[发明专利]一种多腔复合材料混凝土异形柱

说明书

本发明实施例公开了一种多腔复合材料混凝土异形柱，包括多腔复合材料管，所述多腔复合材料管包括若干个复合材料管，所述多腔复合材料管用作浇筑模板；所述多腔复合材料管中设有混凝土，所述多腔复合材料管的管壁内侧设有若干筋材。本发明可克服锈蚀的影响并代替普通钢筋混凝土柱，通过采用多腔复合材料和内筋材对混凝土进行共同约束下，不规则多腔复合材料混凝土柱的承载能力得到提高、稳定性和抗震能力得到提高，抗弯性能好，防腐蚀性突出。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种多腔复合材料混凝土异形柱。

背景技术

我国已经成为世界上高层和超高层建筑发展最快的国家，2016年全球建成12座200米以上的高层建筑，其中84座在中国，2017年全球147座200米以上高层建筑完工，中国占80座，2018年，全球144座200米以上高层建筑完工，中国占88座。随着高层建筑的迅速发展，建筑高层屡创新高，抗侧力体系成为设计关键问题。为了适应建筑构造设计的要求，多腔混凝土异形柱越来越受到大家的关注。

建设海岛国防和军用基础设施、发展海洋经济势必要兴建许多海洋和港口建筑物和构筑物，大量的土建工程，基础材料混凝土必然用量可观，建筑砂作为混凝土中的细骨料也必然需求大量增加。目前，混凝土中用的砂和水主要是淡水河淡砂，对于一些距离比较远的岛屿建设，如果采用传统的混凝土，需要从内陆运输大量的河砂和淡水，一方面影响建设工期，同时增加建设成本，为此如果能找到一种方法，能用海水和原状的海砂配置混凝土，不仅可以减轻淡水淡砂资源短缺的问题，还可以在一定程度上降低混凝土的拌制成本，对满足海洋经济发展和海岛国防建设具有非比寻常的意义。

为了海砂能在钢筋混凝土结构中推广和应用，近年来耐腐蚀的纤维增强复合材料(Fibre Reinforced Polymer，简称FRP)发展迅速，FRP管材和FRP制备成的筋材越来越受到学者们的关注，FRP种类有碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)、芳纶纤维增强复合材料(AFRP)、玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)。由于FRP筋具有比钢筋更高的抗拉强度，而且具备良好的耐腐蚀性能，作为替代钢筋的新型材料在海砂混凝土结构中应用具有广阔的发展前景。然而FRP的弹性模量较低，并且呈脆性破坏，单一使用FRP筋的混凝土梁刚度小，延性差，严重影响着结构的使用性能与安全性能。基于此种状况，许多学者通过在FRP筋混凝土梁中添加钢筋形成FRP筋与钢筋混合配筋的形式，为保结构的高承载能力不过多减少的同时，提高结构整体的延性。这种方式结合了钢筋和FRP筋两种材料的综合优势，可事实上，最终形成的结构体系并不具备防腐蚀的功能，而对于结构耐久性的问题依旧未得到解决，也不能直接利用海水海砂等天然资源，无法缓解河砂资源短缺的现象。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种多腔复合材料混凝土异形柱，可克服锈蚀的影响并代替普通钢筋混凝土，适用于潮湿和盐碱地等恶劣环境下的高层和超高层建筑、桥梁、水工建筑物、海港码头等特殊结构。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种多腔复合材料混凝土异形柱，包括多腔复合材料管，所述多腔复合材料管包括若干个复合材料管，所述多腔复合材料管用作浇筑模板；所述多腔复合材料管中设有混凝土，所述多腔复合材料管的管壁内侧设有若干筋材。

进一步的，所述多腔复合材料管的形状为L字型、长方形、T字形或者十字形。

进一步的，所述多腔复合材料管为碳纤维增强复合材料CFRP管、玻璃纤维增强复合材料GFRP管、芳纶纤维增强复合材料AFRP管、玄武岩纤维增强复合材料BFRP管、亚麻纤维管中的任意一种。

进一步的，所述复合材料管的截面为多边形，所述多边形为方形、棱形、梯形或者不等边形状。

进一步的，所述筋材为刚筋或者复合筋。