CN105201146A - 一种内置cfrp圆管的钢骨混凝土异形柱及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱及方法。本发明所采用的技术解决方案是一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱,包括钢骨、钢筋、CFRP圆管和混凝土,所述的钢骨由钢板焊接而成且位于异形柱柱肢部位,所述的钢筋包括箍筋和纵筋,所述的箍筋围成骨架,所述的纵筋设置在异形柱截面角部,所述的异形柱柱肢相交处的中心位置设置有CFRP圆管,所述的异形柱内填充有混凝土。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域,特别是涉及一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱及方法。
背景技术
随着建筑业的发展,人们不仅对于建筑结构有一定的要求,而且对居住的舒适程度也有一定的要求,普通的钢筋混凝土方柱截面尺寸往往大于墙体的厚度,占用了室内空间,同时也影响了建筑的美观,显然传统的框架柱结构已经不能满足人们的需求,异形柱结构是近些年发展起来一种新型结构形式。经过国内外专家、学者的研究,钢筋混凝土异形柱结构理论体系已经基本形成。比如天津、沈阳、广东、山西等省市已经完成了地方规程的编写,并指导于工程实践,建筑面积达数千万平方米。
随着超高层建筑和大跨度的建筑在近些年不断出现并发展,柱网的尺寸增大,单柱所承担的荷载增大。采用钢筋混凝土结构的建筑必然要加大柱的截面面积,这样易形成对抗震不利的短柱,也占用使用面积。若此时采用异形柱结构体系,受到柱截面的有效翼宽限制,必然会增加厚度,从而异形柱的优点无法体现。因此,在许多高层建筑中,钢筋混凝土异形柱的应用往往受到限制。在钢筋混凝土中加入钢骨,钢骨部分与外包钢筋混凝土形成一个整体而共同承担外荷载作用。可以在不增加结构截面面积的情况下,提高柱的承载力,同时改善了结构的抗震性能。
FRP在航空航天等领域中已应用广泛,其优越性早已得到认可。但由于其价格较高所以在土木工程领域中没有大规模使用。近些年来,随着生产水平的提高和成本的缩减,这种材料在建筑业中得到了大力的推广。目前,CFRP被广泛运用于工程中,如桥梁加固、维修以及各类工民建工程的维修中。工程中结构因时间积累,产生结构破坏。采用碳纤维结构加固、维修的方法是现代工程技术常用的方法。其轻质高强,抗拉性能高,耐久性能好,抗疲劳,耐腐蚀性能好等优点被充分利用起来。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的缺陷,本发明的目的是提供一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱及方法。
本发明所采用的技术解决方案是一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱,包括钢骨、钢筋、CFRP圆管和混凝土,所述的钢骨由钢板焊接而成且位于异形柱柱肢部位,所述的钢筋包括箍筋和纵筋,所述的箍筋围成骨架,所述的纵筋设置在异形柱截面角部,所述的异形柱柱肢相交处的中心位置设置有CFRP圆管,所述的异形柱内填充有混凝土。所述的CFRP圆管的壁厚为3~6层CFRP布卷,单张纤维厚度为0.167mm
所述的异形柱截面形式为T或L或十字形。
一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱的制作方法,具体步骤如下:
步骤1:按照要求将钢板焊接成钢骨;
步骤2:将单张纤维厚度为0.167mm的CFRP布卷制成圆形管状;
步骤3:将钢骨和圆管绑扎连接固定,并保证垂直或一定角度;
步骤4:绑扎钢筋骨架;
步骤5:在钢筋骨架外支模;
步骤6:按照一定比例浇筑混凝土;
步骤7:定期养护,拆除模板。
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:
1.充分利用CFRP材料轻质高强的特性,减少了钢材的使用量,减轻的构件的自重;
2.CFRP圆管内的混凝土处于三相受压状态,提高了柱的承载能力,节约了空间;
3.由钢板焊接而成的钢骨分布在异形柱柱肢,改善了柱的延性,提高了承载力,有利于抗震设计。
附图说明
图1为内置CFRP圆管的十字形截面钢骨混凝土柱示意图。
图2为内置CFRP圆管的T字形截面钢骨混凝土柱示意图。
图3为内置CFRP圆管的L字形截面钢骨混凝土柱示意图。
图中:1为钢骨,2为箍筋,3为纵筋,4为CFRP圆管,5为混凝土。
具体实施方式
如图1至3所示,一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱,包括钢骨、钢筋、CFRP圆管和混凝土,所述的钢骨由钢板焊接而成且位于异形柱柱肢部位,所述的钢筋包括箍筋和纵筋,所述的箍筋围成骨架,所述的纵筋设置在异形柱截面角部,所述的异形柱柱肢相交处的中心位置设置有CFRP圆管,所述的异形柱内填充有混凝土。内置CFRP圆管为CFRP布卷制而成。
实施例1:
所述的异形柱截面形式为十字形,所述的CFRP圆管的壁厚为3层CFRP布卷。
实施例2:
所述的异形柱截面形式为T形,所述的CFRP圆管的壁厚为5层CFRP布卷。
实施例3:
所述的异形柱截面形式为L形,所述的CFRP圆管的壁厚为6层CFRP布卷。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱,其特征是:包括钢骨、钢筋、CFRP圆管和混凝土,所述的钢骨由钢板焊接而成且位于异形柱柱肢部位,所述的钢筋包括箍筋和纵筋,所述的箍筋围成骨架,所述的纵筋设置在异形柱截面角部,所述的异形柱柱肢相交处的中心位置设置有CFRP圆管,所述的异形柱内填充有混凝土。
2.根据权利要求1所述的内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱,其特征是:所述的异形柱截面形式为T或L或十字形。
3.根据权利要求1所述的内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱,其特征是:所述的CFRP圆管的壁厚为3~6层CFRP布卷,单张纤维厚度为0.167mm。
4.一种内置CFRP圆管的钢骨混凝土异形柱的制作方法,其特征是:具体步骤如下:
步骤1:按照要求将钢板焊接成钢骨;
步骤2:将单张纤维厚度为0.167mm的CFRP布卷制成圆形管状;
步骤3:将钢骨和圆管绑扎连接固定,并保证垂直或一定角度;
步骤4:绑扎钢筋骨架;
步骤5:在钢筋骨架外支模;
步骤6:按照一定比例浇筑混凝土;
步骤7:定期养护,拆除模板。
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