[发明专利]采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，尤其是涉及一种采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构。

背景技术

近年来，随着建筑高度和桥梁跨度的不断增加，组合柱受到了工程领域的广泛关注。对于组合柱而言，承载能力是重要的性能评价标准之一。例如在框架结构、超高层和大跨桥梁中，利用有限的柱截面面积，来满足高轴压比性能的柱截面一直为工程领域追求的目标之一。目前，较常使用的柱截面形式有钢筋混凝土、钢管混凝土、复合钢管混凝土等。其中的混凝土为主要承压材料，发挥了混凝土受压能力强的优势，但混凝土材料处于较大应变时易于软化，整体性变差，不利于其抗震性能的提高。

针对混凝土在普通柱截面中易于软化的缺点，FRP约束混凝土柱得到了广泛研究。如何将FRP约束混凝土柱具化为实际工程应用的具体结构，是建筑工程领域正待实现的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明旨在提供一种采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构，即将圆FRP约束混凝土设置在普通混凝土截面内部，以提高部分截面承载力。此外，由于FRP具有强防腐蚀性能，可利用除了普通混凝土以外具有腐蚀性的填充物，从而缓解传统资源衰竭危机，提高经济效益。

根据本发明实施例的采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构，包括：外部混凝土和至少一个圆FRP约束混凝土核心，每个所述圆FRP约束混凝土核心包括：圆FRP管，所述圆FRP管的横截面形成为圆形，所述外部混凝土浇筑在所述圆FRP管的外表面上，所述圆FRP管的纤维缠绕方向为环向或近似于环向；核心混凝土，所述核心混凝土填充在所述圆FRP管内，所述核心混凝土为环境友好型混凝土或者普通混凝土。

根据本发明实施例的采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构，通过采用至少一个圆FRP约束混凝土核心，该圆FRP约束混凝土核心利用了FRP材料轻质高强、防腐性能好的优势，可以采用普通混凝土以及多种环境友好型混凝土作为圆FRP管的内填充物，不仅能利用新型可持续发展材料来节约成本，而且保证了采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构具有高承载力、强抗震性能、重量轻等特点。由于圆FRP约束混凝土核心构造简单并且当由工厂预制时，大幅降低了施工难度。利用圆FRP约束混凝土核心设置在混凝土结构内部的形式可以获得较高的技术经济效益，可用于超高层、大跨桥梁等工程结构中。

在一些实施例中，所述圆FRP约束混凝土核心为一个，且所述圆FRP约束混凝土核心的几何中心与所述外部混凝土的几何中心重合。由此，可获得低成本、高性能的中小型截面的混凝土结构。

在一些实施例中，所述圆FRP约束混凝土核心为多个，所述多个圆FRP约束混凝土核心的几何中心位于同一圆上，所述圆的圆心与所述外部混凝土的几何中心重合，且所述多个圆FRP约束混凝土核心绕上述圆均匀间隔分布。由此，可获得低成本、高性能的大截面尺寸的混凝土结构。

在一些实施例中，采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构还包括中空的方钢管，所述方钢管的横截面形成为方形，所述至少一个圆FRP约束混凝土核心设在所述方钢管内，所述外部混凝土填充在所述方钢管和所述圆FRP管之间。

在一些实施例中，采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构还包括多腔钢管，所述多腔钢管具有多个空腔，每个所述空腔内设有至少一个圆FRP约束混凝土核心，每个所述空腔的内壁和所述圆FRP管之间填充有所述外部混凝土。

在一些实施例中，采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构还包括纵向钢筋，所述纵向钢筋分布在所述圆FRP约束混凝土核心的外侧，所述纵向钢筋内嵌在所述外部混凝土内。

在一些实施例中，采用圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构还包括多个箍筋和纵向钢筋，每个所述箍筋形成为环形，所述多个箍筋在纵向上间隔分布，所述纵向钢筋和所述至少一个圆FRP约束混凝土核心设在所述箍筋内，所述多个箍筋、纵向钢筋和所述圆FRP约束混凝土核心构成钢筋笼，所述外部混凝土填充在所述多个箍筋内。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的圆FRP约束混凝土核心的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的采用单个圆FRP约束混凝土核心增强的混凝土结构的截面示意图；