[发明专利]一种无箍筋的混凝土柱

说明书

本发明公开了一种无箍筋的混凝土柱，属于建筑结构技术领域，其包括复合外壳以及浇注在复合外壳内部的普通混凝土，普通混凝土内嵌有纵向的支撑筋；复合外壳为封闭的多层复合结构，复合外壳从外往内依次为外侧包裹层和内侧包裹层，外层包裹层和内侧包裹层构成内腔，内腔中浇注有超高性能混凝土，外侧包裹层和内侧包裹层的材质为纤维增强复合材料。本发明混凝土柱的复合结构得到优化，能延长使用时间和节约成本。

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，尤其涉及一种无箍筋的混凝土柱。

背景技术

混凝土柱是一种常见的结构构件形式，一般作为桥墩或桩基应用在桥梁结构中，是主要的承重构件。由于大部分桥墩和桩基处于潮湿环境下，普通混凝土柱会受到严重的侵蚀，尤其在海上或滨海区，这会对桥梁结构的安全产生了严重的威胁。

超高性能混凝土是一种新型材料，其具有延性好、强度高、抗渗能力强的特性；以超高性能混凝土作为外壳，内部浇筑普通混凝土，通过形成复合混凝土柱的方式，来提高桥墩或桩基抵抗外部环境侵蚀的能力。然而，超高性能混凝土收缩性较大，这导致超高性能混凝土外壳易产生细微的裂缝，降低了超高性能混凝土外壳对内部混凝土的保护性能。另外，由于超高性能混凝土外壳层较薄，较难配置箍筋，致使混凝土柱在承受压力时，超高性能混凝土外壳也会因受压而横向扩张、产生细微裂缝；这同样也降低了超高性能混凝土外壳的保护性能。

因此，有必要设计出一种新型构造的混凝土柱，其能提高普通混凝土柱和超高性能混凝土外壳柱的耐久性。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种无箍筋的混凝土柱，其复合结构得到优化，能延长使用时间和节约成本。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种无箍筋的混凝土柱，其包括复合外壳以及浇注在所述复合外壳内部的普通混凝土，所述普通混凝土内嵌有纵向的支撑筋；所述复合外壳为封闭的多层复合结构，所述复合外壳从外往内依次为外侧包裹层和内侧包裹层，所述外层包裹层和所述内侧包裹层构成内腔，所述内腔中浇注有超高性能混凝土，所述外侧包裹层和所述内侧包裹层的材质为纤维增强复合材料。

本发明混凝土柱具有耐久性好、承载能力强、延性好和经济性能优越的优点：

1)由于纤维增强复合材料(FRP)是一种抗拉强度高、耐腐蚀的新型材料(尤其是对氯离子的抗侵蚀能力强)，采用FRP对超高性能混凝土进行内外包裹约束，不仅可以有效防止超高性能混凝土的收缩变形，还可以对超高性能混凝土外壳的横向膨胀变形进行有效约束，阻止其开裂，提高超高性能混凝土的使用效力；

2)外侧包裹层和内侧包裹层也对抵抗外部环境侵蚀提供了额外保护；

3)由于外侧包裹层和内侧包裹层对超高性能混凝土的约束，以及复合外壳对内部普通混凝土的约束，该新型混凝土柱中可以不必要配置箍筋，同样节省了筋材。

作为上述技术方案的改进，所述外侧包裹层为织物或管材，所述内侧包裹层为织物或管材。

优选地，当外层包裹层为织物，或所述内侧包裹层为织物时，外层包裹层或内侧包裹层通过环氧树脂等粘结剂与所述超高性能混凝土进行粘结。

作为上述技术方案的改进，所述纤维增强复合材料为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。

作为上述技术方案的改进，所述支撑筋的材质为钢或纤维增强复合材料。

作为上述技术方案的进一步改进，所述纤维增强复合材料为碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑筋表面设有磨砂、刻痕或螺纹。