[发明专利]FRP管-混凝土-钢管双管组合结构节点及其建造方法

说明书

本发明公开FRP管‑混凝土‑钢管双管组合结构节点，包括弦杆钢管段，弦杆钢管段同轴设置在弦杆FRP管内且弦杆钢管段的两端分别伸出弦杆FRP管的两端，弦杆FRP管的侧壁上开设有与腹杆钢管基础段个数相同的穿出孔；腹杆钢管基础段的一端与弦杆钢管段固定连接且两者的轴线不在同一直线上，另一端均可通过相应的穿出孔伸出弦杆FRP管外并分别与一腹杆钢管增长段的一端固定连接；每个腹杆FRP管分别相应地套设在一个腹杆钢管增长段的外侧且其一端固定在弦杆FRP管上。还提供了相应的建造方法。根据该建造方法预制上述组合结构节点，然后将预制的节点作为整体用于连接轴线方向不同的双管组合构件；也可直接实现双管组合构件的连接。

技术领域

本发明涉及一种新型组合结构节点及其建造方法，更具体地说，涉及FRP管-混凝土-钢管双管组合结构节点及其建造方法。

背景技术

FRP-混凝土-钢双壁空心构件是由香港理工大学的滕锦光教授提出的一种新型组合构件，由FRP外管、钢内管以及两者之间填充的混凝土组成。该新型组合结构中，内部填充的混凝土受到FRP外管和钢内管的共同约束作用，相比未约束混凝土具有更高的受压强度、更好的变形能力及更好的延性；钢管由于同时受到外侧混凝土及FRP管的约束，能有效避免向外屈曲，充分利用其强度，还可以与FRP管一起，作为浇筑混凝土的模板，简化施工过程及模板费用；FRP外管除提供抗剪作用外，还对混凝土及钢管提供约束，提升后者的受力性能，同时可保护钢内管及混凝土不受腐蚀环境侵蚀，免除后期维护费用。由于FRP-混凝土-钢双壁空心构件具有上述一系列优点，同时由于其空心特点，可以减少结构自重，尤其适合在空间结构及桥梁结构中的应用，有利于建造承载力更高，抗震性能更好、更耐久的工程结构，具有重要的工程推广价值。然而，实现不同FRP-混凝土-钢双壁空心构件(尤其是需要连接的组合构件轴线不同时)的可靠连接，一直为上述FRP-混凝土-钢双壁空心构件应用于实际工程的技术瓶颈，限制了其在工程结构中的大规模应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有FRP-混凝土-钢双壁空心构件在轴线方向不同时需要实现可靠连接的技术难题，提供一种FRP管-混凝土-钢管双管组合结构节点及其建造方法。

本发明至少通过以下技术方案之一来实现本发明目的。

FRP管-混凝土-钢管双管组合结构节点包括弦杆钢管段、至少一个腹杆钢管基础段、弦杆FRP管、与所述腹杆钢管基础段个数相等的腹杆钢管增长段和与所述腹杆钢管增长段个数相等的腹杆FRP管，

所述弦杆钢管段同轴设置在所述弦杆FRP管内且所述弦杆钢管段的两端分别伸出所述弦杆FRP管的两端，且所述弦杆FRP管的侧壁上开设有与所述腹杆钢管基础段个数相同的穿出孔；

所述至少一个腹杆钢管基础段的一端与所述弦杆钢管段固定连接且两者的轴线不在同一直线上，另一端均可通过相应的所述穿出孔伸出所述弦杆FRP管外并分别与一所述腹杆钢管增长段的一端固定连接，每个所述腹杆钢管增长段的轴线和与之相应连接的腹杆钢管基础段的轴线共线；

每个所述腹杆FRP管分别相应地套设在一个所述腹杆钢管增长段的外侧且其一端固定在所述弦杆FRP管上，且每个腹杆钢管增长段的另一端相应地伸出弦杆FRP管的另一端，每个所述腹杆FRP管和与之相应设置的腹杆钢管基础段和腹杆钢管增长段之间、弦杆FRP管和弦杆钢管段之间通过混凝土层固定。

进一步地，至少两个所述腹杆钢管基础段中，所有的腹杆钢管基础段与弦杆钢管段之间均垂直或倾斜设置。

进一步地，所述腹杆钢管基础段的数量为1，且所述腹杆钢管基础段与所述弦杆钢管段呈T形或Y形。

进一步地，所述腹杆钢管基础段至少有两个时，至少两个所述腹杆钢管基础段在所述弦杆钢管段上位于同一侧或位于不同的一侧。