一种FRP/铝合金复合管约束毛石混凝土方柱

一种frp/铝合金复合管约束毛石混凝土方柱
技术领域
1.本实用新型涉及土木建筑结构领域，更具体的说，本实用新型涉及一种frp/铝合金复合管约束毛石混凝土方柱。


背景技术：

2.传统藏式毛石建筑主要依照经验自行建造而成，建筑材料因地制宜、就地取材，多使用毛石和黄泥等天然材料组砌而成。由于天然材料自身的缺陷，显著降低了藏式毛石结构的受力性能和耐久性，并且，藏式的石木结构民居大多数没有进行过抗震设计，在较大的地震作用下极易出现破坏，为保留传统藏族文化特色，需对藏式建筑结构进行修复加固。
3.铝合金轻质高强，铝的密度和杨氏模量约为钢的密度和杨氏模量的1/3，经过合金化的铝抗拉强度极好，对增强土木建筑结构的力学性能有着较大帮助，由于铝合金接触空气时会产生一层致密的氧化膜，这层氧化膜能防止金属腐蚀，因此铝合金的耐腐蚀性极好，对建筑结构提供了良好的防护，铝合金加工性能好，并且易于再生，废弃处理时不会污染环境，利于环保，因此，铝合金被广泛用于土木工程建筑领域中。
4.纤维增强复合材料(frp)具有抗拉强度高、耐腐蚀、轻质、易于施工等优点，近年来，纤维增强复合材料广泛成为土木工程领域研究和应用的热点，大量用于修复加固、补强新建建筑结构。纤维复合材料布具有抗拉强度高，厚度薄，质量轻，易于加工并且基本不增加被加固结构构件的体积、截面尺寸和重量，纤维布是用于加强结构的抗震强度、抗剪强度等力学性能极好的材料。
5.因此，提出一种抗震性能卓越、易于施工，并且可以利用当地石材作为建筑材料的frp/铝合金复合管约束毛石混凝土方柱对藏式传统建筑结构进行修复加固。


