[发明专利]一种扣件式FRP螺旋箍筋增强方形FRP管全珊瑚骨料海水混凝土柱

说明书

本发明公开了一种扣件式FRP螺旋箍筋增强方FRP管全珊瑚骨料海水混凝土柱，包括圆角方形FRP管、FRP螺旋箍筋、金属扣件和全珊瑚骨料海水混凝土；其中，螺旋箍筋笼与方形FRP管同心布置，金属扣件用来固定螺旋箍筋笼与方形FRP管，并控制混凝土保护层厚度，最后在FRP管中浇筑全珊瑚骨料海水混凝土柱。本发明中外包FRP管与螺旋箍筋共同约束内部全珊瑚骨料海水混凝土，有效弥补珊瑚混凝土强度不高、强度离散性大的缺点，大幅提高柱承载能力以及构件可靠度，有效防止海水侵蚀，提高柱的耐久性能，充分利用修建码头、疏通航道、以及海浪冲刷堆积出来的珊瑚礁砂，缓解岛礁工程建设资源匮乏的现状，保证施工工期。

技术领域

本发明涉及一种扣件式FRP螺旋箍筋增强方形FRP管全珊瑚骨料海水混凝土柱，属于海洋岛礁工程建设技术领域。

背景技术

随着土地资源变得越来越紧缺，人们对远海岛礁的开发势在必行，然而大多数岛礁远离大陆，物资淡水资源匮乏，若使用传统建筑材料进行岛礁工程建设，必须用船舶从大陆运输大量的沙石和淡水，这样会面临着巨大的运输成本，并且可能由于风浪影响，难以保证工期。所以在不破坏珊瑚岛礁当地生态环境的前提下，在岛礁上就地取材，采用修建码头、疏通航道、以及海浪冲刷堆积出来的珊瑚礁砂，代替沙石资源，配制珊瑚礁砂混凝土对于岛礁工程建设具有很高的现实意义和实用价值。

国内外关于FRP管约束混凝土组合柱的研究，大多数集中于圆形截面组合柱，因为圆形FRP管对核心混凝土的约束效果优于方形FRP管，使得其承载力更高。但是方形截面柱因其空间布置、施工、节点连接方便等优点，有着同样广泛的应用范围，本发明将方形FRP管和螺旋箍筋通过金属扣件连接，并在管中浇筑全珊瑚骨料海水混凝土。方形FRP管和FRP螺旋箍筋可以对核心混凝土起双重约束作用，其强度和延性得到大幅提高。该构件结合了方形柱和圆形柱的优点，方形FRP管和螺旋箍筋双重约束使核心混凝土处于三向受压状态，弥补了全珊瑚骨料海水混凝土强度不高的缺点，使得构件可靠度大大提升。同时由于FRP材料优良的耐久性能，避免了因钢筋锈蚀导致的构件承载能力的降低，及后期高昂的维护成本，可以广泛应用于海洋岛礁工程受压构件。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种扣件式FRP螺旋箍筋增强方形FRP管全珊瑚骨料海水混凝土柱，具有结构简单、承载力高、耐久性能好、全寿命周期成本低等特点，可就地取材，节约资源，节省成本，施工方便，保证工期。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种扣件式FRP螺旋箍筋增强方形FRP管全珊瑚骨料海水混凝土柱，包括成型FRP圆角方管、FRP螺旋箍筋、金属扣件和全珊瑚骨料海水混凝土；

其中，所述FRP螺旋箍筋同中心轴线布置于成型FRP圆角方管内，通过布置于成型FRP圆角方管内壁中心线上的金属扣件实现FRP螺旋箍筋与成型FRP圆角方管的固定，且全珊瑚骨料海水混凝土浇筑于成型FRP圆角方管内。

本发明中，所述成型FRP方管位于柱子的最外侧，耐腐蚀，防止氯离子渗入混凝土柱内，并且对核心混凝土起约束作用，同时在具体施工时可以作为浇筑混凝土的模板；螺旋FRP箍筋与沿圆周均布的纵向FRP筋绑扎固定，绑扎方式可以为扎丝或者塑料绷带绑扎，纵向FRP筋至少四根，螺旋箍筋最外侧直径小于FRP方管内边长40-60mm，便于将螺旋箍筋笼放入FRP管内，同时便于通过金属扣件控制箍筋保护层厚度；将绑扎好的螺旋箍筋笼放入FRP管内，通过金属扣件连接，使其形成一个整体，便于浇筑时控制箍筋笼位置以及保护层厚度；全珊瑚骨料海水混凝土浇筑于方FRP管内，形成FRP螺旋箍筋增强方形FRP管全珊瑚骨料海水混凝土柱。

进一步的，所述成型FRP圆角方管采用成型圆角方形玻璃纤维管(GFRP)、玄武岩纤维管(BFRP)、碳纤维管(CFRP)或芳纶纤维管(AFRP)等，且管壁厚3mm-6mm，采用圆角FRP管是为了防止构件受压时在FRP管过早在柱身角部断裂。