[發(fā)明專利]一種鋼管混凝土柱及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810077243.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108277925A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾俊杰;鄭育文;劉鋒;郭永昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C3/34
• 分類號(hào): E04C3/34
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼管混凝土柱，包括鋼管，鋼管內(nèi)填充有混凝土，在鋼管的外壁上周向纏繞有FRP條帶，且FRP條帶沿鋼管的軸向設(shè)置有纏繞間隙；利用FRP條帶間隔包裹鋼管，不僅能解決大型鋼管混凝土柱必須采用厚壁鋼管或高強(qiáng)鋼管的問(wèn)題，而且由于具有環(huán)箍效應(yīng)，還能夠提高鋼管混凝土柱的承載能力和抗震性能，有效避免鋼管發(fā)生屈服前屈曲，有效發(fā)揮鋼管強(qiáng)度，減少鋼材用量，且與全包裹相比，F(xiàn)RP用量較少，材料利用率高。本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述鋼管混凝土柱的制造方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋼管混凝土柱及其制造方法。

背景技術(shù)

鋼管混凝土柱是在鋼管中填充混凝土而形成的構(gòu)件，由于其具有承載力高、延性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越廣泛的用于高層建筑、工業(yè)廠房和橋梁結(jié)構(gòu)中作為承重構(gòu)件。隨著技術(shù)的進(jìn)步，大跨度、超高層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)使結(jié)構(gòu)不得不使用壁厚、高強(qiáng)的鋼管，增加了結(jié)構(gòu)自重，且使用時(shí)由于鋼管與混凝土不能同時(shí)破壞，鋼管容易發(fā)生屈服前屈曲。因此，如何限制受壓鋼材屈曲以有效發(fā)揮鋼材強(qiáng)度，提高柱子延性是結(jié)構(gòu)工程中的一個(gè)重要問(wèn)題。

由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提高、時(shí)間、地理環(huán)境以及自然災(zāi)害(如地震等)等因素，許多鋼管混凝土柱都存在承載力不足、混凝土酥松剝落、裂縫等問(wèn)題。這些問(wèn)題的出現(xiàn)，實(shí)際情況并不允許將其全部推倒重建，而采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)與加固處理更符合實(shí)際。為了延長(zhǎng)鋼管混凝土柱的使用壽命，對(duì)鋼管混凝土柱的加固或改造成為急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

近年來(lái)，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(英文簡(jiǎn)稱FRP)被廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)加固中。FRP具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞、施工便捷的優(yōu)點(diǎn)，采用FRP全包裹加固鋼管混凝土柱能夠提高約束效果，防止鋼管的局部屈曲變形，起到雙重約束的功能。但FRP全包裹加固鋼管混凝土柱的軸向變形能力不高，受到環(huán)向變形能力的影響。同時(shí)由于超高層、大跨度等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)際工程若以全包裹形式則所需FRP量大，不利于FRP在鋼管混凝土柱上的推廣應(yīng)用。

因此如何提供一種重量輕、承載力高、延性好且FRP材料利用率高的鋼管混凝土柱，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋼管混凝土柱，其重量輕、承載力高、延性好且FRP材料利用率高。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述鋼管混凝土柱的制造方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋼管混凝土柱，包括鋼管，所述鋼管內(nèi)填充有混凝土，在所述鋼管的外壁上周向纏繞有FRP條帶，所述FRP條帶沿所述鋼管的軸向設(shè)置有纏繞間隙。

優(yōu)選地，所述FRP條帶沿所述鋼管的軸向螺旋式等間隔纏繞。

優(yōu)選地，所述FRP條帶螺旋纏繞的螺旋角的角度范圍為5°-30°，包括端點(diǎn)值。

優(yōu)選地，包括多個(gè)沿所述鋼管的周向水平纏繞成環(huán)形的所述FRP條帶，且各所述FRP條帶沿所述鋼管的軸向等間隔設(shè)置。

優(yōu)選地，所述FRP條帶的纖維方向與所述FRP條帶的長(zhǎng)度方向保持一致。

優(yōu)選地，所述FRP條帶通過(guò)粘接劑粘在所述鋼管的外壁上。

優(yōu)選地，所述混凝土為混有膨脹劑的混凝土。

本發(fā)明還提供一種鋼管混凝土柱的制造方法，包括，

S1：打磨并清洗鋼管表面；

S2：鋼管表面干燥后，沿鋼管環(huán)向自上而下或自下而上進(jìn)行定位劃線，確定FRP條帶約束區(qū)域；

S3：將裁減好的FRP條帶利用粘接劑粘貼在鋼管上各約束區(qū)域內(nèi)；

S4：將粘貼有FRP條帶的鋼管放置在干燥環(huán)境中養(yǎng)護(hù)；

S5：對(duì)鋼管的外表面進(jìn)行防腐處理。

優(yōu)選地，步驟S3包括：