專利名稱：一種鋼管-frp管-鋼骨-混凝土組合柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域中一種增強(qiáng)型的組合承重結(jié)構(gòu)，確切的說(shuō)是一種鋼管-FRP 管-鋼骨-混凝土組合柱，該組合柱在鋼管、FRP管、鋼骨和混凝土的共同工作下，能大幅度提高構(gòu)件的承載能力，可作為承重構(gòu)件廣泛應(yīng)用于對(duì)承載能力要求較高的大型工業(yè)建筑和民用建筑。
背景技術(shù)：
目前，鋼管混凝土技術(shù)在實(shí)際工程中已有較廣泛的應(yīng)用；由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的FRP管則較多的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的加固改造工程中；為了更大程度上發(fā)揮鋼材、FRP和混凝土三種材料的性能優(yōu)勢(shì)，對(duì)鋼管、FRP管和混凝土這三種材料組成的組合結(jié)構(gòu)的研究也有所進(jìn)展，具有代表性的是鋼管-FRP管-混凝土組合柱。鋼管-FRP管-混凝土組合柱，充分發(fā)揮了鋼材、FRP和混凝土三種材料的性能優(yōu)勢(shì)，并揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短相互作用使其具有更優(yōu)良的受力性能，在實(shí)際工程中具有很大的發(fā)展前景。 然而，在某些對(duì)承載能力要求較高的大型建筑工程中，要想利用受力性能良好的鋼管-FRP 管-混凝土組合柱就必須要加大柱子截面尺寸以保證其具有足夠的承載能力。加大柱截面尺寸不僅浪費(fèi)材料而且影響建筑物的有效使用空間，為此有必要采取新方法有效改進(jìn)鋼管-FRP管-混凝土組合柱在承載能力方面的局限性，使其具有更廣泛的工程應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
為了彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的主要目的是開(kāi)發(fā)增強(qiáng)型組合承重結(jié)構(gòu)。該組合結(jié)構(gòu)在鋼管、FRP管、鋼骨和混凝土的共同工作下，能大幅度提高構(gòu)件的承載能力，可作為承重構(gòu)件廣泛應(yīng)用于對(duì)承載能力要求較高的大型工業(yè)建筑和民用建筑中。技術(shù)方案如下
鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱，是由外部鋼管、內(nèi)部圓截面FRP管和位于中心的鋼骨經(jīng)澆筑混凝土后組合而成，其外部鋼管可以是矩形鋼管、正方形鋼管或圓形鋼管，內(nèi)部圓截面FRP管可以是CFRP管(碳纖維管)、GFRP管(玻璃纖維管)或其它纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的管，中心鋼骨可以是焊接、軋制實(shí)腹式型鋼或格構(gòu)式組合鋼。其組合柱可由不同形狀鋼管、不同種類FRP管和不同類型鋼骨任意組合而成。且其鋼管壁厚、FRP管壁厚、鋼骨尺寸可根據(jù)實(shí)際工程需要自行選定。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
1.鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱，由于柱中心鋼骨的存在，能在充分發(fā)揮鋼材、 FRP和混凝土三種材料性能優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，大幅提高柱的承載能力，而無(wú)需加大柱截面尺寸；
2.鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱，位于內(nèi)部的FRP管由于受到外部鋼管和環(huán)形混凝土層的保護(hù)作用，能有效克服抗火性能差的缺點(diǎn)，使其在高溫火災(zāi)情況下依然能發(fā)揮高強(qiáng)、高效的優(yōu)點(diǎn)，使增強(qiáng)型組合柱表現(xiàn)出優(yōu)越的抗火性能。


圖1為本發(fā)明的截面示意圖2、圖3、圖4，圖5，圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12為不同鋼骨和不同形狀鋼管與FRP管和混凝土的不同組合形式形成的不同組合柱截面示意圖。其中1表示鋼管，2表示FRP管、3表示鋼骨、4表示混凝土
