[實用新型]一種FRP-混凝土-鋼管空心柱

有效

• 申請號: 201320036072.2
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN203080800U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 彭賢昌;吳立軍;王承翼;張勇;俞俊斐;周國棟;李育軍;盧向華;孫恒來
• 申請（專利權）人: 浙江宇業建設工程有限公司;浙江新東陽建設集團有限公司;遠揚控股集團股份有限公司
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 黎雙華;徐關壽

技術領域

本實用新型屬于建筑施工領域，特別涉及一種增強型的組合承重結構——FRP-混凝土-鋼管空心柱。該組合空心柱由FRP?管、混凝土和鋼管的共同作用，在保證承載力滿足前提下，構件內部的空隙有效減輕了結構自重，外圍的FRP管增強了混凝土的耐腐蝕性，可廣泛應用于工業和民用建筑。

背景技術

近幾年，鋼管混凝土技術在實際工程中得到了廣泛應用，但由于鋼管裸露在外，容易受到周圍環境對鋼材的侵蝕。在某些對承載力要求比較高的大型建筑中，若使用普通鋼筋混凝土柱，勢必需要加大柱截面尺寸以保證具有足夠的的承載力，加大柱截面尺寸不僅浪費材料，而且會增加結構的自重。

由于纖維增強復合材料制成的FRP管在耐腐蝕性能方面尤為突出，為了更好的發揮出FRP管、混凝土、鋼管三種材料的各自在性能方面的優勢，本實用新型提供了一種FRP-混凝土-鋼管空心柱，能充分發揮三者的性能優勢，并揚長避短的彌補了了各自的缺陷使其具有更加優良的受力性能。FRP-混凝土-鋼管空心柱不僅有效的避免了在自重方面的缺陷，而且更是在耐腐蝕方面有凸出貢獻。

發明內容

為了彌補普通鋼筋混凝土柱在承載力方面和自重方面的缺陷，以及鋼管混凝土柱在耐腐蝕性方面存在的不足，本實用新型提供了一種增強型耐腐蝕的組合承重結構。該組合結構在FRP管、混凝土、鋼管的共同作用下，能大幅提高構件的承載力，減少結構的自重，提供結構所需的耐久性，可作為承重構件廣泛應用于對承載力要求比較高，耐腐蝕性要求比較高的工業和民用建筑中。

一種FRP-混凝土-鋼管空心柱，其特征在于，由外部的FRP管和內部的圓截面鋼管組成，FRP管與鋼管同心設置，兩者中間設有混凝土層。

FRP-混凝土-鋼管空心柱，是由外部FRP管、中間高強度混凝土和內部的圓截面的鋼管組合而成，外圍的FRP管和內部的鋼管同心設置，作為受壓構件。外部圓截面的FRP管可以使用GFRP管（玻璃纖維管）、CFRP管（碳纖維管）、AFRP管（芳綸纖維管）或者其他纖維增強復合材料制成，高強度混凝土一般采用C50以上，該組合柱的鋼管壁厚、混凝土型號、FRP管壁厚可根據實際工程具體需要確定。

作為雙壁空心柱，該組合柱形式與現有雙壁空心柱（雙FRP管柱、雙鋼管柱）相比，有明顯優勢。外管為管為主要包含環向或接近環向纖維的FRP管，縱向剛度很小，其主要作用是約束混凝土以及提高抗剪承載力；鋼管和混凝土則作為主要縱向受力材料，而鋼管內部的空間在需要時也可局部填充混凝土。由于其價格較低且變形能力較好等特點，玻璃纖維增強復合材料(Glass?FRP)比碳纖維增強復合材料(Carbon?FRP)更適合用于制作該類構件的外管。

????從初始造價來看，該組合柱也屬于一種經濟型構件：FRP外管主要用作耐腐蝕保護層和混凝土的約束材料(不作為主要縱向受力材料)，故可相對較薄；而較普通鋼筋混凝土空心構件而言，該種新型構件節約了澆鑄混凝土所用模板的費用；相對于實心鋼筋混凝土構件而言，更節約了內部空心部分的混凝土。在初始造價基本相當的情況下，該種組合柱作為受壓構件的承載力在大部分受力狀況下都大于空心鋼筋混凝土構件，而延性和耐久性的優越性則更加突出。

該組合柱的優勢體現：

（1）耐腐蝕性能好，由于外圍包裹FRP管材，有效阻隔了氯離子，二氧化碳等有害因子對混凝土和鋼管的侵蝕，大大延長了組合柱的使用壽命。

（2）自重相對輕，由于組合柱內部中空，既節約了內部空心部分的混凝土，又有效減輕了結構自重。

（3）施工便利，FRP管和內部鋼管可以作為施工時澆筑混凝土的模板，避免了支模和拆模的工序。

（4）在外管FRP纖維的約束下，約束了混凝土，保證了其處于三向受壓狀態，大大提高了混凝土的受壓強度，提高了柱的承載力；在條件允許下，內部鋼管可作為埋設管線的通道，避免了傳統施工埋設管線的工序。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

附圖標記：1-FRP管；2-?鋼管；3-混凝土層。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本實用新型實施方式作進一步詳細描述。

一種FRP-混凝土-鋼管空心柱，由外部的FRP管1和內部的圓截面鋼管2組成，FRP管與鋼管同心設置，兩者中間設有混凝土層3。