[實(shí)用新型]一種FRP管-混凝土-多鋼管空心組合單箱或多箱多室梁

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520043655.7
• 申請(qǐng)日: 2015-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204475668U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝猛;陳光明;歐文彬;林旭生;韋冰玲;李紹將;孫樹(shù)楷;潘珠峰;麥宇浩;王奕銓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C3/29
• 分類號(hào): E04C3/29;E01D2/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種FRP管-混凝土-多鋼管空心組合單箱或多箱多室梁。

背景技術(shù)

鋼管混凝土技術(shù)在實(shí)際工程中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但由于鋼管裸露在外，容易受到外部環(huán)境的侵蝕。在某些對(duì)受彎、受壓能力要求較高的大型建筑工程中，若采用鋼管混凝土技術(shù)，必須加大構(gòu)件的整體截面尺寸以保證其具有足夠的承載力，但加大構(gòu)件截面不僅耗費(fèi)材料，而且會(huì)增加構(gòu)件自重。

近年來(lái)，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber?Reinforced?Polymer,簡(jiǎn)稱FRP）因其輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕的特點(diǎn)已被大量應(yīng)用于舊有結(jié)構(gòu)的維修加固，并開(kāi)始在新建結(jié)構(gòu)中應(yīng)用。本實(shí)用新型提供一種FRP管-混凝土-多鋼管空心組合單箱或多箱多室梁，充分發(fā)揮FRP、鋼管、混凝土三種材料的優(yōu)勢(shì)，并揚(yáng)長(zhǎng)避短地優(yōu)化了構(gòu)件整體性能，能有效地解決上述傳統(tǒng)鋼管混凝土構(gòu)件存在的問(wèn)題，在實(shí)際工程中具有很大的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種FRP管-混凝土-多鋼管空心組合單箱或多箱多室梁，其主要目的是通過(guò)優(yōu)化FRP、鋼管、混凝土三種材料的組合形式，充分發(fā)揮鋼材及FRP的受力特性，改善混凝土受力性能及耐久性方面的不足，具有良好的抗震性能、延性及耐久性。由于外面包裹耐腐蝕的FRP材料，使內(nèi)置的混凝土及鋼管得到有效保護(hù)，故本實(shí)用新型構(gòu)件具有良好的耐久性，投入使用后所需的后期維護(hù)費(fèi)用較低。此外，本實(shí)用新型構(gòu)件還具有自重輕、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于建造高性能的建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)及其他基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)，在耐久性及抗震性要求較高的地區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。

本實(shí)用新型提供的一種FRP管-混凝土-多鋼管空心組合單箱或多箱多室梁，由外層的FRP管1，內(nèi)置的鋼管2，以及兩層之間的混凝土3三部分組成；所述外層的FRP管1是單箱或多箱多室梁形式；內(nèi)置的鋼管2數(shù)量等于或大于兩根；內(nèi)置的鋼管2的縱向中心軸線呈軸對(duì)稱布置于外層的FRP管1內(nèi)，形成空心組合單箱多室梁或多箱多室梁。

所述內(nèi)置的鋼管2內(nèi)部為空心，可根據(jù)結(jié)構(gòu)受力需要，全部或者部分填充混凝土。

所述內(nèi)置的鋼管2與外層的FRP管1之間及內(nèi)置的鋼管2內(nèi)部所填充的混凝土類型為普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、膨脹混凝土、回收骨料混凝土、粉煤灰混凝土、纖維混凝土或其它混凝土。

所述的外層的FRP管1和內(nèi)置的鋼管2均為直管或均為彎管。

所述的外層的FRP管1和內(nèi)置的鋼管2沿長(zhǎng)度方向是等截面或變截面。

所述內(nèi)置的鋼管2的截面形狀為圓形、橢圓形、帶圓弧化角的正方形、帶圓弧化角的矩形或其他帶圓弧化角的多邊形。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型具有自重輕的特點(diǎn)，除了采用輕質(zhì)的FRP材料，鋼管內(nèi)部的空隙也有效地減輕了結(jié)構(gòu)自重。同時(shí)，內(nèi)置鋼管及外FRP管可以作為澆筑混凝土的永久性模板，不僅節(jié)省模板費(fèi)用還有利于縮短工期。基于以上特點(diǎn)，這種新型組合構(gòu)件可作為主要承重構(gòu)件廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)及及其他基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)中。

對(duì)受壓而言(如對(duì)梁施加軸向預(yù)應(yīng)力時(shí))，內(nèi)徑大、壁厚薄的單根薄壁鋼管在受壓過(guò)程中，由于其臨界承載力直接受到鋼管徑厚比的影響，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候會(huì)存在局限性。本實(shí)用新型采用內(nèi)置兩根或多根的鋼管，其與內(nèi)置單鋼管的FRP-混凝土-鋼管空心組合構(gòu)件及類似構(gòu)件相比（如專利CN?202831403?U、CN?201943186?U）,本實(shí)用新型的組合構(gòu)件形式的優(yōu)點(diǎn)在于：可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際受力需要靈活布置內(nèi)置鋼管，充分發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn)，使組合構(gòu)件在承載力方面及整體穩(wěn)定性方面都能得到大大的提升。空心鋼管內(nèi)還可以根據(jù)結(jié)構(gòu)受力的需要，全部或者部分（如簡(jiǎn)支梁跨中或連續(xù)梁中間支座處等彎矩比較大的部分）填充混凝土。

對(duì)受彎而言，本實(shí)用新型可采用單箱多室箱梁（如圖1,2）或多箱多室箱梁（圖3）的組合形式，在截面寬高比較大時(shí)，比單室箱梁受力更加合理，主要表現(xiàn)在：（1）多室箱梁結(jié)構(gòu)的中腹板與邊腹板的應(yīng)力分布逐漸趨向均勻，可以減少局部破壞，因此多室箱梁結(jié)構(gòu)比單室箱梁結(jié)構(gòu)整體性和橫向穩(wěn)定性更好；（2）多室箱梁結(jié)構(gòu)抗扭剛度更大，在施工和使用過(guò)程中均有良好的穩(wěn)定性，能有效降低結(jié)構(gòu)在偏心荷載作用下，截面局部變形及畸變效應(yīng)所帶來(lái)的不利影響；（3）有利于建造更加寬扁的橋梁，使橋梁造型更加優(yōu)美，并且可減少風(fēng)荷載的影響。同時(shí)多室箱梁結(jié)構(gòu)的中間腹板所受外界環(huán)境的影響最小，其內(nèi)部混凝土溫度基本穩(wěn)定且要低于結(jié)構(gòu)為單箱單室箱梁時(shí)的混凝土的溫度，從而減少溫度效應(yīng)對(duì)整體混凝土的影響。