本发明涉及建筑结构技术领域，特别涉及预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱、生产装置和生产工艺。
背景技术：
纤维复合增强材料(fiberreinforcedpolymer,frp)因为具有质轻、高强等优越特性而广泛应用于工程结构加固技术领域，并且其应用于新建结构近年来已经成为研究人员和工程师的关注热点。
由于多管约束混凝土双壁空心柱能够充分发挥frp、钢管、混凝土和砂浆各个组成材料的性能，并且能够很好的提高双壁空心柱的抗压承载能力。但是多管约束混凝土双壁空心柱的制作过程中，存在着frp内管体定位不够准确和砂浆浇注困难等问题，这样使得多管约束混凝土双壁空心柱的质量有所降低且不容易掌控。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提出一种结构简单、生产和安装便捷的预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱，本发明还提出一种生产预制件的生产装置以及预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱的生产工艺，旨在提高预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱的生产质量，简化生产步骤和提高生产效率。
为实现上述目的，本发明提出的预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱，包括钢内管以及设置于所述钢内管外周的frp外管，所述钢内管与所述frp外管之间设有若干个周向设置的预制件，所述预制件内周面与所述钢内管相连，所述预制件外周面与所述frp外管相连，相邻的两个所述预制件的侧面紧固相连；所述预制件内部沿长度方向设有若干个frp内管体设置于砂浆层内。
优选地，所述frp内管体包括设置于外周的frp内管以及填充于所述frp内管中的自密实混凝土。
优选地，所述预制件内周面与所述钢内管、所述预制件外周面与所述frp外管、相邻两个所述预制件的侧面之间都通过粘接相连。
优选地，所述frp外管以及frp内管采用往复式纤维缠绕工艺、连续式纤维缠绕工艺或离心浇注工艺制作而成。
优选地，所述frp外管径向横截面外轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；所述钢内管径向横截面外轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；所述frp内管径向横截面外轮廓为圆形、椭圆形。
优选地，所述frp外管以及frp内管的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶，并且基体材质为不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂。
本发明还提出生产所述预制件的生产装置，包括径向相对安装的外钢模和内钢模，所述外钢模和所述内钢模紧固相连后形成容纳所述预制件的空腔；所述外钢模包括外钢模外板、外钢模翼板以及外钢模底板，所述外钢模翼板与所述外钢模外板侧部边沿相连，所述外钢模底板与所述外钢模外板底部边沿相连，所述外钢模底板还与外钢模翼板底部相连；所述内钢模包括内钢模内板、内钢模翼板以及内钢模底板，所述内钢模翼板与所述内钢模内板侧部边沿相连，所述内钢模底板与所述内钢模内板底部边沿相连，所述内钢模底板还与内钢模翼板底部相连。
优选地，所述内钢模底板顶面设置有用于将所述frp内管体定位的凹槽。
优选地，所述外钢板外板两侧的所述外钢板翼板相互垂直；所述内钢板内板两侧的所述内钢板翼板相互垂直。
本发明还提出预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱的生产工艺，包括以下步骤：
s1：将自密实混凝土灌注于frp内管内再凝固形成frp内管体并养护；
s2：将养护完毕后的所述frp内管体固定于由所述内钢板和所述外钢板组成的空腔内，并通过所述内钢板底板顶面的凹槽定位，向所述空腔注入砂浆层，再通过蒸汽法、养生液法、满水法、自然养护或加膜养护法等方式将砂浆层养护至达到预期强度形成所述预制件；
s3：将养护后的若干个所述预制件设置于所述钢内管外周面并通过粘接方式将所述预制件内周面与所述钢内管外周面相连，相邻两个所述预制件侧面通过粘接相连；
s4：在若干个周向拼接相连的所述预制件外周面涂上胶水层，并使用湿粘法包括上frp布以形成frp外管。
本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：
本发明技术方案中，预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱的轴向压力主要由frp内管体内的自密实混凝土承担，而砂浆层主要作用起到连接各个frp内管体的效果。当预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱在受到压力时，自密实混凝土发生膨胀，进而使得frp内管产生对自密实混凝土的约束力且同时发生侧向膨胀，与此同时，砂浆层自身也发生相应膨胀传递给frp外管，使frp外管产生对其内部各组成部分有效的约束力。
