[发明专利]一种拼接式预应力碳纤维板承重柱

说明书

本发明提供了一种拼接式预应力碳纤维板承重柱，属于建筑领域承重体系，包括底座、柱身，其特征在于，柱身的一端与底座相连，所述柱身包括由均匀设置的至少四个支撑单元围合形成的中空柱体以及灌注在柱体中空部的混凝土柱，相邻支撑单元之间设置为榫铆插层结构，所述支撑单元的横截面呈圆弧形，所述支撑单元的两端设置有榫卯插层接口，支撑单元的外表面的两端设置有锚固肋，相邻支撑单元相近端的锚固肋相接触形成肋单元，相邻肋单元之间采用多层沿柱体圆周方向设置的碳纤维板进行锚固，纵向相邻的碳纤维板错位设置；具有承载力高、安装和运输方便、抗震性能强的优点。

技术领域

本发明涉及建筑领域承重体系，具体涉及一种拼接式预应力碳纤维板承重柱。

背景技术

由于高层建筑的荷载比较大，对抗震性能要求比较高，因此对于高层建筑而言，承重柱的设计尤为重要，若承重柱设计不能符合上述要求，对高层建筑的消极影响非常大，因此，正确选择承重柱材料类型与性能直接影响到承重柱使用效果，尤其是荷载能力、强度的影响特别大。现有技术中最为常见的承重柱为型钢高强混凝土柱、钢管混凝土柱，其制作材料一般选择钢管、高强混凝土材料，因为钢管具有一定的韧性，而混凝土性能也比较突出，使用这两种类型的材料符合工程要求。但是该结构存在承载力和耐久性差、工程造价较高的问题，申请号为201410146798.0的中国发明专利申请公布了一种圆形截面轻钢-小径木材-碳纤维组合承重柱及作法，其芯部为由圆钢管和填充在圆钢管内的混凝土组成的钢管混凝土，通过把轻钢-小径木材-碳纤维进行优势组合，提高了柱结构的耐久性和承载能力，另外利用小径木材降低了工程造价。

上述承重柱虽然通过使用小径木材解决了工程造价高的技术问题，但是还存在下述问题：

1.所述承重柱的承重部分依靠其芯部设置的圆钢管及填充在圆钢管内的混凝土，由于圆钢管为一体式设置，钢管内部存在一定内应力，当遇到地震等情况发生时，承重柱很容易在内应力的作用下发生整体损毁，对大跨度结构、高层建筑结构以及抗震性不利；

2.一体式结构的钢管占用空间较大，运输非常不方便，运输成本高，施工难度大，由于采用了芯层为钢管混凝土柱、外部填充小径木材并用碳纤维材料包裹的结构，该结构承重柱的现场施工比较复杂，工期较长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种承载力高、安装和运输方便、抗震性能强的拼接式预应力碳纤维板承重柱。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种拼接式预应力碳纤维板承重柱，包括底座、柱身，其特征在于，柱身的一端与底座相连，所述柱身包括由均匀设置的至少四个支撑单元围合形成的中空柱体以及灌注在柱体中空部的混凝土柱，相邻支撑单元之间设置为榫铆插层结构，所述支撑单元的横截面呈圆弧形，所述支撑单元的两端设置有榫卯插层接口，支撑单元的外表面的两端设置有锚固肋，相邻支撑单元相近端的锚固肋相接触形成肋单元，相邻肋单元之间采用多层沿柱体圆周方向设置的碳纤维板进行锚固，纵向相邻的碳纤维板错位设置。

进一步的，所述锚固肋中部设置有用于穿插碳纤维板的预留插孔，所述碳纤维板两端穿过肋单元并通过锚具与支撑单元连接固定。

进一步的，所述锚具中部沿垂直于碳纤维板的方向设置有预留螺栓孔，所述锚具通过高强度螺栓将碳纤维板和支撑单元固定。

进一步的，所述碳纤维板采用后张法无粘接预应力碳纤维板。

进一步的，相邻支撑单元之间无缝拼接。

进一步的，所述混凝土柱采用高流态自密实混凝土。

进一步的，所述高流态自密实混凝土为由水泥、粗细集料和随机分布的短切碳纤维组合而成的复合材料。

进一步的，所述高流态自密实混凝土的塌落度为20-22cm，高流态自密实混凝土的强度不低于C40。

进一步的，所述支撑单元和底座采用树脂基碳纤维复合材料RTM一体化成型工艺。