專利名稱：一種鋼管-frp管內(nèi)填混凝土組合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管材，更具體地說是一種應(yīng)用在結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域中，可用于加固改造工程; 特別適于作為建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的柱和支撐構(gòu)件。
背景技術(shù)：
FRP管是指纖維增強復合材料(FRP)通過拉擠、模壓和纏繞等生產(chǎn)工藝形成的管狀型 材，可用于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。目前，在實際工程中，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和纖維增強塑料FRP約 束混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多，其主要形式包括在鋼管內(nèi)澆筑混凝土，或在FRP管內(nèi)填充混凝土， 或以FRP布纏繞混凝土形成實心截面的承重柱。
在實際工程中，實心鋼管混凝土或FRP管混凝土通常被用于軸心受壓或荷載偏心較小 的壓彎構(gòu)件。然而，當構(gòu)件長細比或荷載偏心率較大時，其承載力很大程度上將由其抗彎剛 度控制，此時實心鋼管混凝土或FRP管混凝土靠近截面形心部位的材料并不能提供多少抗 彎剛度，但卻增加了構(gòu)件的自重，同時構(gòu)件截面也較大，使得建筑物和構(gòu)筑物的有效使用空 間減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種可用于加固改造工程；特別 適用于建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的柱和支撐構(gòu)件的鋼管一FRP管內(nèi)填混凝土組合結(jié)構(gòu)，以期獲 得良好的結(jié)構(gòu)受力性能和抗震性能，減小結(jié)構(gòu)自重和提高結(jié)構(gòu)的抗彎剛度，便于運輸和安裝 施工。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明鋼管一FRP管內(nèi)填混凝土組合結(jié)構(gòu)的特點是所述組合結(jié)構(gòu)是由作為外側(cè)壁的鋼 管、作為內(nèi)側(cè)壁的FRP芯管和固結(jié)在鋼管與FRP芯管之間的混凝土層構(gòu)成的空心管柱。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點也在于所述組合結(jié)構(gòu)的截面形式是以圓形、方形或矩形的鋼管與圓 形、方形或矩形的FRP芯管之間的任意組合。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
1、本發(fā)明充分利用了鋼管、FRP管和混凝土三種材料的優(yōu)良性能并相互作用，彌補了 實心構(gòu)件用作大長細比或荷載偏心率較大構(gòu)件時的缺點。 一方面，外側(cè)壁鋼管和FRP芯管 能有效約束混凝土，可以明顯改善混凝土材料的受力性能；另一方面，混凝土層也有效提高 了 FRP管的強度和剛度，防止鋼管發(fā)生屈曲，抗彎剛度大、自重輕，受力性能和抗震性能 良好，并具有優(yōu)越的抗火性能。
2、 本發(fā)明是在將鋼管與FRP芯管安裝就位后，在鋼管與芯管之間澆筑混凝土，形成組 合結(jié)構(gòu)，可以有效降低施工模板費用和施工費用。
3、 本發(fā)明便于構(gòu)件運輸，施工安裝快捷，可用于加固改造工程；特別適用于建筑、橋 梁和特殊結(jié)構(gòu)的柱和支撐構(gòu)件。


圖1為發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9為本發(fā)明不同實施方式結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中標號l為鋼管、2為FRP芯管、3為混凝土層。 以下通過具體實施方式
，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施例方式
參見圖1，由作為外側(cè)壁的鋼管1、作為內(nèi)側(cè)壁的FRP芯管3和固結(jié)在鋼管1與FRP芯 管3之間的混凝土層2構(gòu)成空心管柱。
具體實施中，組合結(jié)構(gòu)的截面形式是以圓形、方形或矩形的鋼管1與圓形、方形或矩形 的FRP芯管3之間的任意組合。包括
圖1所示的圓形鋼管套圓形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)；
圖2所示的圓形鋼管套方形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)；
圖3所示的圓形鋼管套矩形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)；
圖4所示的方形鋼管套圓形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)；
圖5所示的方形鋼管套方形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)；
圖6所示的方形鋼管套矩形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)；
圖7所示的矩形鋼管套圓形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)；
圖8所示的矩形鋼管套方形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)；
圖9所示的矩形鋼管套矩形FRP芯管內(nèi)填混凝土結(jié)構(gòu)。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。
本實施例中，鋼管1可以采用普通強度鋼材或屈服強度在550Mpa以上的高強鋼材，F(xiàn)RP 芯管3可以采用玻璃纖維GFRP管、碳纖維CFRP管或芳綸纖維AFRP管，混凝土可以是普 通混凝土或抗壓強度在80-120MPa的高強混凝土和自密實混凝土。具體制備是在鋼管1與 FRP芯管3安裝就位后，在其間澆筑混凝土層3，混凝土層固結(jié)形成即形成鋼管一FRP管內(nèi) 填混凝土的組合結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明可以具體應(yīng)用于土木工程中的柱件、支撐件、桁架等。
權(quán)利要求
1、一種鋼管-FRP管內(nèi)填混凝土組合結(jié)構(gòu)，其特征是所述組合結(jié)構(gòu)是由作為外側(cè)壁的鋼管(1)、作為內(nèi)側(cè)壁的FRP芯管(3)和固結(jié)在所述鋼管(1)與FRP芯管(3)之間的混凝土層(2)構(gòu)成的空心管柱。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管一FRP管內(nèi)填混凝土組合結(jié)構(gòu)，其特征是所述組合結(jié)構(gòu) 的截面形式是以圓形、方形或矩形的鋼管(1)與圓形、方形或矩形的FRP芯管(3)之間 的任意組合。
全文摘要
一種鋼管-FRP管內(nèi)填混凝土組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述組合結(jié)構(gòu)是由作為外側(cè)壁的鋼管、作為內(nèi)側(cè)壁的FRP芯管和固結(jié)在鋼管與FRP芯管之間的混凝土層構(gòu)成的空心管柱。本發(fā)明具有良好的結(jié)構(gòu)受力性能和抗震性能，能減小結(jié)構(gòu)自重和提高結(jié)構(gòu)的抗彎剛度，方便構(gòu)件運輸，施工安裝快捷；可用于加固改造工程；特別適于作為建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的柱和支撐構(gòu)件。
文檔編號E04C3/30GK101177965SQ20071019109
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者王靜峰 申請人:合肥工業(yè)大學