钢内管主要作用是防止柱子受压时，砂浆层向内剥落，因此预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱可通过把frp外管与钢内管之间形成环形区域，将砂浆层划分为若干块也即为预制件，每个预制件中包裹有若干个frp内管体，可在生产时，只需要分别生产若干个预制件，然后再将各个预制件与frp外管和钢内管粘贴起来，这样就组成本发明技术方案预制装配式的预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱。
因此本发明技术方案可以模块化的工业生产方式生产预制件，便于大量且快速地生产，并且便于挑选质量较好的预制件，同时还能较准确地定位frp内管体，无需一次性浇筑大型混凝土部件，这样是利于掌控砂浆层的浇筑情况，有利于提高和保证装配式的多管双壁空心柱的生产质量，提高生产效率，简化生产步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱的横截面结构示意图；
图2为本发明预制件的横截面结构示意图；
图3为本发明生产预制件的生产装置结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱。
请参见图1和图2，在本发明实施例中，预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱包括钢内管4以及设置于钢内管4外周的frp外管1，钢内管4与frp外管1之间设有若干个周向设置的预制件2，预制件2内周面与钢内管4相连，预制件2外周面与frp外管1相连，相邻的两个预制件2的侧面紧固相连；预制件2内部沿长度方向设有若干个frp内管体3设置于砂浆层21内。
其中，本实施例的frp内管体3包括设置于外周的frp内管31以及填充于frp内管31中的自密实混凝土32。
本实施例中，预制件2内周面与钢内管4、预制件2外周面与frp外管1、相邻两个预制件2的侧面之间都通过粘接相连。
另外，本实施例的frp外管1以及frp内管31可采用往复式纤维缠绕工艺、连续式纤维缠绕工艺或离心浇注工艺制作而成。本实施例的frp外管1径向横截面外轮廓为圆形，并且钢内管4径向横截面外轮廓为圆形，frp内管31径向横截面外轮廓为圆形。而frp外管1径向横截面外轮廓可为其他形状，如椭圆形、方形、矩形、多边形等，钢内管4径向横截面外轮廓可为椭圆形、方形、矩形、多边形等，frp内管31径向横截面外轮廓也可为椭圆形。
在材质上，本实施例的frp外管1以及frp内管31的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶，并且基体材质可为不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂。
本发明也提出一种生产预制件的生产装置。
请参见图3，本发明实施例中生产预制件的生产装置包括径向相对安装的外钢模6和内钢模5，外钢模6和内钢模5紧固相连后形成容纳预制件的空腔；外钢模6包括外钢模外板61、外钢模翼板62以及外钢模底板63，外钢模翼板62与外钢模外板61侧部边沿相连，外钢模底板63与外钢模外板61底部边沿相连，外钢模底板63还与外钢模翼板62底部相连；内钢模5包括内钢模内板51、内钢模翼板52以及内钢模底板53，内钢模翼板52与内钢模内板51侧部边沿相连，内钢模底板53与内钢模内板51底部边沿相连，内钢模底板53还与内钢模翼板52底部相连，当外钢模6和内钢模5需要相连形成用于浇注预制件的内腔时，通过螺栓和螺母结构分别将外钢模翼板62和内钢模翼板52、外钢模底板63和内钢模底板53分别紧固相连，即可实现外钢模6和内钢模5紧固相连。
更重要的是，内钢模底板53顶面设置有用于将frp内管体3定位的凹槽(图上未标示)以实现frp内管体3的准确定位。
本实施例的外钢板外板61两侧的外钢板翼板62相互垂直；内钢板内板51两侧的内钢板翼板52相互垂直。
本发明还提出预制装配式多管约束混凝土双壁空心柱的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：将自密实混凝土32灌注于frp内管31内再凝固形成frp内管体3并养护；
步骤2：将养护完毕后的frp内管体3固定于由内钢板5和外钢板6组成的空腔内，并通过内钢板53底板顶面的凹槽定位，向空腔注入砂浆层21，再通过蒸汽法、养生液法、满水法、自然养护或加膜养护法等方式将砂浆层21养护至达到预期强度形成预制件2；
步骤3：将养护后的若干个预制件2设置于钢内管4外周面并通过粘接方式将预制件2内周面与钢内管4外周面相连，相邻两个预制件2侧面通过粘接相连；
步骤4：在若干个周向拼接相连的预制件2外周面涂上胶水层，并使用湿粘法包括上frp布以形成frp外管1。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。