專利名稱：一種frp、混凝土、空心原竹圓柱梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是ー種FRP、混凝土、空心原竹圓柱梁。
背景技術(shù)：
我國盛產(chǎn)竹子，且擁有量和品質(zhì)均居世界首位。竹子可再生、可降解，一般3-5年即可成材。竹材的抗拉強(qiáng)度約為木材的2倍，抗壓強(qiáng)度約為木材的I. 5倍，竹材的比強(qiáng)度高于普通木材、結(jié)構(gòu)用鋼材、鋁合金、混凝土等。竹材具有較好的弾性和韌性，變形能力強(qiáng)。以竹材全部或部分代替混凝土、鋼材或粘土磚等建造房屋，符合“十二五”規(guī)劃部署的重大任務(wù)——“綠色發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的根本要求，也符合《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》確定的節(jié)能降耗、開發(fā)利用農(nóng)林生物質(zhì)資源的重點(diǎn)領(lǐng)域及優(yōu)先主題?，F(xiàn)有的主要技術(shù)方案是將鋼筋埋置在混凝土中，形成鋼筋混凝土實(shí)心柱或エ字形截面柱。該類混凝土柱自重大、耗鋼量及耗混凝土量均較大；施工要支模和拆模，エ序麻煩。也有其他學(xué)者提出了雙鋼管柱、雙FRP管柱和FRP-混凝土 -鋼組合雙壁空心柱(ー種由FRP外管、鋼內(nèi)管以及兩者之間填充的混凝土組成的組合構(gòu)件)。傳統(tǒng)鋼筋混凝土柱是將鋼筋埋置在混凝土中，形成鋼筋混凝土實(shí)心柱或エ字形截面柱。該類混凝土柱自重大、耗鋼量及耗混凝土量均較大；施工要支模和拆模，エ序麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供ー種FRP、混凝土、空心原竹圓柱梁。本發(fā)明的技術(shù)方案如下ー種FRP、混凝土、空心原竹圓柱梁，包括FRP管(I)、混凝土⑵和空心原竹筒
(3)，空心原竹筒(3)要對稱均勻地分布在空心圓柱截面內(nèi)。所述的FRP、混凝土、空心原竹圓柱梁，根據(jù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載的實(shí)際情況適當(dāng)在混凝土里面布置FRP筋或鋼筋。本發(fā)明充分利用了 3種材料(或4種)的特點(diǎn)，將我國蘊(yùn)藏量豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源應(yīng)用到土木建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。該種柱子具有自重輕、剛度大、延性好、自恢復(fù)能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性能好、抗震性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，并且施工エ序簡單，可應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的受壓構(gòu)件。


圖I、圖2為本發(fā)明FRP-混凝土 -空心原竹圓柱梁的截面示意圖。I為FRP管，2為混凝土，3為空心原竹筒，4為FRP筋或鋼筋。
具體實(shí)施方式
、
以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參考圖I、2，在本發(fā)明中，F(xiàn)RP-混凝土 -空心原竹圓柱梁，包括FRP管I、混凝土 2和空心原竹筒3(見圖I)，空心原竹筒要對稱均勻地分布在空心圓柱截面內(nèi)(在示意圖截面內(nèi)，空心原竹筒截面對稱地布置在空心圓柱截面內(nèi))。另外可以根據(jù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載的實(shí)際情況適當(dāng)在混凝土里面布置FRP筋4 (或鋼筋)。該種新型構(gòu)件的外管為主要包含環(huán)向或接近環(huán)向纖維的FRP管1，縱向剛度很小，其主要作用是約束混凝土以及提高抗剪承載カ；混凝土 2和空心原竹筒3則作為主要縱向受カ材料，而混凝土里面在需要時(shí)也可布置FRP筋4 (或鋼筋)。由于其價(jià)格較低且變形能カ較好等特點(diǎn)，玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Glass FRP)比碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Carbon FRP) 更適合用于制作該類構(gòu)件的外管。所有材料及相關(guān)尺寸均需根據(jù)實(shí)際工程的需要進(jìn)行計(jì)算選取。根據(jù)梁的跨度和承擔(dān)的荷載大小選擇柱截面尺寸(尺寸確定同普通混凝土柱構(gòu)件)，然后根據(jù)柱子截面尺寸確定矩形管尺寸，根據(jù)具體工程受カ分析，計(jì)算所需要原竹筒的多少和尺寸，如果需要配置FRP筋或鋼筋，可由計(jì)算確定，方法均同普通混凝土柱構(gòu)件。該類新型組合構(gòu)件的主要優(yōu)點(diǎn)包括①將我國蘊(yùn)藏量豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源應(yīng)用到受壓構(gòu)件中，節(jié)省礦物質(zhì)資源能源自重較輕構(gòu)件內(nèi)部的空隙有效減輕了結(jié)構(gòu)自重；③施工方便=FRP外管和空心原竹筒可作為施工時(shí)澆鑄混凝土的模板，從而避免了傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)制作及拆除模板的エ序耐腐蝕性能好FRP外管耐腐蝕性強(qiáng)，如果配置適量鋼筋的話，鋼筋被FRP外管和厚混凝土層保護(hù)在內(nèi)； 延性及抗震性能好FRP外管和空心原竹筒對混凝土提供約束，從而提高構(gòu)件的延性。FRP外管的環(huán)向剛度遠(yuǎn)大于其縱向剛度，不存在屈曲問題，空心原竹筒的向外屈曲變形則被混凝土所限制。還應(yīng)指出，即使從初始造價(jià)來看，該類新型組合構(gòu)件也是ー種經(jīng)濟(jì)的構(gòu)件形式竹材強(qiáng)度高，可以節(jié)省鋼材的用量；而較普通鋼筋混凝土空心構(gòu)件而言，該種新型構(gòu)件節(jié)約了澆鑄混凝土所用模板的費(fèi)用；相對于實(shí)心鋼筋混凝土構(gòu)件而言，更節(jié)約了內(nèi)部空心部分的混凝土。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種FRP、混凝土、空心原竹圓柱梁，其特征在于，包括FRP管(I)、混凝土(2)和空心原竹筒(3)，空心原竹筒(3)要對稱均勻地分布在空心圓柱截面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的FRP、混凝土、空心原竹圓柱梁，其特征在于，根據(jù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載的實(shí)際情況適當(dāng)在混凝土里面布置FRP筋或鋼筋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種FRP、混凝土、空心原竹圓柱梁，包括FRP管(1)、混凝土(2)和空心原竹筒(3)，空心原竹筒(3)要對稱均勻地分布在空心圓柱截面內(nèi)。根據(jù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載的實(shí)際情況適當(dāng)在混凝土里面布置FRP筋或鋼筋。本發(fā)明充分利用了3種材料(或4種)的特點(diǎn)，將我國蘊(yùn)藏量豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源應(yīng)用到土木建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。該種柱子具有自重輕、剛度大、延性好、自恢復(fù)能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性能好、抗震性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，并且施工工序簡單，可應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的受壓構(gòu)件。
文檔編號E04C3/29GK102704622SQ20121012270
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者張齊生, 李海濤, 李淑恒, 楊平, 蘇靖文, 黃東升 申請人:南京林業(yè)大學(xué)