[发明专利]一种预制多管约束混凝土双壁空心柱、建造工艺和柱管塔

说明书

本发明公开一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，包括钢外管、FRP内管和环形区FRP管体以及填充的砂浆层，环形区FRP管体包括小直径FRP管以及填充其内的自密实混凝土，环形区FRP管体关于FRP内管中心周向均匀分布。本发明还提出一种预制多管约束混凝土双壁空心柱的建造工艺以及柱管塔，柱管塔包括多个上下依次相连的预制多管约束混凝土双壁空心柱节段，并且相邻的钢外管端部通过下L型固定块和上L型固定块以螺栓紧固相连。本发明技术方案的多管约束混凝土双壁空心柱具有延性好、极限承载能力强等优点，适用于圆形、方形等多种截面的混凝土柱使用要求，可采用预制装配式方法进行建造柱管塔，使得施工便捷，减少现场湿作业工程量，大大缩短施工周期。

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，特别涉及一种预制多管约束混凝土双壁空心柱、建造工艺和柱管塔。

背景技术

纤维增强复合材料(FRP)具有轻质、高强等优越特性而被广泛应用于结构工程技术领域。优化配置FRP、混凝土、钢材等不同特性的建筑材料中，充分发挥各自材料组分优势，组合成新型高性能结构，能够满足人民对于工程结构极限承载力和抗震能力日益提高的需求，并且在近年来已经成为研究人员和工程师的关注热点。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，本发明还提出一种生产预制多管约束混凝土双壁空心柱的建造工艺以及柱管塔，旨在提高混凝土柱的延性好、极限承载能力以及提高混凝土柱塔的建造效率。

为实现上述目的，本发明提出的一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，包括钢外管，与所述钢外管同轴设置的FRP内管，所述钢外管内壁面与所述FRP内管外壁面之间灌注有砂浆层，所述砂浆层内部周向均匀设有若干个由小直径FRP管及填充于所述小直径FRP管内部的自密实混凝土组成的环形区FRP管体。

优选地，所述FRP内管和所述小直径FRP管可采用往复式纤维缠绕工艺、连续式纤维缠绕工艺制成。

优选地，所述FRP内管和所述小直径FRP管的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶；所述FRP内管和所述小直径FRP管的基体材质为不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂。

优选地，所述钢外管的径向横截面外周轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；所述FRP内管的径向横截面外周轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；所述小直径FRP管径向横截面外形为圆形、椭圆形。

本发明还提出一种生产所述预制多管约束混凝土双壁空心柱的建造工艺，包括以下步骤：

步骤S1：将所述自密实混凝土灌注于所述小直径FRP管内形成所述环形区FRP管体并进行养护；

步骤S2：通过底模板将所述钢外管、所述FRP内管以及所述环形区FRP管体进行提前固定，其中所述FRP内管沿所述钢外管中心轴向设置，所述环形区FRP管体周向均匀设置于所述钢外管与所述FRP内管之间的空间；

步骤S3：在所述钢外管、所述FRP内管以及所述环形区FRP管体之间注入所述砂浆层，然后采用蒸汽法、养生液法、满水法、自然养护或加膜养护等方式将混凝土养护至达到预期强度。

本发明还提出一种使用所述预制多管约束混凝土双壁空心柱的柱管塔，所述柱管塔包括若干段依次相连的所述预制多管约束混凝土双壁空心柱，上下相邻的所述钢外管、所述FRP内管以及所述小直径FRP管分别对齐。

优选地，上下相邻的所述钢外管端部之间通过焊接相连。

优选地，上下相邻的所述钢外管外周面端部分别设有若干组相互对应的下L型固定块和上L型固定块，所述下L型固定块和所述上L型固定块之间通过螺栓固定相连。

本发明技术方案相对于现有技术具有以下优点：