專利名稱：一種纖維復(fù)合材料鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及增強型鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)， 一種可替代鋼骨混凝土用于加固改造工程和特 殊環(huán)境的結(jié)構(gòu)，特別適用于建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的梁、柱和支撐構(gòu)件，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼骨混凝土是指在鋼骨周圍配置鋼筋，并澆筑混凝土的結(jié)構(gòu)，又稱型鋼混凝土或勁性鋼 筋混凝土，在高層建筑、重載結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。鋼骨混凝土在長期自然環(huán)境和使用環(huán)境的雙 重作用下會受到不同程度的損傷，如物理老化、化學(xué)腐蝕等，同時火災(zāi)、水災(zāi)和地震等災(zāi)害 對這類結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞時有發(fā)生，這些都會嚴(yán)重降低鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和 適用性，降低其使用壽命。
在實際工程中，由于設(shè)計、施工錯誤和材料質(zhì)量問題造成工程事故，或己建結(jié)構(gòu)的技術(shù) 改造，需要提高結(jié)構(gòu)承載力和剛度，改變其結(jié)構(gòu)使用功能。這些原因會導(dǎo)致目前巳有鋼骨混 凝土結(jié)構(gòu)在受力性能、承載力和剛度等方面不能很好地滿足安全和使用要求。

實用新型內(nèi)容
本實用新型是為避免上述現(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和 特殊環(huán)境的結(jié)構(gòu)，特別適用于建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的梁、柱和支撐構(gòu)件的纖維復(fù)合材料鋼 骨混凝土結(jié)構(gòu)，以期獲得優(yōu)越的抗震性能、良好的耐久性和防火性能、較大的剛度和阻尼， 并且能有利于結(jié)構(gòu)變形控制，節(jié)約鋼材，加快施工速度。
本實用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案
本實用新型纖維復(fù)合材料鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點是所述結(jié)構(gòu)包括在鋼骨的周圍配 置縱向受力鋼筋和周向箍筋形成鋼筋籠，在鋼筋籠內(nèi)澆筑混凝土形成鋼骨混凝土，在鋼骨混 凝土的外表面以浸有纖維粘結(jié)劑的纖維復(fù)合材料布纏繞形成固結(jié)的纖維復(fù)合材料外包層。
本實用新型纖維復(fù)合材料鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點也在于，鋼筋籠按截面形式可 以為圓形或矩形。
與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在-
1、本實用新型不僅充分體現(xiàn)了纖維復(fù)合材料FRP、混凝土和鋼材各自的優(yōu)點，更充分
發(fā)揮了其間相互作用所帶來的有益效果。由纖維復(fù)合材料為鋼骨混凝土提供緊箍力，其間的 共同作用明顯改善結(jié)構(gòu)的受力性能、提高了鋼骨混凝土構(gòu)件的承載力和剛度，同時具有優(yōu)越 的抗震性能、良好的耐久性和防火性能、較大的剛度和阻尼，有利于結(jié)構(gòu)變形控制，比純鋼
結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材50%以上，施工速度快，可有效降低工程造價。
2、本實用新型可廣泛用于各種加固改造工程和特殊環(huán)境的結(jié)構(gòu)，特別適用于作為建筑、
橋梁和特殊結(jié)構(gòu)的梁、柱和支撐構(gòu)件。


圖1 (a)為本實用新型纖維復(fù)合材料圓形鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)示意圖1 (b)圖1 (c)、圖1 (d)、圖1 (e)圖1 (f)和圖1 (g)分別為內(nèi)置工字鋼骨、十
字鋼骨、T字鋼骨、方管鋼骨、圓管鋼骨、格構(gòu)鋼骨的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 (a)為本實用新型纖維復(fù)合材料矩形鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2 (b)圖2 (c)、圖2 (d)、圖2 (e)圖2 (f)和圖2 (g)分別為內(nèi)置工字鋼骨、十
