[发明专利]碳纤维复合钢管混凝土柱及其建造方法

说明书

技术领域

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

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

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。

其技术方案如下：

一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。

下面对进一步技术方案进行说明：

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。

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：

N_C＝f_ccA_c＝(f_c+4f_τ)A_c  (1)

fτ=2tfydcor---(2)]]>

其中：N_C——受压承载力；

f_c——素混凝土抗压强度；

f_cc——约束混凝土抗压强度；

A_c——被约束混凝土的截面积；

d_cor——被约束混凝土的直径；

f_y——钢管或碳纤维布的抗拉强度；

f_τ——钢管或碳纤维布提供的约束力。

进一步的，所述碳纤维布的长度不小于所述混凝土柱本体的横截面周长。

进一步的，所述碳纤维布的宽度为80mm-150mm。

还公开了一种如以上任意一项所述的碳纤维复合钢管混凝土柱的建造方法，该建造方法包括：

(1)在钢管约束区以钢管为模板，在碳纤维布约束区支模，进行浇筑形成混凝土柱本体；

(2)对混凝土柱本体上碳纤维布约束区对应的区域进行清理；

(3)对混凝土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。

进一步的，还包括步骤(4)24h-48h后，在所述碳纤维布上涂环氧树脂浸渍剂。

进一步的，还包括步骤(5)对钢管进行防锈、防火处理。

进一步的，所述步骤(2)包括打磨去除混凝土表面的浮浆，直到打磨至粗骨料裸露，去浮沉，干燥。

进一步的，在步骤(3)中，确保所述碳纤维布对混凝土柱本体提供的环向约束力与所述钢管对混凝土柱本体提供的环向约束力相等，且与满足如下关系式：

N_C＝f_ccA_c＝(f_c+4f_τ)A_c  (1)