專利名稱：一種工字型frp型材的鋼管混凝土柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑構(gòu)件，特別是涉及一種工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱。
背景技術(shù)：
由于框架結(jié)構(gòu)具有布置靈活、使用空間大等優(yōu)點，因此受到了工程的廣泛關(guān)注。而 作為框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件的框架柱一般為普通的鋼筋混凝土柱，即先捆扎好鋼筋籠，再支 好模板，最后澆注混凝土，制作這種傳統(tǒng)的鋼筋混凝土柱存在著工期長、難度大、效率低 的缺點，中國實用新型專利03248845.9號給出了改進后的《一種鋼筋混凝土柱》，包括鋼 筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，鋼筋，鋼筋混凝土柱由多塊鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng) 片、縱向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝土筒形預(yù)制 構(gòu)件接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制構(gòu)件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向 鋼筋定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多塊鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件，再在鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件 疊合的柱?？涨粌?nèi)澆筑混凝土，最終成為鋼筋混凝土柱。這種改進后的鋼筋混凝土柱雖初 步克服了傳統(tǒng)鋼筋混凝土柱制作時存在的缺點，但卻不能滿足高層建筑物對所使用混凝 土結(jié)構(gòu)的越來越高的要求。為此，人們又開發(fā)出新型的混凝土結(jié)構(gòu)，例如美國專利3051161 號給出的用混凝土充填鋼管，以增加抗壓強度的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)方案。中國實用新型 專利99236299. 7號給出了《一種新型鋼管混凝土柱》，其中用于充填混凝土的鋼管為異形 薄壁鋼管，在異形薄壁鋼管各邊設(shè)置有約束拉桿，這種鋼管混凝土柱雖解決了現(xiàn)有鋼管混 凝土柱形狀單一的問題，但仍存在為防止薄壁鋼管的局部失穩(wěn)需要設(shè)置約束拉桿，施工多 有不便的缺點。而工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱是利用放置在鋼管內(nèi)部的工字型FRP 型材代替核心混凝土承受結(jié)構(gòu)荷載，降低了核心混凝土對鋼管壁的側(cè)壓力，而不需要設(shè)置 約束拉桿，并能減小構(gòu)件的截面尺寸，在文獻中則尚未有類似技術(shù)方案的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工字型FRP型材的鋼管混凝土柱。這種工字型FRP型 材的鋼管混凝土柱解決現(xiàn)有方形、矩形或圓形鋼管混凝土柱的缺點，充分利用FRP材料的 強度，具有承載力高，剛度大、重量輕、塑性、韌性好，抗沖擊和抗疲勞性能好、抗震性能佳等 特點。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種工字型FRP型材的鋼管混凝土柱，由矩形、方型或圓形的鋼管和放置在鋼管中的 工字型FRP型材以及填充在二者之間的混凝土構(gòu)成，工字型FRP型材的鋼管混凝土柱為由 FRP、鋼管和混凝土三種不同材料組成的組合柱，即工字型FRP型材的鋼管混凝土組合柱， 其中工字型FRP型材的鋼管混凝土柱的截面形狀為矩形結(jié)構(gòu)、方形結(jié)構(gòu)或圓形結(jié)構(gòu)。所述的一種工字型FRP型材的鋼管混凝土柱，所述的工字型FRP型材的鋼管混凝 土柱的由工字型FRP型材、矩形鋼管和混凝土組成的實心組合柱。所述的一種工字型FRP型材的鋼管混凝土柱，所述的工字型FRP型材的鋼管混凝土柱的由工字型FRP型材、方形鋼管和混凝土組成的實心組合柱。所述的一種工字型FRP型材的鋼管混凝土柱，所述的工字型FRP型材的鋼管混凝 土柱的由工字型FRP型材、圓形鋼管和混凝土組成的實心組合柱。本發(fā)明的優(yōu)點與效果是
本發(fā)明針對當(dāng)前由于建造的層數(shù)越來越多、建筑物高度越來越高，所使用材料的強度 越來越高，比如高強材料FRP、高強混凝土等，而高強混凝土的延性較差，F(xiàn)RP屬于線彈性材 料，將影響結(jié)構(gòu)的抗震性能。結(jié)合己知的鋼管混凝土的理論，對現(xiàn)有鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)進 行改進，并給出新型的工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱。這種新型的工字型FRP型材-鋼 管_混凝土柱，解決現(xiàn)有方形、矩形或圓形鋼管混凝土柱的缺點，充分利用FRP材料的強度， 具有承載力高，剛度大、重量輕、塑性、韌性好，抗沖擊和抗疲勞性能好、抗震性能佳等特點。在合理選擇鋼管、FRP配置率后可以減小柱的截面尺寸，鋼管骨架在施工時可以提 供臨時支撐，加速施工。由于鋼管的存在改善了柱的延性，提高了柱的承載力，利于地震區(qū)抗震設(shè)計。 工字型FRP型材_鋼管_混凝土柱在使用時，能夠減小建筑物的重量，增加有效使 用面積。


