专利名称：圆截面钢-混凝土-frp实心组合柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种土建工程结构领域，特别是涉及一种圆截面钢-混凝土 -FRP实心 组合柱。
背景技术：
FRP材料是继钢材和混凝土之后的第三大现代结构材料，具有轻质高强等许多优 越的性能，给土木工程领域带来了大量新机会。同时，FRP材料也有致命缺陷。目前常见的 FRP材料的基体材料的玻璃化转变温度介于60°C -IS(TC之间，当温度达到基体材料的玻璃 化转变温度时，FRP的力学性能急剧降低，基本失去作用。FRP材料的耐火性能差，已经成为 制约其在建筑结构中广泛应用的一个主要因素。目前，国内外很多学者对含FRP构件的耐 火性能进行了研究，得到了有价值的结论火灾引起的高温会降低FRP加固构件的承载力； 嵌入FRP加固比表面粘贴FRP加固耐火性能好；未加保护的FRP基体材料很快就会燃烧掉； 经过适当的防火保护，含构件的耐火时间也可以达到耐火设计规范的要求；含FRP构件耐 火时间主要取决于构件的防火保护措施、FRP材料对构件承载力的贡献、FRP材料自身耐火 能力、构件承受的荷载水平、火场的升温曲线等因素。 柱子是结构中的重要构件，柱子的实效会引起整个结构的倒塌。尽管含FRP构件 的耐火性能研究已经取得了很大进展，但含FRP柱耐火性能差的问题始终没有得到很好的 解决。目前，含FRP材料的圆截面组合柱有以下3种1. FRP管混凝土柱；2. FRP-钢管-混 凝土组合柱；3. FRP管-混凝土 -钢管双壁空心组合柱。这些含FRP材料的圆截面组合柱 的共同缺点是FRP材料位于柱子的表面，实验研究表明，火灾下，若没有防火保护，经过8分 钟，柱子表面的FRP材料就会燃烧殆尽。若想使这三种构件的抗火性能符合规范要求，必须 进行防火保护，增加巨大投资。
发明内容
本发明的目的在于提供一种圆截面钢_混凝土 -FRP实心组合柱，FRP应用于结构
加固之中，耐高温，利用该结构的特点，应用在易发生火灾的各种工程结构中。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的 圆截面钢_混凝土 -FRP实心组合柱，其组合柱是由作为外侧壁的圆截面钢管、内 部的圆截面FRP管、固结在钢管和FRP管中间的环形混凝土以及FRP圆管内的核心混凝土 组成的实心组合柱。
本发明的附图是"圆截面钢_混凝土 -FRP实心组合柱"截面示意图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明进行详细说明。
本发明耐高温FRP组合柱产品，圆钢管和FRP圆管轴心应该重合；柱子直径一般不 应小于800mm ;环形混凝土的厚度一般不应小于在200mm ;环形混凝土和核心混凝土可以同 时浇筑；钢管壁厚、FRP圆管厚度、混凝土标号等参数应结合具体情况进行合理设计。柱子 是三维构件，由于本发明中的柱子的截面形状、截面尺寸等沿轴线方向没有变化，因此，仅 用柱子截面图就能表达柱子的特征。组合结构是由作为外侧壁的圆截面钢管、内部的圆截 面FRP管、固结在钢管和FRP管中间的环形混凝土以及FRP圆管内的核心混凝土组成的实 心组合柱。本发明提出的组合柱，具有良好的静力性能、抗震性能、抗火性能，可以广泛应用 于各种工程结构之中。 在耐火性能方面，"圆截面钢_混凝土 -FRP实心组合柱"，FRP圆管外面有环形混 凝土和钢管的保护，FRP圆管不直接受火，因而不会发生燃烧。混凝土是热惰性材料，环形 混凝土对FRP圆管起到保护作用，可以延缓FRP圆管温度升高，从而延长构件的耐火时间。 与防火涂料等防火手段相比，由钢管和环形混凝土构成的FRP圆管保护层不存在耐久性的 问题，不会在火灾过程中会出现剥落的现象，保护效果非常可靠。因此，"圆截面钢-混凝 土-FRP实心组合柱"具有优异的耐火性能，经过合理设计，可以少用甚至不用防火保护。
在常温下，"圆截面钢-混凝土 -FRP实心组合柱"保持了组合构件的优点，能够充 分发挥钢材和FRP抗拉性能好、混凝土抗压性能好的特点。混凝土受到圆钢管和FRP圆管 的约束，可以提高构件的极限承载力、延性及耗能能力。由于FRP圆管对核心混凝土起到约 束作用，降低了混凝土对外部圆钢管的作用，可以减小圆钢管的厚度。与方形、矩形构件相 比，受力状态简单，力的传递途径清晰，便于工程设计。"圆截面钢_混凝土 -FRP实心组合 柱"是一种在工程结构领域具有广阔应用前景的新型组合构件，通过合理调整含钢率、FRP 圆管的直径和厚度、混凝土标号等参数，可以使其具有预期的静力性能、动力性能和耐火性 能。因此本发明具有工程应用价值。
权利要求
圆截面钢-混凝土-FRP实心组合柱，其特征在于，所述组合柱是由作为外侧壁的圆截面钢管(1)、内部的圆截面FRP管(2)、固结在钢管(1)和FRP管(2)中间的环形混凝土(3)以及FRP圆管内的核心混凝土(4)组成的实心组合柱。
全文摘要
圆截面钢-混凝土-FRP实心组合柱，涉及一种土建工程结构领域，其组合柱是由作为外侧壁的圆截面钢管(1)、内部的圆截面FRP管(2)、固结在钢管(1)和FRP管(2)中间的环形混凝土(3)以及FRP圆管内的核心混凝土(4)组成的实心组合柱。FRP应用于结构加固之中，耐高温，利用该结构的特点，应用在易发生火灾的各种工程结构中。
文档编号E04C3/30GK101736860SQ20091024842
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者刘永军 申请人:沈阳建筑大学