附圖補(bǔ)充說(shuō)明本發(fā)明適用于大型工業(yè)建筑和民用建筑中的承重構(gòu)件，當(dāng)承重構(gòu)件為雙向偏心受壓且兩個(gè)平面都為主平面時(shí)，宜采用圖4、圖6、圖10、圖12的截面形式；當(dāng)承重構(gòu)件為雙向偏心受壓且只有一個(gè)主平面時(shí)，宜選用圖5、圖11的截面形式；當(dāng)承重構(gòu)件為單向偏心受壓時(shí)，宜選用圖1、圖2，圖3，圖7、圖8、圖9的截面形式；當(dāng)承重構(gòu)件為軸心受力時(shí)，宜選用較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的圖1、圖2的截面形式。
具體實(shí)施例方式1)根據(jù)工程實(shí)際需要準(zhǔn)備好施工所需鋼管、FRP管和鋼骨。鋼管可以是方鋼管或圓鋼管，F(xiàn)RP管可以是GFRP管(玻璃纖維管)、CFRP管(碳纖維管)、AFRP管(芳綸纖維管)或其他纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制管，鋼骨可以是軋制、焊接實(shí)腹式型鋼或格構(gòu)式組合鋼。2)將鋼管、FRP管和鋼骨定位安裝在設(shè)計(jì)規(guī)定位置，注意使其形心重合，當(dāng)鋼管、 FRP管和鋼骨不夠長(zhǎng)需要接長(zhǎng)時(shí)，接縫不宜在同一截面上，應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。3)澆筑混凝土，所需混凝土根據(jù)工程實(shí)際需要可選用普通混凝土或高強(qiáng)混凝土， 鋼管和FRP管之間的環(huán)形混凝土和核心混凝土可以同時(shí)澆筑，為保證混凝土澆筑質(zhì)量，宜采用和易性較好的混凝土。4)常溫養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度，鋼管外表面按相關(guān)規(guī)范規(guī)定刷耐高溫防腐涂料，即形成鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱。
權(quán)利要求
1.鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱，其特征在于所述的組合柱由外部鋼管(1)、內(nèi)部圓截面FRP管(2)和位于中心的鋼骨(3)經(jīng)澆筑混凝土后組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管-FRP管-鋼骨混凝土組合柱，其特征在于外部鋼管可以是矩形鋼管、正方形鋼管或圓形鋼管，內(nèi)部圓截面FRP管可以是CFRP管、GFRP管或其它纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的管，中心鋼骨可以是焊接、軋制實(shí)腹式型鋼或格構(gòu)式組合鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管-FRP管-鋼骨混凝土組合柱，其特征在于組合柱可由不同形狀鋼管、不同種類FRP管和不同類型鋼骨任意組合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型鋼管-FRP管-鋼骨混凝土組合柱，其特征是鋼管壁厚、FRP管壁厚、鋼骨尺寸可根據(jù)實(shí)際工程需要自行選定。
全文摘要
本發(fā)明是“一種鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱”，鋼管-FRP管-鋼骨-混凝土組合柱，所述的組合柱由外部鋼管、內(nèi)部圓截面FRP管和位于中心的鋼骨經(jīng)澆筑混凝土后組成。外部鋼管可以是矩形鋼管、正方形鋼管或圓形鋼管，內(nèi)部圓截面FRP管可以是CFRP管、GFRP管或其它纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的管，中心鋼骨可以是焊接、軋制實(shí)腹式型鋼或格構(gòu)式組合鋼。組合柱可由不同形狀鋼管、不同種類FRP管和不同類型鋼骨任意組合而成。本發(fā)明能有效提高結(jié)構(gòu)的靜力性能、抗震性能和抗火性能，且施工安裝方便快捷，主要適用于對(duì)承載力要求較高的大型工業(yè)建筑和民用建筑。
文檔編號(hào)E04C3/34GK102425268SQ20111032421
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者劉永軍, 孫永梅 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)