[发明专利]FRP约束CFST束组合柱

说明书

本发明公开了一种FRP约束CFST束组合柱，其可以作为结构构件。该组合柱主要包括：CFST束、带钢筋桁架薄型钢板、FRP；在组合柱的矩形截面的四角各布置一根CFST，在这些CFST之间用带钢筋桁架薄型钢板连接，并在柱截面外围用FRP围合。采用该组合柱可以增大空间、提高力学性能、缩短工期、节约物资、节省人力、利于绿色环保，具有很好的社会效益。

技术领域

本发明涉及组合柱构件，尤其涉及一种FRP(纤维增强复合材料)约束CFST(钢管混凝土杆)束组合柱，可以作为结构构件。

背景技术

钢管混凝土柱与型钢混凝土柱，利用了钢材的高强度，并具有了很好的变形性能。由于钢管的横向约束作用，钢管混凝土柱内的混凝土利用率有很大提高。钢管混凝土柱的钢管还可替代模板。由于以上各项优点，钢管混凝土柱与型钢混凝土柱在土木工程中得到了广泛的应用。普通型钢混凝土柱中的钢材集中于柱截面中心，钢材性能的发挥受到很大限制。横截面比较大的普通钢管混凝土柱，钢管外壁比较容易屈曲。在实际工程中，框架结构的梁内钢筋、剪力墙结构的墙水平钢筋，在普通钢管混凝土柱或普通型钢混凝土柱内的锚固连接都非常复杂。有必要开发建立一种新型组合柱，实现结构受力更加合理、结构材料利用效率更大提高、结构施工的快速方便、人工及材料的节省，从而为高性能的结构设计奠定基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种FRP约束CFST束组合柱，利用该组合柱作为结构构件，可以减小柱截面，增加室内空间的利用率，减轻结构自重，避免短柱的出现，改善柱的力学性能，提高材料利用率，方便结构施工，节省人力与财力，同时实现柱的装配工业化与整体性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种FRP约束CFST束组合柱，主要包括：CFST束、带钢筋桁架薄型钢板、FRP；CFST束由四根CFST构成，四根CFST分别设置于截面为矩形的组合柱的截面四个角上，相邻两个CFST之间各设置一个带钢筋桁架薄型钢板，且带钢筋桁架薄型钢板与CFST通过角钢连接，在组合柱外围缠绕围合有FRP，在组合柱内部填充混凝土。

上述技术方案中，钢管混凝土杆布置在矩形截面的四角，在这些钢管混凝土杆的钢管之间布置带钢筋桁架的薄型钢板，用连接角钢将钢管混凝土杆的钢管与薄型钢板连接，柱截面的其余部分为混凝土，并在钢管混凝土杆的钢管外壁上设置栓钉将混凝土与钢管组合，运用FRP将整个组合柱截面围合。

本发明的有益效果是：该柱应用了CFST，有效降低柱的轴压比，并加强了柱截面的四角；该柱混凝土在钢管及FRP的横向约束下，混凝土强度得到很好的利用；该柱内带钢筋桁架的薄型钢板加强了柱纵向抗拉、抗压强度，也加强了柱抗剪强度；该柱内的CFST、带钢筋桁架薄型钢板、FRP形成柱截面的外围系统，既可以作为构件受力的主要部分，又可以作为不拆卸模板；该柱内的CFST布置在柱截面的四角，中部混凝土区域便于较好地处理复杂节点处的连接问题；柱内尺寸较统一的CFST可作为标准化的预制构件，通过柱截面中心区域混凝土现浇将预制构件组合形成整体，这样既较大程度地实现装配式建筑、施工工业化以及构件标准化，又可以保证作为关键竖向构件的柱的整体性，在保证结构安全基础上实现更好的施工工业化，并为结构预制构件标准化后可持续再利用开辟一种途径；在混凝土及FRP的作用下，钢管屈曲破坏得到更好的控制，钢管厚度减小并减小自重，并提高了柱耐高温、耐腐蚀的能力；增加室内空间的利用率，改善人们生活品质。

附图说明

图1是本发明的组合柱断面图。

图2是本发明的钢管混凝土杆断面图。

图3是本发明的带钢筋桁架薄型钢板断面图。

图中：1、钢管混凝土杆(CFST)，2、带钢筋桁架薄型钢板，3、角钢，4、混凝土，5、纤维增强复合材料(FRP)，6、方钢管，7、钢管内混凝土，8、栓钉，9、钢筋桁架，10、薄型钢板。

具体实施方式