一種內(nèi)置cfrp圓管的鋼骨混凝土異形柱及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著建筑業(yè)的發(fā)展，人們不僅對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)有一定的要求，而且對(duì)居住的舒適程度也有一定的要求，普通的鋼筋混凝土方柱截面尺寸往往大于墻體的厚度，占用了室內(nèi)空間，同時(shí)也影響了建筑的美觀，顯然傳統(tǒng)的框架柱結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足人們的需求，異形柱結(jié)構(gòu)是近些年發(fā)展起來一種新型結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)過國內(nèi)外專家、學(xué)者的研究，鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)理論體系已經(jīng)基本形成。比如天津、沈陽、廣東、山西等省市已經(jīng)完成了地方規(guī)程的編寫，并指導(dǎo)于工程實(shí)踐，建筑面積達(dá)數(shù)千萬平方米。
[0003]隨著超高層建筑和大跨度的建筑在近些年不斷出現(xiàn)并發(fā)展，柱網(wǎng)的尺寸增大，單柱所承擔(dān)的荷載增大。采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑必然要加大柱的截面面積，這樣易形成對(duì)抗震不利的短柱，也占用使用面積。若此時(shí)采用異形柱結(jié)構(gòu)體系，受到柱截面的有效翼寬限制，必然會(huì)增加厚度，從而異形柱的優(yōu)點(diǎn)無法體現(xiàn)。因此，在許多高層建筑中，鋼筋混凝土異形柱的應(yīng)用往往受到限制。在鋼筋混凝土中加入鋼骨，鋼骨部分與外包鋼筋混凝土形成一個(gè)整體而共同承擔(dān)外荷載作用?？梢栽诓辉黾咏Y(jié)構(gòu)截面面積的情況下，提高柱的承載力，同時(shí)改善了結(jié)構(gòu)的抗震性能。
[0004]FRP在航空航天等領(lǐng)域中已應(yīng)用廣泛，其優(yōu)越性早已得到認(rèn)可。但由于其價(jià)格較高所以在土木工程領(lǐng)域中沒有大規(guī)模使用。近些年來，隨著生產(chǎn)水平的提高和成本的縮減，這種材料在建筑業(yè)中得到了大力的推廣。目前，CFRP被廣泛運(yùn)用于工程中，如橋梁加固、維修以及各類工民建工程的維修中。工程中結(jié)構(gòu)因時(shí)間積累，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞。采用碳纖維結(jié)構(gòu)加固、維修的方法是現(xiàn)代工程技術(shù)常用的方法。其輕質(zhì)高強(qiáng)，抗拉性能高，耐久性能好，抗疲勞，耐腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)被充分利用起來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱及方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱，包括鋼骨、鋼筋、CFRP圓管和混凝土，所述的鋼骨由鋼板焊接而成且位于異形柱柱肢部位，所述的鋼筋包括箍筋和縱筋，所述的箍筋圍成骨架，所述的縱筋設(shè)置在異形柱截面角部，所述的異形柱柱肢相交處的中心位置設(shè)置有CFRP圓管，所述的異形柱內(nèi)填充有混凝土。所述的CFRP圓管的壁厚為3?6層CFRP布卷，單張纖維厚度為0.167mm
所述的異形柱截面形式為T或L或十字形。
[0007]一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱的制作方法，具體步驟如下:
步驟1:按照要求將鋼板焊接成鋼骨； 步驟2:將單張纖維厚度為0.167mm的CFRP布卷制成圓形管狀；
步驟3:將鋼骨和圓管綁扎連接固定，并保證垂直或一定角度；
步驟4:綁扎鋼筋骨架；
步驟5:在鋼筋骨架外支模；
步驟6:按照一定比例澆筑混凝土；
步驟7:定期養(yǎng)護(hù)，拆除模板。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:
1.充分利用CFRP材料輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，減少了鋼材的使用量，減輕的構(gòu)件的自重；
2.CFRP圓管內(nèi)的混凝土處于三相受壓狀態(tài)，提高了柱的承載能力，節(jié)約了空間；
3.由鋼板焊接而成的鋼骨分布在異形柱柱肢，改善了柱的延性，提高了承載力，有利于抗震設(shè)計(jì)。
【附圖說明】
[0009]
圖1為內(nèi)置CFRP圓管的十字形截面鋼骨混凝土柱示意圖。
[0010]圖2為內(nèi)置CFRP圓管的T字形截面鋼骨混凝土柱示意圖。
[0011]圖3為內(nèi)置CFRP圓管的L字形截面鋼骨混凝土柱示意圖。
[0012]圖中:I為鋼骨，2為箍筋，3為縱筋，4為CFRP圓管，5為混凝土。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1至3所示，一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱，包括鋼骨、鋼筋、CFRP圓管和混凝土，所述的鋼骨由鋼板焊接而成且位于異形柱柱肢部位，所述的鋼筋包括箍筋和縱筋，所述的箍筋圍成骨架，所述的縱筋設(shè)置在異形柱截面角部，所述的異形柱柱肢相交處的中心位置設(shè)置有CFRP圓管，所述的異形柱內(nèi)填充有混凝土。內(nèi)置CFRP圓管為CFRP布卷制而成。
[0014]實(shí)施例1:
所述的異形柱截面形式為十字形，所述的CFRP圓管的壁厚為3層CFRP布卷。
[0015]實(shí)施例2:
所述的異形柱截面形式為T形，所述的CFRP圓管的壁厚為5層CFRP布卷。
[0016]實(shí)施例3:
所述的異形柱截面形式為L形，所述的CFRP圓管的壁厚為6層CFRP布卷。
[0017]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱，其特征是:包括鋼骨、鋼筋、CFRP圓管和混凝土，所述的鋼骨由鋼板焊接而成且位于異形柱柱肢部位，所述的鋼筋包括箍筋和縱筋，所述的箍筋圍成骨架，所述的縱筋設(shè)置在異形柱截面角部，所述的異形柱柱肢相交處的中心位置設(shè)置有CFRP圓管，所述的異形柱內(nèi)填充有混凝土。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱，其特征是:所述的異形柱截面形式為T或L或十字形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱，其特征是:所述的CFRP圓管的壁厚為3?6層CFRP布卷，單張纖維厚度為0.167mm。4.一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱的制作方法，其特征是:具體步驟如下: 步驟1:按照要求將鋼板焊接成鋼骨； 步驟2:將單張纖維厚度為0.167mm的CFRP布卷制成圓形管狀； 步驟3:將鋼骨和圓管綁扎連接固定，并保證垂直或一定角度； 步驟4:綁扎鋼筋骨架； 步驟5:在鋼筋骨架外支模； 步驟6:按照一定比例澆筑混凝土； 步驟7:定期養(yǎng)護(hù)，拆除模板。
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱及方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是一種內(nèi)置CFRP圓管的鋼骨混凝土異形柱，包括鋼骨、鋼筋、CFRP圓管和混凝土，所述的鋼骨由鋼板焊接而成且位于異形柱柱肢部位，所述的鋼筋包括箍筋和縱筋，所述的箍筋圍成骨架，所述的縱筋設(shè)置在異形柱截面角部，所述的異形柱柱肢相交處的中心位置設(shè)置有CFRP圓管，所述的異形柱內(nèi)填充有混凝土。
【IPC分類】E04C3/36
【公開號(hào)】CN105201146
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510664996
【發(fā)明人】徐誠皓, 徐亞豐, 牟璐, 張?jiān)?
【申請(qǐng)人】沈陽建筑大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日