專利名稱：一種frp管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土木工程結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域的混凝土結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，具有施工方便、耗能性能好、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，其核心的混凝土在鋼管的約束下，承載能力和變形能力得到了很大的提高，尤其是其具有良好的延性，被廣泛應(yīng)用于高層、大跨及橋梁結(jié)構(gòu)。但是，由于鋼的彈塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，一旦鋼管屈服其約束力將限于定值，對混凝土的約束效果也不再增加。因此，對于大型的承受高軸力的混凝土結(jié)構(gòu)，必須采用厚壁鋼管，用鋼量大。此外，鋼管還很容易發(fā)生銹蝕，耐久性較差。FRP(纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)由于具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕的優(yōu)良特性，在土木工程結(jié)構(gòu)物抗震加固、補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。考慮到FRP在特殊環(huán)境中的應(yīng)用優(yōu)勢，F(xiàn)RP管混凝土作為新建橋梁、建筑的承力構(gòu)件，具有廣闊的應(yīng)用空間。由于FRP管具有較高的強(qiáng)度質(zhì)量比、剛度質(zhì)量比和良好的耐腐蝕性能，特別適用于沿海橋梁所處的復(fù)雜環(huán)境；另外，F(xiàn)RP管可以既是施工時的免拆模板，同時又是核心混凝土結(jié)構(gòu)全壽命的保護(hù)外殼，還可以加快施工建設(shè)的周期；由于FRP的高強(qiáng)及線性彈性力學(xué)特性，約束量充足的FRP管混凝土表現(xiàn)為雙線性強(qiáng)化型的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，因此FRP能夠?yàn)楹诵幕炷撂峁?qiáng)勁的約束，增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性和承載力；另外，F(xiàn)RP管可以在強(qiáng)震下保持全截面混凝土的約束狀態(tài)，避免混凝土的脫落，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震性能；與鋼管混凝土結(jié)構(gòu)相比，F(xiàn)RP管節(jié)還省了對鋼管進(jìn)行在役維護(hù)的需要。輕質(zhì)混凝土具有自重輕、耐久性強(qiáng)、抗震性能優(yōu)的特性。其密度等級一般為300-1800kg/m3,比相同強(qiáng)度等級的普通混凝土輕由于自重輕，輕質(zhì)混凝土對于大跨度結(jié)構(gòu)而言，可以有效減輕自重降低結(jié)構(gòu)內(nèi)力。對于地震區(qū)的結(jié)構(gòu)物而言，由于地震作用和結(jié)構(gòu)自重成正比，采用輕質(zhì)混凝土可顯著降低地震作用。并且使用輕質(zhì)混凝土還能夠有效避免混凝土的堿骨料反應(yīng)，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。另外，輕質(zhì)混凝土所具有的低滲透性和抗凍融能力，還可以有效減少結(jié)構(gòu)中裂縫的出現(xiàn)，改善構(gòu)件的耐久性，延長構(gòu)件的使用壽命，降低結(jié)構(gòu)建成運(yùn)營后的維護(hù)費(fèi)用。同時由于輕質(zhì)混凝土的彈性模量較低，其可以使構(gòu)件具有良好的變形能力，因而對地震荷載具有更好的耗能能力。由此可見，上述現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠在地震荷載及強(qiáng)烈振動荷載的作用下，保證結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力儲備、延性和良好的吸收振動荷載能量的能力，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)罕遇地震下的良好抗震性能，非常適于實(shí)用。本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其包括輕質(zhì)混凝土和設(shè)置于所述輕質(zhì)混凝土外側(cè)的FRP管。本實(shí)用新型的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其中所述FPR管為圓形管或方形管。前述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其中所述輕質(zhì)混凝土充滿所述FRP管內(nèi)的中空區(qū)域。前述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其中在所述FRP管外側(cè)的表面上覆蓋有一層水泥砂漿層。前述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其中在所述構(gòu)件的橫斷面設(shè)置有橫向鋼筋，且所述橫向鋼筋是貫穿所述構(gòu)件的橫斷面固設(shè)于所述FRP管上。前述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其中所述橫向鋼筋是由在所述FRP管外側(cè)分別設(shè)置于其兩端的一螺母固定在所述FRP管上。前述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其中在所述FRP管內(nèi)側(cè)的表面上設(shè)置有凸出的加勁肋。前述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其中所述加勁肋是與所述FRP管為一體結(jié)構(gòu)的FRP加勁肋。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型一種FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果1、本實(shí)用新型的輕質(zhì)混凝土能夠有效降低結(jié)構(gòu)自重。2、本實(shí)用新型的FRP管對混凝土的約束作用，可以有效提高內(nèi)部輕質(zhì)混凝土的抗壓強(qiáng)度，并且構(gòu)件橫斷面設(shè)置的橫向鋼筋或FRP管內(nèi)表面凸設(shè)的FRP加勁肋能夠保證輕質(zhì)混凝土與FRP管間協(xié)同工作的能力，增強(qiáng)FRP管的受力性能。3、本實(shí)用新型在FRP管外噴涂的水泥砂漿層，可以改善FRP材質(zhì)的抗火性能。4、本實(shí)用新型的抗震性能好，不僅可用于建筑結(jié)構(gòu)，更可用于橋梁等大跨結(jié)構(gòu)中。綜上所述，本實(shí)用新型是有關(guān)于一種FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其包括輕質(zhì)混凝土、設(shè)置于輕質(zhì)混凝土外側(cè)的FRP管、覆蓋于FRP管外側(cè)表面的水泥砂漿層、以及貫穿構(gòu)件的橫斷面設(shè)置的橫向鋼筋或與FRP管為一體結(jié)構(gòu)的凸設(shè)于FRP管內(nèi)側(cè)表面的FRP加勁肋。本實(shí)用新型的輕質(zhì)混凝土能夠有效降低構(gòu)件的自重；其中FRP管對混凝土的約束作用可以有效提高內(nèi)部輕質(zhì)混凝土的抗壓強(qiáng)度，而構(gòu)件橫斷面設(shè)置的橫向鋼筋或FRP加勁肋能夠保證輕質(zhì)混凝土與FRP管間的協(xié)同工作能力，增強(qiáng)FRP管的受力性能；另外，F(xiàn)RP管外噴涂的水泥砂漿層，改善了 FRP材質(zhì)的抗火性能；并且本實(shí)用新型的抗震性能好，不僅可用于建筑結(jié)構(gòu)，更可用于橋梁等大跨結(jié)構(gòu)中。本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

