专利名称：一种frp管轻质混凝土组合构件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种土木工程结构技术领域的混凝土结构，特别是涉及一种FRP管轻质混凝土组合构件。
背景技术：
传统的钢管混凝土结构，具有施工方便、耗能性能好、刚度大等优点，其核心的混凝土在钢管的约束下，承载能力和变形能力得到了很大的提高，尤其是其具有良好的延性，被广泛应用于高层、大跨及桥梁结构。但是，由于钢的弹塑性应力-应变关系，一旦钢管屈服其约束力将限于定值，对混凝土的约束效果也不再增加。因此，对于大型的承受高轴力的混凝土结构，必须采用厚壁钢管，用钢量大。此外，钢管还很容易发生锈蚀，耐久性较差。FRP(纤维增强复合材料)由于具有轻质、高强、耐腐蚀的优良特性，在土木工程结构物抗震加固、补强领域中得到了广泛应用。考虑到FRP在特殊环境中的应用优势，FRP管混凝土作为新建桥梁、建筑的承力构件，具有广阔的应用空间。由于FRP管具有较高的强度质量比、刚度质量比和良好的耐腐蚀性能，特别适用于沿海桥梁所处的复杂环境；另外，FRP管可以既是施工时的免拆模板，同时又是核心混凝土结构全寿命的保护外壳，还可以加快施工建设的周期；由于FRP的高强及线性弹性力学特性，约束量充足的FRP管混凝土表现为双线性强化型的应力应变关系，因此FRP能够为核心混凝土提供强劲的约束，增加结构构件的延性和承载力；另外，FRP管可以在强震下保持全截面混凝土的约束状态，避免混凝土的脱落，提高结构构件的抗震性能；与钢管混凝土结构相比，FRP管节还省了对钢管进行在役维护的需要。轻质混凝土具有自重轻、耐久性强、抗震性能优的特性。其密度等级一般为300-1800kg/m3,比相同强度等级的普通混凝土轻由于自重轻，轻质混凝土对于大跨度结构而言，可以有效减轻自重降低结构内力。对于地震区的结构物而言，由于地震作用和结构自重成正比，采用轻质混凝土可显著降低地震作用。并且使用轻质混凝土还能够有效避免混凝土的碱骨料反应，延长结构的使用寿命。另外，轻质混凝土所具有的低渗透性和抗冻融能力，还可以有效减少结构中裂缝的出现，改善构件的耐久性，延长构件的使用寿命，降低结构建成运营后的维护费用。同时由于轻质混凝土的弹性模量较低，其可以使构件具有良好的变形能力，因而对地震荷载具有更好的耗能能力。由此可见，上述现有的混凝土结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的FRP管轻质混凝土组合构件，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容本实用新型的目的在于，克服现有的混凝土结构存在的缺陷，而提供一种新型结构的FRP管轻质混凝土组合构件，所要解决的技术问题是使其能够在地震荷载及强烈振动荷载的作用下，保证结构具有足够的承载力储备、延性和良好的吸收振动荷载能量的能力，实现结构罕遇地震下的良好抗震性能，非常适于实用。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种FRP管轻质混凝土组合构件，其包括轻质混凝土和设置于所述轻质混凝土外侧的FRP管。本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的FRP管轻质混凝土组合构件，其中所述FPR管为圆形管或方形管。前述的FRP管轻质混凝土组合构件，其中所述轻质混凝土充满所述FRP管内的中空区域。前述的FRP管轻质混凝土组合构件，其中在所述FRP管外侧的表面上覆盖有一层水泥砂浆层。前述的FRP管轻质混凝土组合构件，其中在所述构件的横断面设置有横向钢筋，且所述横向钢筋是贯穿所述构件的横断面固设于所述FRP管上。前述的FRP管轻质混凝土组合构件，其中所述横向钢筋是由在所述FRP管外侧分别设置于其两端的一螺母固定在所述FRP管上。前述的FRP管轻质混凝土组合构件，其中在所述FRP管内侧的表面上设置有凸出的加劲肋。前述的FRP管轻质混凝土组合构件，其中所述加劲肋是与所述FRP管为一体结构的FRP加劲肋。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种FRP管轻质混凝土组合构件至少具有下列优点及有益效果1、本实用新型的轻质混凝土能够有效降低结构自重。2、本实用新型的FRP管对混凝土的约束作用，可以有效提高内部轻质混凝土的抗压强度，并且构件横断面设置的横向钢筋或FRP管内表面凸设的FRP加劲肋能够保证轻质混凝土与FRP管间协同工作的能力，增强FRP管的受力性能。3、本实用新型在FRP管外喷涂的水泥砂浆层，可以改善FRP材质的抗火性能。4、本实用新型的抗震性能好，不仅可用于建筑结构，更可用于桥梁等大跨结构中。综上所述，本实用新型是有关于一种FRP管轻质混凝土组合构件，其包括轻质混凝土、设置于轻质混凝土外侧的FRP管、覆盖于FRP管外侧表面的水泥砂浆层、以及贯穿构件的横断面设置的横向钢筋或与FRP管为一体结构的凸设于FRP管内侧表面的FRP加劲肋。