[发明专利]一种FRP管‑核心钢骨海砂混凝土柱

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程结构领域，尤其是指一种FRP管-核心钢骨海砂混凝土柱。

背景技术

随着我国科学技术的不断发展以及建筑工程领域的节节突破，新型建筑材料更多的进入到人们的生活当中。虽然我国的人口基数大，但自然资源的人均占有量却很少，混凝土作为结构的组成部分，对工程的建设起着不可或缺的作用，而河砂作为制备混凝土的骨料成分之一，其主要来源于陆地的河床和山体的开挖。近年来，大量的开采河砂，已给河床及其周边的生态环境造成了严重的破坏。河砂的资源在日渐匮乏，我们亟需要找到一种绿色的替代材料来改善我们赖以生存的自然环境。而海砂具有储量大、含泥量低、细度模数均匀和分布广等优点，但也因其自身含有氯离子等可腐蚀钢筋钝化薄膜的有害杂质，严重影响了结构的使用寿命。因此，海砂的使用常需淡水进行淡化处理，待其达到建筑用砂的标准，方可使用。但传统对海砂淡化去盐的处理方法极为繁琐，且淡化处理的时间长，效率低，浪费了大量的淡水资源及人力和财力，这使得其在淡水缺乏地区的推广产生的极大的障碍。

FRP(Fiber Reinforced Polymer，即纤维增强聚合物)管混凝土因具有三向约束混凝土强度、可变形量较大和可设计性好等优点，其可用于腐蚀环境中的工业厂房建筑、近海潮湿的海洋环境建筑、桥梁工程和海上平台工程等。但传统FRP管约束混凝土仍存在以下缺点，而严重影响其在工程中的推广。首先，FRP材料的脆性较大，使得FRP管混凝土在达到极限承载力状态下会突然破坏，而导致建筑结构的直接崩塌。另外，在FRP管混凝土浇筑初期，其刚度及承载力均较低，在混凝土自重下可能产生过大变形或失稳的情况，而导致建筑结构达不到理想的强度和承载性能。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种无需对海砂进行淡化处理，强度和承载性能好的FRP管-核心钢骨海砂混凝土柱。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种FRP管-核心钢骨海砂混凝土柱，包括外层FRP管和设于外层FRP管内的内层FRP管以及钢骨架，所述内层FRP管套设于所述外层FRP管内，且内层FRP管与外层FRP管之间填充有海砂混凝土而将内层FRP管与外层FRP管固定在一起；所述钢骨架设于所述内层FRP管内，且内层FRP管与钢骨架之间填充有混凝土而将内层FRP管与钢骨架固定在一起；所述钢骨架沿内层FRP管的轴向方向延伸分布。

作为一种优选的方案，所述钢骨架上固定安装有用于提高弯矩强度的连接板。

作为一种优选的方案，所述连接板设为多个，所述连接板与所述钢骨架固定连接，形成“工”字型结构，或“田”字型结构，或方形结构。

进一步地，钢骨架上垂直固定安装有四个连接板，形成“十”字型结构，且所述“十”字型结构的四个端部垂直固定安装有四个连接板，而形成“田”字型结构。

作为一种优选的方案，所述钢骨架设于所述内层FRP管的中心轴线上，且钢骨架沿内层FRP管的中心轴线方向延伸分布。

作为一种优选的方案，所述外层FRP管的截面为圆形，或椭圆形，或方形。

进一步地，所述内层FRP管的截面为圆形。

进一步地中，所述外层FRP管的截面为椭圆形，所述内层FRP管的截面为圆形，所述内层FRP管设于外层FRP管内的偏心位置上。

作为一种优选的方案，所述连接板与钢骨架采用一体加工成型连接到一起。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明采用双FRR管结构，并通过在内外层FRP管之间填充海砂混凝土，构成双FRP管混凝土柱体结构。由于FRP管具有耐腐蚀性，在内层FRP管的隔离作下，既起到对普通混凝土中的钢骨架进行保护的作用，又在海砂混凝土的加强作用下而提高柱体的整体强度和承载性能，使得海砂混凝土中的氯离子等有害物质无法扩散到内层FRP管中的混凝土中的钢骨架处，有效得防止其对钢骨架的腐蚀。即本结构可直接使用原始海砂，无需对原始海砂进行淡化处理，则可被用于制成海砂混凝土而进行柱体浇筑，极大地提高了柱体的耐用性，节约了淡水资源，省略和淡化的工序，极大地提高了海砂的利用率。

2、本发明通过在内层FRP管内置钢骨架，钢骨架可以延缓或抑制混凝土斜裂，提高柱体的刚度、抗压强度、延展性和抗震性能。在组合柱达到极限承载力时，外层FRP管和内层FRP管的内部纤维被压迫而断裂后，钢骨架仍可承载压力，使应力重新分布，进而使整个柱体进入软化阶段，防止脆性破坏的发生而导致建筑结构的直接崩塌。