专利名称：一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑构件，特别是涉及一种由:FRP、钢管和混凝 土三种不同材料组成的组合柱。
技术背景目前，由于框架结构具有布置灵活、使用空间大等优点，因此受 到了工程的广泛关注。而作为框架结构的主要构件的框架柱一般为普 通的钢筋混凝土柱，即先捆扎好钢筋笼，再支好模板，最后浇注混凝 土，制作这种传统的钢筋混凝土柱存在着工期长、难度大、效率低的缺点，中国实用新型专利03248845.9号给出了改进后的《一种钢筋混 凝土柱》，包括钢筋混凝土预制构件，钢筋，钢筋混凝土柱由多块钢 筋混凝土筒形预制构件、纵向钢筋定位网片、纵向钢筋组成，多块钢 筋混凝土筒形预制构件叠合成柱模，在相邻钢筋混凝土筒形预制构件 接缝之间设置与筒形预制构件内腔相适应的纵向钢筋定位网片，纵向 钢筋穿插在纵向钢筋定位网片网格中，串接多块钢筋混凝土筒形预制 构件，再在钢筋混凝土筒形预制构件叠合的柱模空腔内浇筑混凝土， 最终成为钢筋混凝土柱。这种改进后的钢筋混凝土柱虽初步克服了传 统钢筋混凝土柱制作时存在的缺点，但却不能满足高层建筑物对所使 用混凝土结构的越来越高的要求。为此，人们又开发出新型的混凝土 结构，例如美国专利3051161号给出的用混凝土充填钢管，以增加抗 压强度的钢管混凝土结构技术方案。中国实用新型专利99236299.7号
给出了《一种新型钢管混凝土柱》，其中用于充填混凝土的钢管为异 形薄壁钢管，在异形薄壁钢管各边设置有约束拉杆，这种钢管混凝土柱虽解决了现有钢管混凝土柱形状单一的问题，但仍存在为防.if:薄壁钢管的局部失稳需要设置约束拉杆，施工多有不便的缺点。 发明内容本发明的目的在于提供一种FRP-钢管-混凝土柱，该混凝土柱由 矩形或方型钢管、放置在钢管中的圆FRP管以及填充在其中的混凝 土构成，其钢管由钢板焊接而成，可以是矩形也可以是方型，FRP圆 管由FRP布缠绕而成，可减小柱的截面尺寸，改善柱的延性，提高 了柱的承载力。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱，由钢管、圆纤维增强塑料管 和灌入其中的混凝土组成，该混凝土柱的钢管由钢板焊接而成，圆纤 维增强塑料管由纤维增强塑料布在缠绕机上制成，纤维增强塑料圆管 设在混凝土柱的中心部位，纤维增强塑料圆管的几何中心与混凝土柱 的几何中心相互重合，混凝土柱的内部浇筑混凝土。如上所述的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱，其混凝土柱的截 面形状为矩形结构或方形结构。如上所述的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱，其纤维增强塑料 圆管内可灌入混凝土或不灌入混凝土，即混凝土杵可为空心或实心。本发明的优点与效果是1.本发明是由FRP、钢管和混凝土三种不同材料组成的组合柱， 其利用放置在钢管内部的圆FRP管降低核心混凝土对钢管壁的侧压力，无需设置约束拉杆，可减小构件的截面尺寸，钢管骨架在施工时 可以提供临时支撑，加速施工。2. 本发明由于钢管的存在改善了柱的延性，提高了柞的承载力， 利于地震区抗震设计。3. 本发明的FRP-钢管-混凝土柱在使用时，能够减小建筑物的 重量，增加有效使用面积。
图l为本发明混凝土柱的矩形实心结构示意图； 图2为本发明混凝土柱的方形实心结构示意图； 图3为本发明混凝土柱的矩形空心结构示意图； 图4为本发明混凝土柱的方形空心结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细说明。本发明的FRP (纤维增强塑料)管-钢管-混凝土柱是由FRP、钢 管和混凝土三种材料组成的组合柱，即FRP-钢管-混凝上组合柱，其 中FRP-钢管-混凝土柱的截面形状为矩形结构或方形结构，可分为 FRP管内灌入混凝土和不灌入混凝土，即分为空心和实心。实施例1如图1所示，本发明给出的FRP-钢管-混凝土柱截l釘为矩形实心 结构，主要由矩形钢管1、圆FRP管3和灌入其中的混凝土 2组成。 (l)钢管由钢板焊接而成，钢管两端在车床上车平，从而保证钢管两端