本实用新型的轻质混凝土能够有效降低构件的自重；其中FRP管对混凝土的约束作用可以有效提高内部轻质混凝土的抗压强度，而构件横断面设置的横向钢筋或FRP加劲肋能够保证轻质混凝土与FRP管间的协同工作能力，增强FRP管的受力性能；另外，FRP管外喷涂的水泥砂浆层，改善了 FRP材质的抗火性能；并且本实用新型的抗震性能好，不仅可用于建筑结构，更可用于桥梁等大跨结构中。本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本实用新型一较佳实施例的FRP圆管轻质混凝土组合构件的示意图。图2是本实用新型一较佳实施例的FRP方管轻质混凝土组合构件的示意图。图3是本实用新型另一较佳实施例的FRP方管轻质混凝土组合构件的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种FRP管轻质混凝土组合构件其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式
的说明，应当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。请参阅图1至图3所示，图1是本实用新型一较佳实施例的FRP圆管轻质混凝土组合构件的示意图。图2是本实用新型一较佳实施例的FRP方管轻质混凝土组合构件的示意图。图3是本实用新型另一较佳实施例的FRP方管轻质混凝土组合构件的示意图。本实用新型的FRP管轻质混凝土组合构件包括轻质混凝土1、FRP管2和水泥砂浆层3。其中FRP管2设置于轻质混凝土 I的外侧，水泥砂浆层3覆盖于FRP管2外侧的表面上。本实用新型的FRP管轻质混凝土组合构件为实心结构，轻质混凝土 I是充满FRP管2内的中空区域。如图1至图3所示，本实用新型的FRP管2可以为圆形管或方形管。在本实用新型中，喷涂在FRP管2外部的水泥砂浆层3可以增强构件的耐火性能。根据实际受力情况，本实用新型可以在构件的横断面设置横向钢筋4，以增强轻质混凝土 I与FRP管2间的协同工作能力，增强FRP管的受力性能。如图1至图2所示，横向钢筋4是贯穿构件的横断面固设于FRP管2上。较佳地，横向钢筋4可以是由在FRP管2外侧分别设置于其两端的一螺栓5固定在FRP管2上。如图3所示，本实用新型也可不设置横向钢筋4，而通过在FRP管2内侧的表面上设置凸出的加劲肋，来加强FRP管2的局部稳定性，并增大FRP管2与内部轻质混凝土 I的接触面积，从而增强FRP管2与轻质混凝土 I间的协同工作能力，保证FRP管2的受力性能。其中加劲肋可以是与FRP管2为一体结构的FRP加劲肋6。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种FRP管轻质混凝土组合构件，其特征在于其包括轻质混凝土和设置于所述轻质混凝土外侧的FRP管。
2.根据权利要求1所述的FRP管轻质混凝土组合构件，其特征在于其中所述FPR管为圆形管或方形管。
3.根据权利要求1所述的FRP管轻质混凝土组合构件，其特征在于其中所述轻质混凝土充满所述FRP管内的中空区域。
4.根据权利要求1所述的FRP管轻质混凝土组合构件，其特征在于其中在所述FRP管 外侧的表面上覆盖有一层水泥砂浆层。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的FRP管轻质混凝土组合构件，其特征在于其中在所述构件的横断面设置有横向钢筋，且所述横向钢筋是贯穿所述构件的横断面固设于所述FRP管上。
6.根据权利要求5所述的FRP管轻质混凝土组合构件，其特征在于其中所述横向钢筋是由在所述FRP管外侧分别设置于其两端的一螺母固定在所述FRP管上。
7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的FRP管轻质混凝土组合构件，其特征在于其中在所述FRP管内侧的表面上设置有凸出的加劲肋。
8.根据权利要求7所述的FRP管轻质混凝土组合构件，其特征在于其中所述加劲肋是与所述FRP管为一体结构的FRP加劲肋。
专利摘要本实用新型是有关于一种FRP管轻质混凝土组合构件，其包括轻质混凝土、设置于轻质混凝土外侧的FRP管、覆盖于FRP管外侧表面的水泥砂浆层、以及贯穿构件的横断面设置的横向钢筋或与FRP管为一体结构的凸设于FRP管内侧表面的FRP加劲肋。本实用新型的轻质混凝土能够有效降低构件的自重；其中FRP管对混凝土的约束作用可以有效提高内部轻质混凝土的抗压强度，而构件横断面设置的横向钢筋或FRP加劲肋能够保证轻质混凝土与FRP管间的协同工作能力，增强FRP管的受力性能；另外，FRP管外喷涂的水泥砂浆层，改善了FRP材质的抗火性能；并且本实用新型的抗震性能好，不仅可用于建筑结构，更可用于桥梁等大跨结构中。
文档编号E01D19/00GK202831378SQ201220052860
公开日2013年3月27日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者周海涛 申请人:交通运输部公路科学研究所