[发明专利]一种竹材－钢复合管混凝土组合结构

说明书

一种竹材‑钢复合管混凝土组合结构，其特征在于该结构包括其特征在于该结构包括核心混凝土(1)、钢管(2)、竹材复合层(3)、外防护层(4)，其中，竹材复合层(3)由纵向竹蔑条带(31)和横向竹蔑条带(32)通过树脂胶分层连续均匀缠绕粘贴于钢管(2)的外壁形成，纵向竹蔑条带(31)和横向竹蔑条带(32)采用竹蔑搭接、缝合或编织在衬布上，每层厚度0.2～2.0 mm，竹蔑条带的宽度为10～500mm，核心混凝土(1)填充于钢管(2)的内部，外防护层(4)粘结于竹材复合层(3)的外壁，外防护层(4)采用水泥基复合材料、树脂基复合材料、沥青基复合材料中的一种。本发明克服了公知的钢管混凝土结构所存在的不足，延缓、推迟钢管的局部屈曲，提高了结构承载力和抗变形能力，耐久性好，同时，成本低、绿色环保、资源可再生、节能减排效果显著，经济效益可观。

技术领域

本发明属于土木建筑结构技术领域，具体涉及一种混凝土组合结构，尤其是一种竹材- 钢复合管混凝土组合结构。

背景技术

多年来国内外学者对钢管混凝土结构进行了大量的研究与应用，混凝土与钢管一起承压可以说是最完美的组合，可以堪称充分发挥各自特色的典范，同时具有优异的延性特征。然而也认识到钢管混凝土结构具有以下缺陷与不足：当钢管混凝土柱所受荷载较大时，构件截面依然会比较大，此时需要壁厚较厚的钢管以提供给混凝土足够的紧箍力。因此，用钢量依然偏大，并且大直径、厚壁铜管的供货渠道不多，如果采用双层钢管，则施工难度较大，如果采用高强钢管，则造价较高。此外，钢管长期暴露在酸雨、海水等腐蚀性介质中容易锈蚀，耐久性降低，导致钢管混凝土结构的承载力显著下降。

针对以上结构，研究者也在不断开发新的结构形式，力求克服钢管混凝土的缺点与不足。如中国专利第“201020617258.3”号，公开了一种“一种FRP-钢复合管混凝土柱”，该结构最外层为FRP-钢复合管，FRP-钢复合管内填充有混凝土，该结构虽然克服了钢管混凝土结构一些缺点，但该结构中所使用的FRP为玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料、玄武岩纤维增强塑料、芳纶纤维增强塑料或四种纤维混杂增强塑料中的一种，这些增强材料为高能耗的纤维增强塑料，消耗了大量宝贵的石油资源，产品及废料不可回收。

本发明提供一种竹材-钢复合管混凝土组合结构，以克服现有技术中存在的缺陷，满足工程的应用需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种竹材-钢复合管混凝土组合结构，以期解决提升钢管混凝土结构的性能，提高结构的受力性能和抗震性能，在潮湿、盐碱地等恶劣环境中具有良好的耐久性等优点，同时，此结构充分利用了我国竹子资源，低碳环保，资源可再生，推动可持续发展。此结构适用于新建结构中的桩、柱、桥墩、拱肋，以及现有钢管混凝土结构的构件加固。

为此，本发明提供一种竹材-钢复合管混凝土组合结构，该结构包括核心混凝土、钢管、竹材复合层、外防护层，其中，竹材复合层由纵向竹蔑条带和横向竹蔑条带通过树脂胶分层连续均匀缠绕粘贴于钢管的外壁形成，纵向竹蔑条带和横向竹蔑条带采用竹蔑搭接、缝合或编织在衬布上，每层厚度0.2～2.0mm，竹蔑条带的宽度为10～500mm，核心混凝土填充于钢管的内部，外防护层粘结于竹材复合层的外壁，外防护层采用水泥基复合材料、树脂基复合材料、沥青基复合材料中的一种，外防护层为竹材复合层提供进一步增强和防护。

所述的纵向竹蔑条带和横向竹蔑条带的缠绕层数为1层以上，纵向竹蔑条带的轴线方向沿着竹材-钢复合管的轴线方向，横向竹蔑条带的轴线方向与竹材-钢复合管的轴线垂直方向之间的角度在-30°至30°之间，各层横向竹蔑条带的轴线方向可以相同或不同，纵向竹蔑条带为结构提供纵向抗弯承载力，横向竹蔑条带为核心混凝土和钢管提供增强约束，延缓、推迟钢管的局部屈曲，减缓钢管混凝土构件的承载力退化过程。

所述的树脂胶为环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂中的一种。

所述的核心混凝土为自密实微膨胀混凝土，膨胀率为0.01％～0.04％。