部的平整度和垂直度，先将空钢管的一端焊上钢盖板，保证盖板与空钢管的几何中心重合，并且保证焊缝的质量；(2)圆FRP管采用缠绕 法制成，按照设计要求的尺寸裁剪纤维织物；使用毛刷将配制好的底 层粘结剂均匀涂抹于缠绕薄塑料膜(起脱模作用)的PVC管(模具) 上，调好的底胶要在规定的时间内用完，当指触干燥时可进行下一歩 施工；使用滚刷或毛刷、刮板蘸配制好的面层粘结剂均匀的涂抹于 PVC管上；将碳纤维布贴上，使用硬橡胶或塑料刮板往复碾压，赶 出气泡，促使粘合剂渗透；纤维搭接长度100mm,底层粘浸胶充分 渗透后刮上层胶，往复刮涂，使粘合剂渗入到碳纤维布中去；常温 1-2小时后，再使用塑料刮板往复碾压消除可能出现的浮起和错动； 第二层纤维布表面均匀涂刷一道粘合剂；静置一天之后，将FRP布 制得的圆管从PVC管上取下来。以上工作也可在缠绕机上完成。(3) 浇注混凝土时，首先将FRP圆管固定在钢管内，保证二者的几何中 心重合，再将钢管竖直放置，从顶部灌入混凝土,，每灌入混凝土 150mm，充分振捣半分钟。将制得的FRP-钢管-混凝土柱放在养护室 中养护，养护室温在2(TC左右。 实施例2如图2所示，本发明的这种FRP-钢管-混凝土柱的截面为方形实 心结构，主要由方形钢管4、圆FRP管3和灌入其中的混凝土 2组成， 钢管由钢板焊接而成，圆FRP管由FRP布在缠绕机上制成。其具体制作方法与实施例1相同。实施例3
如图3所示，本发明的这种FRP-钢管-混凝土柱的截面为矩形空 心结构，主要由矩形钢管l、圆FRP管3和灌入在矩形钢管和圆FRP 管之间的混凝土 2组成，钢管由钢板焊接而成，FRP圆管由FRP布 在缠绕机上制成。其具体制作方法与实施例1相同，区别在于混凝土只浇筑在矩形 钢管和FRP管之间，FRP管内不浇筑混凝土。实施例4如图4所示，本发明的这种FRP-钢管-混凝土柱的截面为方形空 心结构，主要由方形钢管4、圆FRP管3和灌入在方形钢管和圆FRP 管之间的混凝土2组成，钢管由钢板焊接而成，FRP圆管由F.RP布 在缠绕机上制成。其具体制作方法与实施例1相同，区别在于混凝土只浇筑在矩形 钢管和FRP管之间，FRP管内不浇筑混凝土。
权利要求
1.一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱，由钢管、圆纤维增强塑料管和灌入其中的混凝土组成，其特征在于，该混凝土柱的钢管由钢板焊接而成，圆纤维增强塑料管(3)由纤维增强塑料布在缠绕机上制成，纤维增强塑料圆管设在混凝土柱的中心部位，纤维增强塑料圆管的几何中心与混凝土柱的几何中心相互重合，混凝土柱的内部浇筑混凝土(2)。
2. 根据权利要求1所述的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱，其 特征在于，混凝土柱的截面形状为矩形结构或方形结构。
3. 根据权利要求1所述的一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱， 其特征在于，纤维增强塑料圆管内可灌入混凝土或不灌入混凝土，即 混凝土柱可为空心或实心。
全文摘要
一种纤维增强塑料-钢管-混凝土柱，涉及一种建筑构件，该纤维增强塑料-钢管-混凝土柱，由钢管、圆纤维增强塑料管和灌入其中的混凝土组成，其特征在于，该混凝土柱的钢管由钢板焊接而成，圆纤维增强塑料管由纤维增强塑料布在缠绕机上制成，纤维增强塑料圆管设在混凝土柱的中心部位，纤维增强塑料圆管的几何中心与混凝土柱的几何中心相互重合，混凝土柱的内部浇筑混凝土。本发明具有承载力高，刚度大、重量轻、塑性、韧性好，抗冲击和抗疲劳性能好、抗震性能佳等特点。
文档编号E04B2/56GK101117824SQ200710011988
公开日2008年2月6日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年7月6日
发明者李帼昌 申请人:沈阳建筑大学