碳纤维复合钢管混凝土柱及其建造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土建工程技术领域，尤其是指一种碳纤维复合钢管混凝土柱及其建造 方法。
【背景技术】
[0002] 现有的钢管混凝土柱有效地利用了钢管和混凝土两者之间的相互约束而产生的 增强作用，具有承重能力高、延性好、抗爆抗冲击性能优良等特点。但由于钢管和混凝土同 时受压，在强震作用下钢管受压会造成钢管压屈而无法有效约束混凝土，因此无法发挥钢 材的全部能力。且节点构造复杂，施工困难，节点耗材，成本高成为困扰工程应用的主要问 题。
【发明内容】
[0003] 基于此，本发明在于提供一种碳纤维复合钢管混凝土柱及其建造方法，其能克服 现有技术的不足，其解决了钢管受压屈曲时无法有效约束混凝土的问题，提高了混凝土柱 的强度和抗变形能力。
[0004] 其技术方案如下：
[0005] -种碳纤维复合钢管混凝土柱，包括混凝土柱本体，在所述混凝土柱本体端部包 覆有碳纤维布形成碳纤维布约束区，在所述混凝土柱本体的外部还包覆有钢管形成钢管约 束区，所述碳纤维布约束区与所述钢管约束区相邻。
[0006] 下面对进一步技术方案进行说明：
[0007] 进一步的，在所述碳纤维布约束区内设有纵筋，并在所述纵筋外部设有环向箍筋， 所述环向箍筋位于所述纵筋与所述碳纤维布之间。
[0008] 进一步的，所述钢管或所述碳纤维布的厚度t，其满足如下公式：
【主权项】
1. 一种碳纤维复合钢管混凝±柱，其特征在于，包括混凝±柱本体，在所述混凝±柱本 体端部包覆有碳纤维布形成碳纤维布约束区，在所述混凝上柱本体的外部还包覆有钢管形 成钢管约束区，所述碳纤维布约束区与所述钢管约束区相邻。
2. 根据权利要求1所述的碳纤维复合钢管混凝±柱，其特征在于，在所述碳纤维布约 束区内设有纵筋，并在所述纵筋外部设有环向输筋，所述环向输筋位于所述纵筋与所述碳 纤维布之间。
3. 根据权利要求1所述的碳纤维复合钢管混凝±柱，其特征在于，所述钢管或所述碳 纤维布的厚度t，其满足如下公式：
其中；Nc--受压承载力； fe一一素混凝上抗压强度； fee一一约束混凝上抗压强度； A。一一被约束混凝±的截面积； 屯"一一被约束混凝±的直径； fy-一钢管或碳纤维布的抗拉强度； f\ 一一钢管或碳纤维布提供的约束力。
4. 根据权利要求1所述的碳纤维复合钢管混凝±柱，其特征在于，所述碳纤维布的长 度不小于所述混凝±柱本体的横截面周长。
5. 根据权利要求1所述的碳纤维复合钢管混凝±柱，其特征在于，所述碳纤维布的宽 度为 80-1 50mm n
6. -种如权利要求1至5任意一项所述的碳纤维复合钢管混凝±柱的建造方法，其特 征在于，该建造方法包括： (1) 在钢管约束区W钢管为模板，在碳纤维布约束区支模，进行诱筑形成混凝±柱本 体； (2) 对混凝±柱本体上碳纤维布约束区对应的区域进行清理； (3) 对混凝±柱本体上碳纤维布约束区对应的区域涂底胶、涂结构胶，再粘贴碳纤维布 形成碳纤维布约束区。
7. 根据权利要求6所述的碳纤维复合钢管混凝±柱的建造方法，其特征在于，还包括 步骤（4) 2化-4她后，在所述碳纤维布上涂环氧树脂浸溃剂。
8. 根据权利要求6或7所述的碳纤维复合钢管混凝±柱的建造方法，其特征在于，还包 括步骤（5)对钢管进行防诱、防火处理。
9. 根据权利要求6所述的碳纤维复合钢管混凝±柱的建造方法，其特征在于，所述步 骤（2)包括打磨去除混凝±表面的浮浆，直到打磨至粗骨料裸露，去浮沉，干燥。
10. 根据权利要求6所述的碳纤维复合钢管混凝±柱的建造方法，其特征在于，在步骤 (3)中，确保所述碳纤维布对混凝±柱本体提供的环向约束力/：1与所述钢管对混凝±柱本
体提供的环向约束力/r,相等，且又1与乂，满足如下关系式： Nc=fecAe= (fe+4fjA, (l) f 屋 (2) dew 其中；Nc--受压承载力； fe一一素混凝上抗压强度； fee一一约束混凝上抗压强度； A。一一被约束混凝±的截面积； 屯"一一被约束混凝±的直径； fy-一钢管或碳纤维布的抗拉强度； t一一钢管或所述碳纤维布的厚度t ; f\ 一一钢管或碳纤维布提供的约束力。
11. 根据权利要求6所述的碳纤维复合钢管混凝±柱的建造方法，其特征在于，在步骤 (1)中还包括在所述碳纤维布约束区设置纵筋及环向输筋，再进行诱筑。
12. 根据权利要求6所述的碳纤维复合钢管混凝±柱的建造方法，其特征在于，所述底 胶的厚度为0. 〇5mm-〇. 2mm。
13. 根据权利要求6所述的碳纤维复合钢管混凝±柱的建造方法，其特征在于，所述结 构胶的厚度为0. 2mm-0. 5mm。
【专利摘要】本发明公开了一种碳纤维复合钢管混凝土柱及其建造方法，该混凝土柱包括混凝土柱本体，在所述混凝土柱本体端部包覆有碳纤维布形成碳纤维布约束区，在所述混凝土柱本体的外部还包覆有钢管形成钢管约束区，所述碳纤维布约束区与所述钢管约束区相邻。位于混凝土柱本体端部的碳纤维布约束区对混凝土柱提供环向约束力，碳纤维布具有良好的抗拉、抗剪和抗震加固作用，但其不能受压，阻断了轴力传递到钢管约束区，从而能够抑制压力对钢管的作用。混凝土柱本体部分及钢管约束区可在浇筑时完成，再通过粘贴碳纤维布形成碳纤维布约束区能够适应不同的形状，能够适应钢管混凝土柱节点结构复杂、施工困难等缺点。
【IPC分类】E04C3-36
【公开号】CN104594562
【申请号】CN201410748372
【发明人】戚永乐, 张春文, 周新显, 彭雪平, 尹春明, 周玉
【申请人】中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月8日