一种FRP箍筋高强钢纤维混凝土柱的制作方法

本实用新型属于建筑工程领域，尤其涉及一种FRP箍筋高强钢纤维混凝土柱。

背景技术：

普通钢筋混凝土柱在建筑工程领域得到了广泛应用，但是存在一定的缺陷，在特殊环境下，耐久性差，由于混凝土保护层容易产生裂缝甚至脱落，不能有效的对钢筋产生良好的保护作用，导致钢筋锈蚀，减少结构的使用寿命。随着大跨度、大空间结构的出现对材料的材料的力学性能提出较高的要求，传统的钢筋混凝土柱已经不能够满足。由于存在种种缺陷在某些领域应用受到一定限制。

已开始应用于实际工程中的高强钢筋增强高强混凝土柱构件，充分利用了高强钢筋和高强混凝土的高强特性，可大幅度提高柱的承载能力，减小截面尺寸、材料消耗和降低结构自重。但是，随着混凝土强度的提高，混凝土脆性逐渐增大，构件延性逐渐降低，这些特性对结构抗震等极为不利，在高强混凝土混凝土中加入钢纤维，可大幅度提高衡量钢纤维混凝土塑性变形性能的韧性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种FRP箍筋高强钢纤维混凝土柱，要解决现有技术混凝土柱的钢筋龙骨架自重过重的技术问题；并解决现有技术钢筋龙骨架与混凝土粘接力过小，混凝土使用量过大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种FRP箍筋高强钢纤维混凝土柱，其特征在于：包括高强钢纤维混凝土和钢筋龙骨架，所述钢筋龙骨架为圆柱形，钢筋龙骨架的直径与高度的长度比为7～28，所述钢筋龙骨架包括竖向主筋、FRP主箍筋和FRP外箍筋，所述FRP主箍筋竖向均匀间隔套设于竖向主筋外侧，所述FRP主箍筋为圆环，圆环内侧均匀间隔设有固定孔，所述竖向主筋穿过所述固定孔与所述FRP主箍筋固定，所述竖向主筋上、每个FRP主箍筋下方均设有一层防止FRP主箍筋下滑的固定环层，所述固定环层由若干个竖向固定在竖向主筋外侧的固定环组成，所述FRP外箍筋自下而上斜向穿过每层固定环层的固定环缠绕固定在竖向主筋外侧；

所述FRP主箍筋直径为1～1.5cm，FRP外箍筋直径为0.3～0.5cm，竖向主筋直径为2～3cm，相邻所述竖向主筋间距为10～15cm，上下相邻所述FRP主箍筋间距为8～12cm。

进一步优选地，每层所述固定环层有四个固定环，四个固定环分别位于沿钢筋龙骨架竖向中轴线中心对称设置的四根竖向主筋上。

进一步地，所述FRP外箍筋有四根，每根FRP外箍筋分别从最低层固定环斜向左上或右上缠绕固定。

进一步地，所述固定孔孔直径大于竖向主筋直径2～4mm。

进一步地，所述固定环内环直径大于FRP外箍筋直径5～16mm。

进一步地，每个所述固定环供至少三根FRP外箍筋穿过。

进一步地，所述FRP主箍筋与所述固定孔为一体成型结构。

进一步地，所述固定环由钢环焊接在竖向主筋上形成。

此外，所述高强钢纤维混凝土为强度等级C50及以上的混凝土，纤维掺量占总钢纤维混凝土体积的1%～2%。

更加优选地，所述FRP主箍筋和FRP外箍筋均由CFRP、GFRP、BFRP或AFRP材料制成。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

本实用新型将FRP和高强钢纤维混凝土两种材料组合形成FRP箍筋高强钢纤维混凝土柱，高强混凝土混凝土中加入钢纤维，可大幅度提高衡量钢纤维混凝土的韧性，FRP筋替代钢筋可以避免结构中钢筋锈蚀问题，延长结构的使用年限，FRP具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀，与普通混凝土结构相比，省去了结构的保护层，减轻了结构的自重，可大大减小构件截面尺寸、有效节约材料，降低结构自重，增大建筑物可利用空间，增加了结构的使用空间，同时FRP具有良好的受力性能，为施工过程提供了很多的便利；另一方面，由于FRP材料的力学性能优越性，其对内部混凝土起到一个良好的约束作用，大幅度提高混凝土柱的受力性能。