字鋼骨、T字鋼骨、方管鋼骨、圓管鋼骨、格構(gòu)鋼骨的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號l纖維復(fù)合材料外包層、2箍筋、3縱向受力鋼筋、4鋼骨、5混凝土。 以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
具體實施方式
實施例l:
參見圖l (a)，設(shè)置圓柱形結(jié)構(gòu)，包括在鋼骨4的周圍配置縱向受力鋼筋3和周向箍筋 2形成鋼筋籠，在鋼筋籠內(nèi)澆筑混凝土5形成鋼骨混凝土，在鋼骨混凝土的外表面以浸有纖 維粘結(jié)劑的纖維復(fù)合材料FRP布纏繞形成固結(jié)的纖維復(fù)合材料外包層1 。
具體實施中，鋼骨4可以分別為如圖1 (b)、圖l (c)、圖l (d)、圖l (e)、圖l (f) 和圖1 (g)所示的工字鋼骨、十字鋼骨、T字鋼骨、方管鋼骨、圓管鋼骨或格構(gòu)鋼骨的橫斷 面結(jié)構(gòu)。
實施例2:
參見圖2(a)，設(shè)置矩形柱體結(jié)構(gòu)，包括在鋼骨4的周圍配置縱向受力鋼筋3和周向箍 筋2形成鋼筋籠，在鋼筋籠內(nèi)澆筑混凝土5形成鋼骨混凝土，在鋼骨混凝土的外表面以浸有 纖維粘結(jié)劑的纖維復(fù)合材料FRP布纏繞形成固結(jié)的纖維復(fù)合材料外包層1。
具體實施中，鋼骨4可以分別為如圖2 (b)、圖2 (c)、圖2 (d)、圖2 (e)、圖2 (f) 和圖2 (g)所示的工字鋼骨、十字鋼骨、T字鋼骨、方管鋼骨、圓管鋼骨或格構(gòu)鋼骨的橫斷 面結(jié)構(gòu)。
在實施例1和實施例2中，鋼骨4可以采用普通鋼材或高強鋼材，纖維復(fù)合材料FRP 可以是玻璃纖維GFRP、碳纖維CFRP、芳綸纖維AFRP等，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。
纖維復(fù)合材料FRP粘貼厚度為0.2 1.0mrn,密度為1.25 2.1g/cm3。
具體實施中，先將鋼骨混凝土構(gòu)件的混凝土外表面打磨平整，對于局部破損的混凝土用
環(huán)氧砂漿修補；在5 °C ~38 T:的環(huán)境溫度下備環(huán)氧樹脂，根據(jù)所需尺寸裁剪FRP纖維布， 并將裁剪的FRP纖維布使用環(huán)氧樹脂均勻涂濕；同時在鋼骨混凝土的混凝土外表面涂刷備 好的環(huán)氧樹脂；隨后，將浸透有環(huán)氧樹脂的FRP纖維布平整地貼壁纏繞在混凝土表面；纖 維布之間緯向(即非主纖維方向)拼接不得小于10mm ，徑向(即主纖維方向)搭接長度 不得小于150mm ，搭接處須交錯布置；使用滾筒反復(fù)沿纖維方向滾壓，去處氣泡，并使粘 結(jié)膠充分浸透纖維布；再使用刮板刮涂纖維布表層堆積的粘結(jié)膠，使之均勻；粘結(jié)膠自然干 燥后形成固結(jié)的纖維復(fù)合材料外包層。多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟，待纖維布表面指觸干燥方 可進(jìn)行下一層的粘貼。
權(quán)利要求1.一種纖維復(fù)合材料鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)包括在鋼骨(4)的周圍配置縱向受力鋼筋(3)和周向箍筋(2)形成鋼筋籠，在所述鋼筋籠內(nèi)澆筑混凝土(5)形成鋼骨混凝土，在所述鋼骨混凝土的外表面以浸有纖維粘結(jié)劑的纖維復(fù)合材料布纏繞形成固結(jié)的纖維復(fù)合材料外包層(1)。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼筋籠按截 面形式可以為圓形或矩形。
專利摘要一種纖維復(fù)合材料鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，其特征是所述結(jié)構(gòu)包括在鋼骨的周圍配置縱向受力鋼筋和周向箍筋形成鋼筋籠，在鋼筋籠內(nèi)澆筑混凝土形成鋼骨混凝土，在鋼骨混凝土的外表面以浸有纖維粘結(jié)劑的纖維復(fù)合材料布纏繞形成固結(jié)的纖維復(fù)合材料外包層。本實用新型結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的抗震性能，良好的耐久性和防火性能，較大的剛度和阻尼，有利于結(jié)構(gòu)變形控制，比純鋼結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材50％以上，施工速度快；可用于加固改造工程和特殊環(huán)境的結(jié)構(gòu)；特別適用于建筑、橋梁和特殊結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04C3/00GK201198631SQ200820036809
公開日2009年2月25日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者夏竟成, 王靜峰, 雷愛君 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)