[发明专利]一种FRP‑钢管混凝土圆柱构件固定装置及其安装方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑设备技术领域，尤其是指一种FRP-钢管混凝土圆柱构件固定装置及其安装方法。

背景技术

混凝土结构的材料老化、结构性能劣化是不可逆的过程，针对这种混凝土耐久性问题，学者们对混凝土柱结构提出各种不同的组合形式并对其力学性能进行研究，如钢管约束混凝土结构、FRP(纤维增强复合材料)约束混凝土结构、FRP约束钢管混凝土结构等。其中，大部分FRP约束钢管混凝土结构是在已有的钢管约束混凝土结构基础上，在钢管表面环向包裹FRP纤维布进行结构的加固。为了在实验室进行轴压试验时使混凝土的收缩降到最少，确保钢管和混凝土同时受压并有效传递荷载，一般做法是钢管混凝土结构在浇筑混凝土前，先将钢管一端焊接在预先订做的负责承担并传递荷载的钢板上，然后从钢管另一端加入混凝土进行浇筑，经过标准养护28天后，在未焊底板端的混凝土表面铺设石膏层，然后将钢板焊上，最后形成两端带钢板的钢管混凝土柱。

但是，对于以预制管形式批量生产的FRP-钢复合管，上述的结构和方法不适用于FRP-钢复合管的施工。FRP-钢复合管的制作方法是将钢管作为缠绕FRP的模具安装接驳在转轴上，对钢管表面进行预处理，然后通过机器转动芯轴带动玻纤粗砂桶，按设定的缠绕角度±80°将纤维丝缠绕在钢管上进行全高缠绕，形成的FRP和钢管是一个整体，两者高度相同并紧密粘接。在钢管混凝土构件的轴心受压试验中，一方面试验所使用的压力机的承压板在长期使用中存在磨损问题，承压板由于磨损产生的缺口等会造成钢管混凝土结构在轴压试验中存在局部应力问题，加载过程中钢管有可能由于受到局部应力而提前被破坏，使得试验无法正常进行，并且试验结果准确性差；另一方面，FRP-钢复合管制作完成后，在浇筑时并不能采用直接焊接钢底板的做法，FRP材料是纤维增强复合材料，在里层钢管和底板焊接的过程中产生的高温会把外层端部的FRP材料烧焦损坏，并且焊接所产生的高温有可能使钢底板发生变形从而导致不平整，对试验结果的准确性造成很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种结构简单、变形量小和稳定可靠的FRP-钢管混凝土圆柱构件固定装置及其安装方法。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种FRP-钢管混凝土圆柱构件固定装置及其安装方法，包括底板、支撑杆和顶块，所述支撑杆设为多个，且均匀固定安装于所述底板的十字中心线上；所述顶块可滑动安装于所述支撑杆的上端，所述底板的中心设有FRP-钢复合管混凝土圆柱；在顶块滑动到顶压FRP-钢复合管混凝土圆柱的外表面时，顶块固定锁紧于所述支撑杆的上端。

作为一种优选的方案，所述底板和支撑杆为钢铁材料，所述支撑杆通过焊接均匀固定安装于所述底板的十字中心线上。

作为一种优选的方案，位于所述底板的十字中心线上的侧面上开有倒“T”型长槽口，所述支撑杆的下端为“士”字型结构，所述支撑杆的下端套设于所述长槽口内；在支撑杆滑动到相应位置时，支撑杆通过焊接固定安装于底板上。

作为一种优选的方案，所述顶块和支撑杆的上端上分别开有长槽孔和通孔，在顶块滑动到顶压FRP-钢复合管混凝土圆柱的外表面时，连接件穿过长槽孔和通孔而将顶块固定到支撑杆上。

作为一种优选的方案，所述支撑杆的两侧面上均安装有所述顶块。

一种FRP-钢管混凝土圆柱构件固定装置的安装方法，包括以下步骤：

1)以底板的中心为圆心画出与FRP-钢复合管混凝土圆柱直径相同的圆；在圆内浇上石膏后，将FRP-钢复合管混凝土圆柱的底面贴合于石膏层上并与圆重合，再将FRP-钢复合管混凝土圆柱边缘上溢出来的石膏清理干净；

2)在FRP-钢复合管混凝土圆柱与底板的接触边缘涂上环氧树脂胶；

3)将支撑杆的下端套设于长槽口内，在滑动到合适位置后，将支撑杆焊接固定到底板上；

4)通过连接件将两个顶块安装于支撑杆的上端，滑动调节顶块而使顶块顶压FRP-钢复合管混凝土圆柱的外表面，然后锁紧连接件。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明采用支撑杆和顶块将FRP-钢复合管混凝土圆柱顶压固定在底板上，形成一个整体，使FRP-钢复合管混凝土圆柱无需采用焊接的方法固定安装于底板上，进而使得在试验时FRP-钢复合管混凝土圆柱在轴心能同时受压，防止加载过程中钢管由于受到局部应力而提前被破坏。