与普通混凝土相比，钢纤维混凝土的抗拉强度可提高40%～80%，抗弯强度提高60%～120%抗剪强度提高50%～70%抗压强度提高较小，在0～25%之间，提高高强混凝土的韧性，避免脆性破坏，此外，FRP外箍筋的设置可以增加钢筋龙骨架与钢纤维混凝土的之间的摩擦力，钢筋龙骨架与钢纤维混凝土粘接力大，抗拉和抗剪能力强，也有效节约了桩体的原材料使用量。

本实用新型具有安全、适用等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型一种FRP箍筋高强钢纤维混凝土柱的结构示意图；

图2为本实用新型涉及的FRP主箍筋的结构示意图。

附图标记：1-高强钢纤维混凝土；2- FRP主箍筋；3-FRP外箍筋；4-固定孔；5-固定环；6-竖向主筋。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型进一步说明。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本实用新型的目的在于克服钢筋混凝土柱的缺陷，将性能优越的FRP和高强钢纤维混凝土两种材料组合形成FRP箍筋高强钢纤维混凝土柱，FRP主箍筋和FRP外箍筋替代钢筋可以避免结构中钢筋锈蚀问题，延长结构的使用年限；另一方面，由于FRP材料的力学性能优越性，其对内部混凝土起到一个良好的约束作用，大幅度提高混凝土柱的受力性能。在高强混凝土混凝土中加入钢纤维，但可大幅度提高衡量钢纤维混凝土塑性变形性能的韧性，为了实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种FRP（纤维增强复合材料Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP）箍筋高强钢纤维混凝土柱，如图1所示，包括高强钢纤维混凝土1和钢筋龙骨架，钢筋龙骨架为圆柱形，高强钢纤维混凝土1为强度等级C50及以上的混凝土，纤维掺量占总钢纤维混凝土1体积的1%～2%。钢筋龙骨架的直径与高度的长度比为7～28，钢筋龙骨架包括竖向主筋6、FRP主箍筋2和FRP外箍筋3，FRP主箍筋2直径为1～1.5cm，FRP外箍筋3直径为0.3～0.5cm，竖向主筋6直径为2～3cm，相邻竖向主筋6间距为10～15cm，上下相邻FRP主箍筋2间距为8～12cm。FRP主箍筋2竖向均匀间隔套设于竖向主筋6外侧，FRP主箍筋2为圆环，如图2所示，圆环内侧均匀间隔设有固定孔4，本实用新型具体生产应用时，FRP主箍筋2与固定孔4优选为一体成型结构，但不限于一体成型结构，固定孔4孔直径大于竖向主筋6直径2~4mm，竖向主筋6穿过固定孔4与FRP主箍筋2固定，每个固定环5供至少三根FRP外箍筋3穿过，固定环5内环直径大于FRP外箍筋3直径5～16mm，竖向主筋6上、每个FRP主箍筋2下方均设有一层防止FRP主箍筋2下滑的固定环层，固定环层由若干个竖向固定在竖向主筋6外侧的固定环5组成，FRP外箍筋3自下而上斜向穿过每层固定环层的固定环5缠绕固定在竖向主筋6外侧，固定环5由钢环焊接在竖向主筋6上形成。

本实用新型优选每层固定环层有四个固定环5，四个固定环5分别位于沿钢筋龙骨架竖向中轴线中心对称设置的四根竖向主筋6上，FRP外箍筋3优选有四根，每根FRP外箍筋3分别从最低层固定环5斜向左上或右上缠绕固定，此时每个固定环5仅仅供一根FRP外箍筋3穿过，四根FRP外箍筋3均匀藏绕在竖向主筋6外侧，FRP主箍筋2和FRP外箍筋3均由CFRP（碳纤维）、GFRP（玻璃纤维）、BFRP（玄武岩纤维增强塑料）或AFRP（芳纶纤维）材料制成。

本实用新型的制作步骤如下：

步骤一：绑扎FRP主箍筋和FRP外箍筋+钢筋主龙骨如图1：

步骤二：支设模板；

步骤三：浇筑高强钢纤维混凝土，保证钢纤维分布均匀；

步骤四：进行试件的养护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。