[发明专利]一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱及方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别是涉及一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱及方法。

背景技术

随着建筑业的发展，人们不仅对于建筑结构有一定的要求，而且对居住的舒适程度也有一定的要求，普通的钢筋混凝土方柱截面尺寸往往大于墙体的厚度，占用了室内空间，同时也影响了建筑的美观，显然传统的框架柱结构已经不能满足人们的需求，异形柱结构是近些年发展起来一种新型结构形式。经过国内外专家、学者的研究，钢筋混凝土异形柱结构理论体系已经基本形成。比如天津、沈阳、广东、山西等省市已经完成了地方规程的编写，并指导于工程实践，建筑面积达数千万平方米。

随着超高层建筑和大跨度的建筑在近些年不断出现并发展，柱网的尺寸增大，单柱所承担的荷载增大。采用钢筋混凝土结构的建筑必然要加大柱的截面面积，这样易形成对抗震不利的短柱，也占用使用面积。若此时采用异形柱结构体系，受到柱截面的有效翼宽限制，必然会增加厚度，从而异形柱的优点无法体现。因此，在许多高层建筑中，钢筋混凝土异形柱的应用往往受到限制。在钢筋混凝土中加入钢骨，钢骨部分与外包钢筋混凝土形成一个整体而共同承担外荷载作用。可以在不增加结构截面面积的情况下，提高柱的承载力，同时改善了结构的抗震性能。

FRP在航空航天等领域中已应用广泛，其优越性早已得到认可。但由于其价格较高所以在土木工程领域中没有大规模使用。近些年来，随着生产水平的提高和成本的缩减，这种材料在建筑业中得到了大力的推广。目前，CFRP被广泛运用于工程中，如桥梁加固、维修以及各类工民建工程的维修中。工程中结构因时间积累，产生结构破坏。采用碳纤维结构加固、维修的方法是现代工程技术常用的方法。其轻质高强，抗拉性能高，耐久性能好，抗疲劳，耐腐蚀性能好等优点被充分利用起来。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱及方法。

本发明所采用的技术解决方案是一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱，包括钢骨、钢筋、CFRP圆管和混凝土，所述的钢骨由钢板焊接而成且位于异形柱柱肢部位，所述的钢筋包括箍筋和纵筋，所述的箍筋围成骨架，所述的纵筋设置在异形柱截面角部，所述的异形柱柱肢相交处的中心位置设置有CFRP圆管，所述的异形柱内填充有混凝土。所述的CFRP圆管的壁厚为3～6层CFRP布卷，单张纤维厚度为0.167mm

所述的异形柱截面形式为T或L或十字形。

一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱的制作方法，具体步骤如下：

步骤1：按照要求将钢板焊接成钢骨；

步骤2：将单张纤维厚度为0.167mm的CFRP布卷制成圆形管状；

步骤3：将钢骨和圆管绑扎连接固定，并保证垂直或一定角度；

步骤4：绑扎钢筋骨架；

步骤5：在钢筋骨架外支模；

步骤6：按照一定比例浇筑混凝土；

步骤7：定期养护，拆除模板。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1.充分利用CFRP材料轻质高强的特性，减少了钢材的使用量，减轻的构件的自重；

2.CFRP圆管内的混凝土处于三相受压状态，提高了柱的承载能力，节约了空间；

3.由钢板焊接而成的钢骨分布在异形柱柱肢，改善了柱的延性，提高了承载力，有利于抗震设计。

附图说明

图1为内置CFRP圆管的十字形截面钢骨混凝土柱示意图。

图2为内置CFRP圆管的T字形截面钢骨混凝土柱示意图。

图3为内置CFRP圆管的L字形截面钢骨混凝土柱示意图。

图中：1为钢骨，2为箍筋，3为纵筋，4为CFRP圆管，5为混凝土。

具体实施方式

如图1至3所示，一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱，包括钢骨、钢筋、CFRP圆管和混凝土，所述的钢骨由钢板焊接而成且位于异形柱柱肢部位，所述的钢筋包括箍筋和纵筋，所述的箍筋围成骨架，所述的纵筋设置在异形柱截面角部，所述的异形柱柱肢相交处的中心位置设置有CFRP圆管，所述的异形柱内填充有混凝土。内置CFRP圆管为CFRP布卷制而成。

实施例1：

所述的异形柱截面形式为十字形，所述的CFRP圆管的壁厚为3层CFRP布卷。

实施例2：

所述的异形柱截面形式为T形，所述的CFRP圆管的壁厚为5层CFRP布卷。

实施例3：

所述的异形柱截面形式为L形，所述的CFRP圆管的壁厚为6层CFRP布卷。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。