GFRP在土木工程中的應(yīng)用較為普遍。FRP材料具有強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、易加工但延性較差的特點。FRP在結(jié)構(gòu)中常用的形式有FRP布、FRP板、FRP型材、FRP筋等。

混凝土的單軸抗壓強度明顯低于三軸抗壓強度，且混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫后存在剛度退化、鋼筋易銹蝕等問題。將FRP布包裹于混凝土柱外側(cè)，可以充分發(fā)揮混凝土的三軸抗壓強度，顯著提高混凝土柱的承載能力和耐腐蝕性能，因此在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域尤其是在結(jié)構(gòu)加固時被廣泛采用。但是現(xiàn)有的FRP包裹混凝土柱，僅是將FRP布均勻地包裹在混凝土柱外側(cè)用于約束柱子的橫向膨脹，同時增加FRP包裹層的厚度和層數(shù)。當(dāng)FRP包裹層破裂時，混凝土柱會隨即壓潰，因此其延性和耗能性能較差，在地震作用下極易發(fā)生脆性破壞，給結(jié)構(gòu)安全帶來隱患，所以其應(yīng)用范圍又受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種具有FRP包裹體的混凝土柱，該混凝土柱外表面所包覆的FRP包裹體的受力區(qū)域采用復(fù)合受力結(jié)構(gòu)，即主受力層、填充介質(zhì)層以及次受力層，以克服現(xiàn)有技術(shù)中采用FRP包裹體的混凝土柱的延性和耗能性能不足的缺點。

本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種具有FRP包裹體的混凝土柱，其特征在于所述包裹體附著包覆于所述混凝土柱表面，所述FRP包裹體由內(nèi)層包裹層和外層包裹層構(gòu)成，在二者之間間隔設(shè)置有填充介質(zhì)層，將所述填充介質(zhì)層所在區(qū)域設(shè)定為受力區(qū)域，其它區(qū)域為連接區(qū)域，其中在所述受力區(qū)域內(nèi)的外層包裹層為次受力層，所述受力區(qū)域內(nèi)的內(nèi)層包裹層為主受力層。

所述次受力層的寬度寬于所述主受力層的寬度以構(gòu)成所述填充介質(zhì)層的填充設(shè)置空間。

位于所述連接區(qū)域的內(nèi)層包裹層和外層包裹層粘結(jié)或縫制在一起，以構(gòu)成呈一體結(jié)構(gòu)的所述連接區(qū)域。

所述內(nèi)層包裹層由CFRP布或板構(gòu)成，所述外層包裹層由GFRP布或板構(gòu)成。

所述填充介質(zhì)層由橫截面呈月牙形的柔性材料構(gòu)成。

本發(fā)明的優(yōu)點是，該具有FRP包裹體的混凝土柱不僅抗壓強度高，其延性及耗能性能也將得到改善；同時該FRP包裹體可有效防止混凝土柱發(fā)生脆性破壞，并起到緩沖示警的作用，即隨著混凝土柱的膨脹，某個受力區(qū)域的主受力層應(yīng)力達到極限強度從而發(fā)生斷裂，下一個受力區(qū)域的主受力層開始工作，依次類推，直至最后一個受力區(qū)域的主受力層斷裂后，所有受力區(qū)域的次受力層開始進入工作，并繼續(xù)對混凝土柱提供橫向約束力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1，圖中標(biāo)記1-6分別為：混凝土柱1、次受力層2、填充介質(zhì)層3、主受力層4、連接區(qū)域5、受力區(qū)域6；

L1為主受力層4的寬度；L2為次受力層2的寬度。

實施例：如圖1所示，本實施例具體涉及一種具有FRP包裹體的混凝土柱，該FRP包裹體附著包覆于混凝土柱1的外側(cè)，混凝土柱1可以是圓柱體也可以是方柱體，該FRP包裹體由內(nèi)層包裹層和外層包裹層構(gòu)成，在二者之間沿環(huán)向間隔設(shè)置有填充介質(zhì)層3，將填充介質(zhì)層3所在的區(qū)域設(shè)定為受力區(qū)域6，其他區(qū)域則為連接區(qū)域5，相鄰的兩個受力區(qū)域6之間由連接區(qū)域5相連；受力區(qū)域6的外層包裹層為次受力層2，受力區(qū)域6的內(nèi)層包裹層為主受力層4，填充介質(zhì)層3位于主受力層4和次受力層2之間，其中次受力層2的寬度L2稍寬于主受力層4的寬度L1,以構(gòu)成填充介質(zhì)層3的填充空間，L2相對于L1寬出的比例可以根據(jù)具體的工程需要通過計算分析或?qū)嶒灈Q定，常用2%～10%，為確保每個受力區(qū)域6中填充介質(zhì)層3的位置固定，在受力區(qū)域6的豎向兩側(cè)邊縫線固定。

位于所述連接區(qū)域的內(nèi)層包裹層和外層包裹層粘結(jié)或縫制在一起，以構(gòu)成呈一體結(jié)構(gòu)的所述連接區(qū)域。