圖1是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的FRP圓管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件的示意圖。圖2是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的FRP方管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件的示意圖。圖3是本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例的FRP方管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件的示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。有關(guān)本實(shí)用新型的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，應(yīng)當(dāng)可對本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。請參閱圖1至圖3所示，圖1是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的FRP圓管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件的示意圖。圖2是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的FRP方管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件的示意圖。圖3是本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例的FRP方管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件的示意圖。本實(shí)用新型的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件包括輕質(zhì)混凝土1、FRP管2和水泥砂漿層3。其中FRP管2設(shè)置于輕質(zhì)混凝土 I的外側(cè)，水泥砂漿層3覆蓋于FRP管2外側(cè)的表面上。本實(shí)用新型的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件為實(shí)心結(jié)構(gòu)，輕質(zhì)混凝土 I是充滿FRP管2內(nèi)的中空區(qū)域。如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的FRP管2可以為圓形管或方形管。在本實(shí)用新型中，噴涂在FRP管2外部的水泥砂漿層3可以增強(qiáng)構(gòu)件的耐火性能。根據(jù)實(shí)際受力情況，本實(shí)用新型可以在構(gòu)件的橫斷面設(shè)置橫向鋼筋4，以增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土 I與FRP管2間的協(xié)同工作能力，增強(qiáng)FRP管的受力性能。如圖1至圖2所示，橫向鋼筋4是貫穿構(gòu)件的橫斷面固設(shè)于FRP管2上。較佳地，橫向鋼筋4可以是由在FRP管2外側(cè)分別設(shè)置于其兩端的一螺栓5固定在FRP管2上。如圖3所示，本實(shí)用新型也可不設(shè)置橫向鋼筋4，而通過在FRP管2內(nèi)側(cè)的表面上設(shè)置凸出的加勁肋，來加強(qiáng)FRP管2的局部穩(wěn)定性，并增大FRP管2與內(nèi)部輕質(zhì)混凝土 I的接觸面積，從而增強(qiáng)FRP管2與輕質(zhì)混凝土 I間的協(xié)同工作能力，保證FRP管2的受力性能。其中加勁肋可以是與FRP管2為一體結(jié)構(gòu)的FRP加勁肋6。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其特征在于其包括輕質(zhì)混凝土和設(shè)置于所述輕質(zhì)混凝土外側(cè)的FRP管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其特征在于其中所述FPR管為圓形管或方形管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其特征在于其中所述輕質(zhì)混凝土充滿所述FRP管內(nèi)的中空區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其特征在于其中在所述FRP管 外側(cè)的表面上覆蓋有一層水泥砂漿層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其特征在于其中在所述構(gòu)件的橫斷面設(shè)置有橫向鋼筋，且所述橫向鋼筋是貫穿所述構(gòu)件的橫斷面固設(shè)于所述FRP管上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其特征在于其中所述橫向鋼筋是由在所述FRP管外側(cè)分別設(shè)置于其兩端的一螺母固定在所述FRP管上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其特征在于其中在所述FRP管內(nèi)側(cè)的表面上設(shè)置有凸出的加勁肋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其特征在于其中所述加勁肋是與所述FRP管為一體結(jié)構(gòu)的FRP加勁肋。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種FRP管輕質(zhì)混凝土組合構(gòu)件，其包括輕質(zhì)混凝土、設(shè)置于輕質(zhì)混凝土外側(cè)的FRP管、覆蓋于FRP管外側(cè)表面的水泥砂漿層、以及貫穿構(gòu)件的橫斷面設(shè)置的橫向鋼筋或與FRP管為一體結(jié)構(gòu)的凸設(shè)于FRP管內(nèi)側(cè)表面的FRP加勁肋。本實(shí)用新型的輕質(zhì)混凝土能夠有效降低構(gòu)件的自重；其中FRP管對混凝土的約束作用可以有效提高內(nèi)部輕質(zhì)混凝土的抗壓強(qiáng)度，而構(gòu)件橫斷面設(shè)置的橫向鋼筋或FRP加勁肋能夠保證輕質(zhì)混凝土與FRP管間的協(xié)同工作能力，增強(qiáng)FRP管的受力性能；另外，F(xiàn)RP管外噴涂的水泥砂漿層，改善了FRP材質(zhì)的抗火性能；并且本實(shí)用新型的抗震性能好，不僅可用于建筑結(jié)構(gòu)，更可用于橋梁等大跨結(jié)構(gòu)中。
文檔編號E01D19/00GK202831378SQ201220052860
公開日2013年3月27日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者周海濤 申請人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所