[實用新型]采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構

有效

• 申請號: 201520054111.0
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN204509978U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 馮鵬;程實
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E04C3/34
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

技術領域

本實用新型屬于建筑結構技術領域，尤其是涉及一種采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構。

背景技術

近年來，隨著建筑高度和橋梁跨度的不斷增加，組合柱受到了工程領域的廣泛關注。對于組合柱而言，承載能力是重要的性能評價標準之一。例如在框架結構、超高層和大跨橋梁中，利用有限的柱截面面積，來滿足高軸壓比性能的柱截面一直為工程領域追求的目標之一。目前，較常使用的柱截面形式有鋼筋混凝土、鋼管混凝土、復合鋼管混凝土等。其中的混凝土為主要承壓材料，發揮了混凝土受壓能力強的優勢，但混凝土材料處于較大應變時易于軟化，整體性變差，不利于其抗震性能的提高。

針對混凝土在普通柱截面中易于軟化的缺點，FRP約束混凝土柱得到了廣泛研究。如何將FRP約束混凝土柱具化為實際工程應用的具體結構，是建筑工程領域正待實現的問題。

實用新型內容

本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本實用新型旨在提供一種采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構，即將圓FRP約束混凝土設置在普通混凝土截面內部，以提高部分截面承載力。此外，由于FRP具有強防腐蝕性能，可利用除了普通混凝土以外具有腐蝕性的填充物，從而緩解傳統資源衰竭危機，提高經濟效益。

根據本實用新型實施例的采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構，包括：外部混凝土和至少一個圓FRP約束混凝土核心，每個所述圓FRP約束混凝土核心包括：圓FRP管，所述圓FRP管的橫截面形成為圓形，所述外部混凝土澆筑在所述圓FRP管的外表面上，所述圓FRP管的纖維纏繞方向為環向或近似于環向；核心混凝土，所述核心混凝土填充在所述圓FRP管內，所述核心混凝土為環境友好型混凝土或者普通混凝土。

根據本實用新型實施例的采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構，通過采用至少一個圓FRP約束混凝土核心，該圓FRP約束混凝土核心利用了FRP材料輕質高強、防腐性能好的優勢，可以采用普通混凝土以及多種環境友好型混凝土作為圓FRP管的內填充物，不僅能利用新型可持續發展材料來節約成本，而且保證了采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構具有高承載力、強抗震性能、重量輕等特點。由于圓FRP約束混凝土核心構造簡單并且當由工廠預制時，大幅降低了施工難度。利用圓FRP約束混凝土核心設置在混凝土結構內部的形式可以獲得較高的技術經濟效益，可用于超高層、大跨橋梁等工程結構中。

在一些實施例中，所述圓FRP約束混凝土核心為一個，且所述圓FRP約束混凝土核心的幾何中心與所述外部混凝土的幾何中心重合。由此，可獲得低成本、高性能的中小型截面的混凝土結構。

在一些實施例中，所述圓FRP約束混凝土核心為多個，所述多個圓FRP約束混凝土核心的幾何中心位于同一圓上，所述圓的圓心與所述外部混凝土的幾何中心重合，且所述多個圓FRP約束混凝土核心繞上述圓均勻間隔分布。由此，可獲得低成本、高性能的大截面尺寸的混凝土結構。

在一些實施例中，采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構還包括中空的方鋼管，所述方鋼管的橫截面形成為方形，所述至少一個圓FRP約束混凝土核心設在所述方鋼管內，所述外部混凝土填充在所述方鋼管和所述圓FRP管之間。

在一些實施例中，采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構還包括多腔鋼管，所述多腔鋼管具有多個空腔，每個所述空腔內設有至少一個圓FRP約束混凝土核心，每個所述空腔的內壁和所述圓FRP管之間填充有所述外部混凝土。

在一些實施例中，采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構還包括縱向鋼筋，所述縱向鋼筋分布在所述圓FRP約束混凝土核心的外側，所述縱向鋼筋內嵌在所述外部混凝土內。

在一些實施例中，采用圓FRP約束混凝土核心增強的混凝土結構還包括多個箍筋和縱向鋼筋，每個所述箍筋形成為環形，至少一個圓FRP約束混凝土核心設在所述內所述多個箍筋在縱向上間隔分布，所述縱向鋼筋和所述至少一個圓FRP約束混凝土核心設在所述箍筋內，所述多個箍筋、縱向鋼筋和所述圓FRP約束混凝土核心構成鋼筋籠，所述外部混凝土填充在所述多個箍筋內。

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本實用新型一個實施例的圓FRP約束混凝土核心的結構示意圖；