專利名稱：一種工字型frp型材的鋼管混凝土柱的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑構件，特別是涉及一種工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱。
背景技術：
由于框架結構具有布置靈活、使用空間大等優點，因此受到了工程的廣泛關注。而 作為框架結構的主要構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 筋混凝土預制構件，鋼筋，鋼筋混凝土柱由多塊鋼筋混凝土筒形預制構件、縱向鋼筋定位網 片、縱向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝土筒形預制構件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝土筒形預制 構件接縫之間設置與筒形預制構件內腔相適應的縱向鋼筋定位網片，縱向鋼筋穿插在縱向 鋼筋定位網片網格中，串接多塊鋼筋混凝土筒形預制構件，再在鋼筋混凝土筒形預制構件 疊合的柱模空腔內澆筑混凝土，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 土結構的越來越高的要求。為此，人們又開發出新型的混凝土結構，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構技術方案。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置有約束拉桿，這種鋼管混凝土柱雖解決了現有鋼管混 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需要設置約束拉桿，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部的工字型FRP 型材代替核心混凝土承受結構荷載，降低了核心混凝土對鋼管壁的側壓力，而不需要設置 約束拉桿，并能減小構件的截面尺寸，在文獻中則尚未有類似技術方案的出現。
發明內容
本發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。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
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構、方形結構或圓形結構。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。本發明的優點與效果是
本發明針對當前由于建造的層數越來越多、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，FRP屬于線彈性材 料，將影響結構的抗震性能。結合己知的鋼管混凝土的理論，對現有鋼管混凝土柱的結構進 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，利于地震區抗震設計。 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構的示意圖； 圖2為工字型FRP型材的鋼管混凝土柱截面為方形實心結構的示意圖3為工字型FRP型材的鋼管混凝土柱截面為圓形實心結構的示意圖。
具體實施例方式本發明工字型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構、方形結構或圓形結構。在本發明中工字型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，內置工字型FRP型材。鋼管的配置按現行的鋼與混凝 土組合結構技術規程設計。本發明涉及工字型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 構、方形結構或圓形結構。既是對現有鋼管混凝土柱結構的改進，也是對FRP材料在建筑 工程領域應用的擴展，屬于固定建筑物中的用于承重的柱構件技術領域，在高層建筑物中 被用作建筑物框架結構的主要構件。如圖1所示，本發明給出的工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱截面為矩形實心結 構，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，本發明給出的工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱截面為方形實心結 構，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，本發明給出的工字型FRP型材-鋼管-混凝土柱截面為圓形實心結 構，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構、方形結構或圓形結構。
2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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構、方形結構或圓形結構。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，利于地震區抗震設計，利用了FRP材料的輕質高強的特點，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 優先權日2010年11月24日
發明者張春雨, 李幗昌 申請人:沈陽建筑大學