圖1為工字型FRP型材的鋼管混凝土柱截面為矩形實心結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2為工字型FRP型材的鋼管混凝土柱截面為方形實心結(jié)構(gòu)的示意圖3為工字型FRP型材的鋼管混凝土柱截面為圓形實心結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明工字型FRP型材的鋼管混凝土柱由矩形、方形或圓形鋼管和放置在鋼管中 的工字型FRP型材以及填充在二者之間的混凝土構(gòu)成，其特點是工字型FRP型材的鋼管混 凝土柱(工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱)為由FRP、鋼管和混凝土三種不同材料組成的 組合柱，即工字型FRP型材-鋼管-混凝土組合柱，其中工字型FRP型材-鋼管-混凝土 柱的截面形狀為矩形結(jié)構(gòu)、方形結(jié)構(gòu)或圓形結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱中所用的鋼管可以由鋼板焊接而 成，可以是矩形也可以是方型或圓形，內(nèi)置工字型FRP型材。鋼管的配置按現(xiàn)行的鋼與混凝 土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程設(shè)計。本發(fā)明涉及工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱，特別是涉及由矩形、方型或圓形 鋼管和放置在鋼管中的工字型FRP型材以及填充在二者之間的混凝土構(gòu)成，的工字型FRP 型材_鋼管_混凝土柱為由FRP、鋼管和混凝土三種不同材料組成的組合柱，即工字型FRP 型材_鋼管_混凝土組合柱，其中工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱的截面形狀為矩形結(jié) 構(gòu)、方形結(jié)構(gòu)或圓形結(jié)構(gòu)。既是對現(xiàn)有鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)的改進，也是對FRP材料在建筑 工程領(lǐng)域應(yīng)用的擴展，屬于固定建筑物中的用于承重的柱構(gòu)件技術(shù)領(lǐng)域，在高層建筑物中 被用作建筑物框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件。如圖1所示，本發(fā)明給出的工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱截面為矩形實心結(jié) 構(gòu)，主要由矩形鋼管、工字型FRP型材和灌入二者之間的混凝土組成，鋼管由鋼板焊接而成，并采用工字型FRP型材。如圖2所示，本發(fā)明給出的工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱截面為方形實心結(jié) 構(gòu)，主要由方形鋼管、工字型FRP型材和灌入二者之間的混凝土組成，鋼管由鋼板焊接而 成，并采用工字型FRP型材。如圖3所示，本發(fā)明給出的工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱截面為圓形實心結(jié) 構(gòu)，主要由圓形鋼管、工字型FRP型材和灌入二者之間的混凝土組成，采用焊接鋼管和工 字型FRP型材。
權(quán)利要求
一種工字型FRP型的材鋼管混凝土柱，其特征在于由矩形、方型或圓形的鋼管和放置在鋼管中的工字型FRP型材以及填充在二者之間的混凝土構(gòu)成，工字型FRP型材的鋼管混凝土柱為由FRP、鋼管和混凝土三種不同材料組成的組合柱，即工字型FRP型材的鋼管混凝土組合柱，其中工字型FRP型材的鋼管混凝土柱的截面形狀為矩形結(jié)構(gòu)、方形結(jié)構(gòu)或圓形結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工字型FRP型的材鋼管混凝土柱，其特征在于所述的工 字型FRP型材的鋼管混凝土柱的由工字型FRP型材、矩形鋼管和混凝土組成的實心組合柱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工字型FRP型的材鋼管混凝土柱，其特征在于所述的工 字型FRP型材的鋼管混凝土柱的由工字型FRP型材、方形鋼管和混凝土組成的實心組合柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工字型FRP型的材鋼管混凝土柱，其特征在于所述的工 字型FRP型材的鋼管混凝土柱的由工字型FRP型材、圓形鋼管和混凝土組成的實心組合柱。
全文摘要
一種工字型FRP型材的鋼管混凝土柱，涉及一種建筑構(gòu)件。由矩形、方型或圓形的鋼管和放置在鋼管中的工字型FRP型材以及填充在二者之間的混凝土構(gòu)成，工字型FRP型材的鋼管混凝土柱為由FRP、鋼管和混凝土三種不同材料組成的組合柱，即工字型FRP型材的鋼管混凝土組合柱，其中工字型FRP型材的鋼管混凝土柱的截面形狀為矩形結(jié)構(gòu)、方形結(jié)構(gòu)或圓形結(jié)構(gòu)。在合理選擇含鋼率、FRP的配置率的情況下，可以減小柱的截面尺寸，鋼管骨架在施工時可以提供臨時支撐，加速施工；由于鋼管的存在改善了柱的延性，利于地震區(qū)抗震設(shè)計，利用了FRP材料的輕質(zhì)高強的特點，提高了柱的承載力，增加了使用面積。
文檔編號E04B1/30GK101974958SQ20101055720
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者張春雨, 李幗昌 申請人:沈陽建筑大學(xué)