[发明专利]一种纤维复合钢空腹式角钢海洋骨料混凝土方柱及其制作方法

说明书

本发明涉及承重构件技术领域，具有是一种纤维复合钢空腹式角钢海洋骨料混凝土方柱及其制作方法，包括箍筋、角钢骨架、海洋骨料混凝土及模具，所述箍筋设有纵筋，所述箍筋与所述纵筋构成一钢筋笼体，所述角钢骨架位于所述钢筋笼体截面形心位置，所述角钢骨架包括角钢及型钢腹板，两角钢之间通过所述型钢腹板连接，箍筋、纵筋、角钢及型钢腹板包裹有FRP纤维布，模具用于对构件进行所述海洋骨料混凝土浇筑定型，本发明还揭示了一种纤维复合钢空腹式角钢海洋骨料混凝土方柱的制作方法。本发明能够适用于临海区、海洋岛礁区等海洋腐蚀性环境区域及适用于对构件强度高、抗震性能较好的地区，而且有耐蚀性高及承载力大的优点。

技术领域

本发明涉及承重构件技术领域，具有是一种纤维复合钢空腹式角钢海洋骨料混凝土方柱及其制作方法。

背景技术

随当今我国社会的不断高速发展，以及建筑工程领域技术的不断革新，土木建筑行业发展越来越迅速，随之而来的是对新材料开发的极度需求。近年来，海洋开发及海洋权益的争夺逐渐白热化，包括军事防护在内的海洋工程建设日益增多，混凝土作为结构的组成部分，对工程建设起着不可或缺的作用，大量的河沙石块被开采，资源日益短缺，我们急需找到更多代替材料来改善我们现存的问题。相比于传统河沙石子，海洋骨料具有存储量大、分布范围广等优点，且在岛礁建设中，利用传统建设材料运输成本非常昂贵，故进行海洋骨料混凝土的研究和开发，可以实现就地取材、降低成本、缩短工期，这对我国海洋工程的进一步建设有重要意义。

型钢混凝土结构最早起源于欧美，随后在日本得到大力发展，但是在我国还属于新型结构体系，它能充分发挥钢材与混凝土两种材料优点，具有承载力高、刚度大、延性和耗能性能好等优势，近年来多用于大跨重载结构或高层、超高层建筑中。将型钢混凝土结构与新材料结合，可有效减小构件截面尺寸、节约材料成本、提高劳动生产率，可以取得良好的经济效益和社会效益。

FRP(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)是一种新型纤维增强复合材料，由碳纤维材料和树脂基体材料按一定比例混合形成的高性能材料，具有轻质、高强、绝缘、耐腐蚀等优点，但也存在脆性大、抗火性能略差等缺点。现有FRP材料在达到抗拉强度几乎没有塑性变形产生，受拉时应力-应变曲线呈直线上升直至断裂，故FRP复合材料与混凝土协同工作时，大部分破坏都是由于FRP与混凝土相接界面处强度不足而导致的界面剥离破坏。由于海水中的氯离子含量较高，构件置于海水时，容易出现锈蚀。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种纤维复合钢空腹式角钢海洋骨料混凝土方柱及其制作方法，能够适用于临海区、海洋岛礁区等海洋腐蚀性环境区域及适用于对构件强度高、抗震性能较好的地区，而且有耐蚀性高及承载力大的优点。

为了实现上述目的，本发明的采用的技术方案为：

一种纤维复合钢空腹式角钢海洋骨料混凝土方柱，包括箍筋、角钢骨架及海洋骨料混凝土，所述箍筋为双肢箍并设有纵筋，所述箍筋与所述纵筋构成一钢筋笼体，所述角钢骨架位于所述钢筋笼体截面形心处，所述角钢骨架包括角钢及型钢腹板，两所述角钢之间通过所述型钢腹板连接，所述箍筋、所述纵筋、所述角钢及所述型钢腹板包裹有若干层FRP纤维布，所述海洋骨料混凝土浇筑在所述箍筋、所述纵筋及所述角钢骨架上。

进一步地，所述型钢腹板包括水平腹杆及斜腹板，所述水平腹杆及所述斜腹板两端分别与两所述角钢以焊接固定。

进一步地，所述FRP纤维布通过环氧树脂系胶结剂与所述箍筋、所述纵筋及所述角钢骨架粘接。

进一步地，所述FRP纤维布之间通过环氧树脂系胶结剂粘接。

进一步地，还包括模具，所述箍筋、所述纵筋及所述角钢骨架置于所述模具内，所述模具用于对构件进行浇筑定型。

进一步地，所述海洋骨料混凝土由硫酸镁水泥、粗骨料、细骨料、矿渣、粉煤灰、海水及减水剂混合而成。