[发明专利]一种钢管混凝土柱及其制造方法

说明书

本发明公开了一种钢管混凝土柱，包括钢管，钢管内填充有混凝土，在钢管的外壁上周向缠绕有FRP条带，且FRP条带沿钢管的轴向设置有缠绕间隙；利用FRP条带间隔包裹钢管，不仅能解决大型钢管混凝土柱必须采用厚壁钢管或高强钢管的问题，而且由于具有环箍效应，还能够提高钢管混凝土柱的承载能力和抗震性能，有效避免钢管发生屈服前屈曲，有效发挥钢管强度，减少钢材用量，且与全包裹相比，FRP用量较少，材料利用率高。本发明还公开了一种上述钢管混凝土柱的制造方法。

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，特别是涉及一种钢管混凝土柱及其制造方法。

背景技术

钢管混凝土柱是在钢管中填充混凝土而形成的构件，由于其具有承载力高、延性好、施工方便等优点，被越来越广泛的用于高层建筑、工业厂房和桥梁结构中作为承重构件。随着技术的进步，大跨度、超高层结构的特点使结构不得不使用壁厚、高强的钢管，增加了结构自重，且使用时由于钢管与混凝土不能同时破坏，钢管容易发生屈服前屈曲。因此，如何限制受压钢材屈曲以有效发挥钢材强度，提高柱子延性是结构工程中的一个重要问题。

由于设计标准的提高、时间、地理环境以及自然灾害(如地震等)等因素，许多钢管混凝土柱都存在承载力不足、混凝土酥松剥落、裂缝等问题。这些问题的出现，实际情况并不允许将其全部推倒重建，而采取适当的技术措施对其进行补强与加固处理更符合实际。为了延长钢管混凝土柱的使用寿命，对钢管混凝土柱的加固或改造成为急需解决的技术问题。

近年来，纤维增强复合材料(英文简称FRP)被广泛应用于混凝土结构及其他结构加固中。FRP具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳、施工便捷的优点，采用FRP全包裹加固钢管混凝土柱能够提高约束效果，防止钢管的局部屈曲变形，起到双重约束的功能。但FRP全包裹加固钢管混凝土柱的轴向变形能力不高，受到环向变形能力的影响。同时由于超高层、大跨度等结构特点，实际工程若以全包裹形式则所需FRP量大，不利于FRP在钢管混凝土柱上的推广应用。

因此如何提供一种重量轻、承载力高、延性好且FRP材料利用率高的钢管混凝土柱，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢管混凝土柱，其重量轻、承载力高、延性好且FRP材料利用率高。本发明的另一目的是提供一种上述钢管混凝土柱的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种钢管混凝土柱，包括钢管，所述钢管内填充有混凝土，在所述钢管的外壁上周向缠绕有FRP条带，所述FRP条带沿所述钢管的轴向设置有缠绕间隙。

优选地，所述FRP条带沿所述钢管的轴向螺旋式等间隔缠绕。

优选地，所述FRP条带螺旋缠绕的螺旋角的角度范围为5°-30°，包括端点值。

优选地，包括多个沿所述钢管的周向水平缠绕成环形的所述FRP条带，且各所述FRP条带沿所述钢管的轴向等间隔设置。

优选地，所述FRP条带的纤维方向与所述FRP条带的长度方向保持一致。

优选地，所述FRP条带通过粘接剂粘在所述钢管的外壁上。

优选地，所述混凝土为混有膨胀剂的混凝土。

本发明还提供一种钢管混凝土柱的制造方法，包括，

S1：打磨并清洗钢管表面；

S2：钢管表面干燥后，沿钢管环向自上而下或自下而上进行定位划线，确定FRP条带约束区域；

S3：将裁减好的FRP条带利用粘接剂粘贴在钢管上各约束区域内；

S4：将粘贴有FRP条带的钢管放置在干燥环境中养护；

S5：对钢管的外表面进行防腐处理。

优选地，步骤S3包括：