技术实现要素：

6.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
7.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种frp/铝合金复合管约束毛石混凝土方柱，其特征在于，包括：
8.铝合金方形套筒柱；
9.筋笼，其放置在所述铝合金方形套筒柱内；
10.毛石混凝土，其浇注在所述铝合金方形套筒柱内；
11.纤维复合材料布，其缠绕在所述铝合金方形套筒柱的外侧，且所述纤维复合材料布与所述铝合金方形套筒柱粘合。
12.优选的是，其中，所述筋笼设置为sma形状记忆合金筋笼。
13.优选的是，其中，所述纤维复合材料布与所述铝合金方形套筒柱粘合的方式为：所述纤维复合材料布上涂覆有环氧树脂胶，所述纤维复合材料布与所述铝合金方形套筒柱通过所述环氧树脂胶粘合。
14.优选的是，其中，所述纤维复合材料布的缠绕层数为1层～100层，且各层所述纤维复合材料布之间通过所述环氧树脂胶粘合。
15.优选的是，其中，所述纤维复合材料布以螺旋上升式充分缠绕在所述铝合金方形套筒柱的外侧，且所述纤维复合材料布与所述铝合金方形套筒柱之间的夹角呈0
°
～90
°
。
16.优选的是，其中，所述纤维复合材料布可以是碳纤维布、芳纶纤维布、高强玻璃纤维布、玄武岩纤维布中的任意一种。
17.优选的是，其中，所述铝合金方形套筒柱的壁厚为1mm～200mm，所述铝合金方形套筒柱所围成的方形边长为300mm～1500mm。
18.优选的是，其中，所述铝合金方形套筒柱的底部一体成型凸出设置有第一连接凸起，所述铝合金方形套筒柱的顶部一体成型凸出设置有第二连接凸起，所述纤维复合材料布的尾端固定连接有第一环扣，且所述第一环扣与所述第一连接凸起套设，所述纤维复合材料布的首端固定连接有第二环扣，且所述第二环扣与所述第二连接凸起套设。
19.本实用新型至少包括以下有益效果：
20.其一，通过本实用新型，解决了西藏传统藏式毛石房屋及其他少数民族传统毛石砌体民居抗震修复加固的问题，并且可以充分利用当地石材作为建筑材料，具有保障抗震性能、易于施工的有益效果。
21.其二，在本实用新型中，采用环氧树脂胶作为粘合剂在铝合金方形套筒柱的表面形成防腐层，增强抗氧化能力，具有保障连接稳定性、增强抗震性能、提升抗氧化能力的有利之处。
22.其三，在本实用新型中，采用sma形状记忆合金筋笼，具有比一般金属筋笼有着大得多的恢复能力，具有增强结构抗震性能的有利之处。
23.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
24.图1为本实用新型的结构示意图。
25.图2为本实用新型的纵向剖面图。
26.图3为本实用新型的横向剖面图。
27.图4为本实用新型的正视图。
28.图5为本实用新型另一种实例的结构示意图。
具体实施方式：
29.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
30.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
31.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实
用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.图1示出了本实用新型的一种实现形式，其中包括：
35.铝合金方形套筒柱1；
36.筋笼2，其放置所述铝合金方形套筒柱1内；
37.毛石混凝土3，其浇注在所述铝合金方形套筒柱1内；
38.纤维复合材料布4，其缠绕在所述铝合金方形套筒柱1的外侧，且所述纤维复合材料布4与所述铝合金方形套筒柱1粘合。
39.工作原理：对藏式传统建筑结构进行修复加固时，将铝合金方形套筒柱1放置在指定位置，并将筋笼2放置在铝合金方形套筒柱1内。将毛石混泥土3浇注在铝合金方形套筒柱1内，待毛石混凝土3固化成型后，再将纤维复合材料布4缠绕在铝合金方形套筒柱1的外侧。产生振动时，筋笼2保障毛石混凝土3承载和抗震能力。铝合金方形套筒柱1增强抗震能力，并防止毛石混凝土3倾斜倒塌。纤维复合材料布4加强铝合金方形套筒柱1的抗震强度、抗剪强度等。在这种技术方案中，解决了西藏传统藏式毛石房屋及其他少数民族传统毛石砌体民居抗震修复加固的问题，并且可以充分利用当地石材作为建筑材料，具有保障抗震性能、易于施工的有益效果。
40.如上述方案中，所述筋笼2设置为sma形状记忆合金筋笼2。在外力的作用下，sma形状记忆合金筋笼2具有比一般金属筋笼有着大得多的恢复能力，即在加载过程结束，会随着卸载而恢复，这一力学性能在土木工程建筑领域得到广泛应用，因此也多用于抗震、减隔震设计。采用这种方式具有增强结构抗震性能的有利之处。
41.如上述方案中，所述纤维复合材料布4与所述铝合金方形套筒1柱粘合的方式为：所述纤维复合材料布4上涂覆有环氧树脂胶，所述纤维复合材料布4与所述铝合金方形套筒柱1通过所述环氧树脂胶粘合。
42.工作原理：通过环氧树脂胶，将纤维复合材料布4粘合在铝合金方形套筒柱1的外侧。当铝合金方形套筒柱1受到震荡时，纤维复合材料布4增强铝合金方形套筒柱1抗震性能，防止铝合金方形套筒柱1产生形变。并且采用环氧树脂胶作为粘合剂在铝合金方形套筒柱1的表面形成防腐层，增强抗氧化能力。采用这种方式具有保障连接稳定性、增强抗震性能、提升抗氧化能力的有利之处。
43.如上述方案中，所述纤维复合材料布4的缠绕层数为1层～100层，且各层所述纤维复合材料布4之间通过所述环氧树脂胶粘合。更具实际需求选择纤维复合材料布4的缠绕层数，并通过环氧树脂胶将多层纤维复合材料布4之间进行粘合，利用纤维复合材料布4的力学性能，提升铝合金方形套筒柱1的抗震性能。采用这种方式具有保障加固效果的有利之处。
44.如上述方案中，所述纤维复合材料布4以螺旋上升式充分缠绕在所述铝合金方形套筒柱1的外侧，且所述纤维复合材料布4与所述铝合金方形套筒柱1之间的夹角呈0
°
～90
°
。采用这种方式保障纤维复合材料布4能够紧密的缠绕在铝合金方形套筒柱1的外侧，具有保障缠绕效果、保障加固效果的有利之处。
45.如上述方案中，所述纤维复合材料布4可以是碳纤维布、芳纶纤维布、高强玻璃纤维布、玄武岩纤维布中的任意一种。用这种方式具有保障力学性能、保障抗震效果的有利之处。
46.如上述方案中，所述铝合金方形套筒柱1的壁厚为1mm～200mm，所述铝合金方形套筒柱1所围成的方形边长为300mm～1500mm。采用这种方式具有保障结构稳定性、保障抗震效果的有利之处。
47.在另一种实例中，所述铝合金方形套筒柱1的底部一体成型凸出设置有第一连接凸起11，所述铝合金方形套筒柱1的顶部一体成型凸出设置有第二连接凸起12，所述纤维复合材料布4的尾端固定连接有第一环扣41，且所述第一环扣41与所述第一连接凸起11套设，所述纤维复合材料布4的首端固定连接有第二环扣42，且所述第二环扣42与所述第二连接凸起12套设。
48.工作原理：在缠绕纤维复合材料布4时，先将第一环扣41与第一连接凸起11套设，再将缠绕纤维复合材料布4由铝合金方形套筒柱1的底部向顶部缠绕并粘合。缠绕纤维复合材料布4至铝合金方形套筒柱1的顶部时，再将第二环扣42与第二连接凸起12套设。在纤维复合材料布4和铝合金方形套筒柱1之间的粘合未牢固时，通过第一环扣41与第一连接凸起11的连接关系，以及第二环扣42与第二连接凸起12的连接关系，固定纤维复合材料布4的位置防止缠绕松懈，保障粘合效果，从而保障纤维复合材料布4对铝合金方形套筒柱1的束缚效果。采用这种方式具有保障连接稳定性、便于施工的有利之处。
49.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。