[發明專利]一種竹材復合管約束鋼骨混凝土組合結構

在審

• 申請號: 201710045382.3
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106760216A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 魏洋;程勛煜;李國芬
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: E04C3/36
• 分類號: E04C3/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鋼骨混凝土結構，尤其是一種竹材復合管約束鋼骨混凝土組合結構，屬于土木建筑結構技術領域。

背景技術

鋼骨混凝土結構又稱為勁性混凝土結構，在高層建筑、橋梁、重載結構中得到了廣泛的應用。鋼骨混凝土結構發揮了鋼骨和混凝土兩種材料的組合作用，鋼骨在混凝的包裹之下，其局部屈曲得到了抑制，更好發揮了鋼骨的力學性能。然而，現有的鋼骨混凝土組合結構存在以下缺點，外部混凝土容易剝落，影響結構耐久性，并且在澆筑混凝土時還需在鋼骨骨架外側設置模板，施工不方便；另外，鋼骨混凝土在地震等災害作用下，其外部混凝土容易發生脆性破壞，國內外一些學者對高軸壓比下高強鋼骨混凝土結構的抗震性能研究發現，高軸壓比下鋼骨混凝土的結構延性不理想，如C50鋼骨混凝土結構抗震性能試驗結果表明，當軸壓比大于等于0.4時，鋼骨與混凝土之間容易過早出現粘結破壞，混凝土大范圍退出工作，抗震性能很差。

針對鋼骨混凝土結構，研究者也在不斷開發新的結構形式，力求克服鋼骨混凝土的缺點與不足。如中國專利第“201210126290.5”號，公開了一種“混雜FRP管鋼骨混凝土組合柱”，混雜FRP管約束可以提高鋼骨混凝土組合柱承載力和耐久性，并提高鋼骨混凝土的延性和抗震性能。不足的是，該結構中混雜FRP管所使用的纖維織物采用化學加工方法制造而成，都是人造纖維織物，產品及廢料不可回收，加工過程耗能高。因此使用混雜FRP管，消耗了大量寶貴的資源且導致了環境污染。

竹子是寶貴的森林資源之一。竹子是禾本科植物中最原始的亞科之一，竹子生長速度快、繁殖能力強，竹子具有很強的環境適應性，中國竹類資源十分豐富，據統計，全國竹類植物共有48個屬，500多種。竹子具有優異的力學性能，隨著石油資源日益枯竭，人造纖維原料供應日趨嚴峻，竹纖維作為一種新型高性能天然纖維越來越多地應用到纖維增強復合材料的制備，是人造纖維的理想替代品。

發明內容

本發明的目的是提供一種竹材復合管約束鋼骨混凝土組合結構，對現有鋼骨混凝土結構的改進，以期解決現有鋼骨混凝土結構的缺陷，使得鋼骨混凝土結構具有較高的承載能力，較好的延性，以及良好的耐腐蝕與耐久性，以期解決能源消耗，環境污染問題。本發明適用于新建結構中的樁、柱、橋墩，以及現有鋼骨混凝土結構中以受壓為主的構件加固。

為此，本發明提供一種竹材復合管約束鋼骨混凝土組合結構，其特征在于該結構包括核心混凝土、鋼骨、竹材復合管，其中，竹材復合管由隔離層、竹材結構層、外防護層由內向外互相復合構成，隔離層由浸有膠黏劑的竹纖維氈、玻璃纖維氈、玄武巖纖維氈或竹纖維無紡布固化形成，竹材結構層由粘附有膠黏劑的竹蔑簾纏繞在隔離層外固化而成，其竹蔑簾是由多個竹蔑片通過編織線連接組成的簾狀結構，竹蔑片為原竹、竹材集成材、竹材層積材或竹材重組材經加工而成，外防護層直接涂覆固化在竹材結構層外表面，鋼骨布置于竹材復合管的截面內部，在竹材復合管內澆筑核心混凝土，核心混凝土包裹鋼骨并充滿竹材復合管，核心混凝土的150mm立方體抗壓強度不小于50MPa。

所述的一種竹材復合管約束鋼骨混凝土組合結構，其特征在于竹材結構層中的竹篾簾分為橫向竹篾簾和縱向竹篾簾，縱向竹蔑簾的所有竹蔑片的長度方向與其所組成的竹蔑簾長度方向均保持一致，橫向竹蔑簾的所有竹蔑片的長度方向均與其所組成的竹蔑簾寬度方向保持一致。

所述的一種竹材復合管約束鋼骨混凝土組合結構，其特征在于竹材結構層中的竹篾簾采用橫向竹篾簾、縱向竹篾簾或者兩者相互組合的平面纏繞方式連續均勻地纏繞于隔離層外，其橫向竹篾簾、縱向竹篾簾纏繞層數不受限制，可分別為0層、1層或1層以上，各層竹篾簾纏繞方向與竹材復合管軸線垂直方向呈-30°至30°，纏繞方向可以相同或不同，縱向竹篾簾提供對結構縱向抗彎承載力的提高，橫向竹篾簾實現對鋼骨混凝土的側向約束，約束之后鋼骨與混凝土之間的粘結力得到有效提升，混凝土在承受約束之后的強度與延性增強，整個結構的抗震性能優越。

竹纖維氈、玻璃纖維氈、玄武巖纖維氈或竹纖維無紡布均勻而連續的通過樹脂膠液采用環、縱向平面纏繞的組合形式纏繞在模具上，加熱固化，脫模后形成隔離層，優選采用200g/m²～350g/m²的竹纖維氈、玻璃纖維氈、玄武巖纖維氈或竹纖維無紡布。

組成竹蔑簾中的各個竹蔑片而言，其規格參數設定如下：長度為1000mm～2500mm、寬度為5mm～25mm、厚度為0.2mm～1.0mm，并且逐片搭接形成長度不小于2.5m的竹蔑簾，竹蔑片沿著縱向的相互搭接重疊長度不小于100mm。