[实用新型]一种工字型FRP型材-钢管-混凝土柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及工字型FRP型材-钢管-混凝土柱,特别是涉及由矩形、方型或圆形钢管和放置在钢管中的工字型FRP型材以及填充在二者之间的混凝土构成。 

背景技术

由于框架结构具有布置灵活、使用空间大等优点，因此受到了工程的广泛关注。而作为框架结构的主要构件的框架柱一般为普通的钢筋混凝土柱,即先捆扎好钢筋笼,再支好模板,最后浇注混凝土, 制作这种传统的钢筋混凝土柱存在着工期长、难度大、效率低的缺点,中国实用新型专利03248845.9号给出了改进后的《一种钢筋混凝土柱》, 包括钢筋混凝土预制构件，钢筋，钢筋混凝土柱由多块钢筋混凝土筒形预制构件、纵向钢筋定位网片、纵向钢筋组成，多块钢筋混凝土筒形预制构件叠合成柱模，在相邻钢筋混凝土筒形预制构件接缝之间设置与筒形预制构件内腔相适应的纵向钢筋定位网片，纵向钢筋穿插在纵向钢筋定位网片网格中，串接多块钢筋混凝土筒形预制构件，再在钢筋混凝土筒形预制构件叠合的柱模空腔内浇筑混凝土，最终成为钢筋混凝土柱。这种改进后的钢筋混凝土柱虽初步克服了传统钢筋混凝土柱制作时存在的缺点,但却不能满足高层建筑物对所使用混凝土结构的越来越高的要求。为此,人们又开发出新型的混凝土结构，例如美国专利3051161号给出的用混凝土充填钢管, 以增加抗压强度的钢管混凝土结构技术方案。中国实用新型专利99236299.7号给出了《一种新型钢管混凝土柱》, 其中用于充填混凝土的钢管为异形薄壁钢管，在异形薄壁钢管各边设置有约束拉杆,这种钢管混凝土柱虽解决了现有钢管混凝土柱形状单一的问题,但仍存在为防止薄壁钢管的局部失稳需要设置约束拉杆，施工多有不便的缺点。而工字型FRP型材-钢管-混凝土柱是利用放置在钢管内部的工字型FRP型材代替核心混凝土承受结构荷载，降低了核心混凝土对钢管壁的侧压力,而不需要设置约束拉杆，并能减小构件的截面尺寸，在文献中则尚未有类似技术方案的出现。 

发明内容

本实用新型的目的是针对当前由于建造的层数越来越多、建筑物高度越来越高，所使用材料的强度越来越高，比如高强材料FRP、高强混凝土等，而高强混凝土的延性较差，FRP属于线弹性材料，将影响结构的抗震性能。结合己知的钢管混凝土的理论，对现有钢管混凝土柱的结构进行改进,并给出新型的工字型FRP型材-钢管-混凝土柱。这种新型的工字型FRP型材-钢管-混凝土柱，解决现有方形、矩形或圆形钢管混凝土柱的缺点，充分利用FRP材料的强度，具有承载力高，刚度大、重量轻、塑性、韧性好，抗冲击和抗疲劳性能好、抗震性能佳等特点。 

本实用新型给出的技术方案是：这种新型的工字型FRP型材-钢管-混凝土柱由矩形、方形或圆形钢管和放置在钢管中的工字型FRP型材以及填充在二者之间的混凝土构成,其特点是所述的工字型FRP型材-钢管-混凝土柱为由FRP、钢管和混凝土三种不同材料组成的组合柱,即工字型FRP型材-钢管-混凝土组合柱，其中工字型FRP型材-钢管-混凝土柱的截面形状为矩形结构、方形结构或圆形结构。

在本实用新型中所述的工字型FRP型材-钢管-混凝土柱中所用的钢管可以由钢板焊接而成，可以是矩形也可以是方型或圆形，内置工字型FRP型材。钢管的配置按现行的钢与混凝土组合结构技术规程设计。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是：

（1）在合理选择钢管、FRP配置率后可以减小柱的截面尺寸，钢管骨架在施工时可以提供临时支撑，加速施工；

（2）由于钢管的存在改善了柱的延性，提高了柱的承载力，利于地震区抗震设计。

（3）工字型FRP型材-钢管-混凝土柱在使用时，能够减小建筑物的重量，增加有效使用面积。 

附图说明

图1为工字型FRP型材-钢管-混凝土柱截面为矩形实心结构的示意图,图中标注数字1表示工字型FRP型材、数字2表示混凝土、数字3表示矩形钢管; 

图2为工字型FRP型材-钢管-混凝土柱截面为方形实心结构的示意图，图中标注数字1表示工字型FRP型材、数字2表示混凝土、数字3表示矩形钢管;

图3为工字型FRP型材-钢管-混凝土柱截面为圆形实心结构的示意图，图中标注数字1表示工字型FRP型材、数字2表示混凝土、数字3表示圆形钢管；

 具体实施方式

如图1所示, 本实用新型给出的工字型FRP型材-钢管-混凝土柱截面为矩形实心结构,主要由矩形钢管、工字型FRP型材和灌入二者之间的混凝土组成,钢管由钢板焊接而成，并采用工字型FRP型材。