[实用新型]纤维增强钢管混凝土柱及其组合柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，具体涉及纤维增强钢管混凝土柱、及其组合柱。

背景技术

当前的城市建筑施工建设面临的主要挑战之一就是在保证建筑结构整体安全和耐久以外，还需要尽可能减少在施工过程中所花费的时间，减少对周围环境的干扰，降低其施工成本以及由于施工所产生的噪音，粉尘等。于是快速装配式组合柱，如纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，FRP)管-钢管-混凝土组合柱正是基于此类大背景下所产生的。应用快速装配式组合柱可以为城市的发展，高速，安全，耐久提供更好的建筑解决方案。

此外，在市中心等地如果临时采取混凝土浇筑成混凝土柱会受到温度、风速、时间、噪音的各个方面的制约，如有采取事前在工厂中进行构件预制，现场工作时采取快速装配方式来进行安装，不仅方便快捷，还会产生更好的经济和环境效益。

基于纤维增强复合材料管-钢管-混凝土组合柱的优势，纤维增强复合材料约束混凝土得到了广泛的研究，其特点在于力-位移曲线成双线性，即截面屈服之后承载力继续上升，因此这种柱截面具有更为优越的承载能力。

传统的纤维增强复合材料管-钢管-混凝土组合柱的截面形式为内部圆钢管、外部缠绕纤维增强复合材料、纤维增强复合材料与圆钢管之间的夹层灌入混凝土。这种柱截面尽管在承载力和延性方面都得到了很大的改善，但是在实际工程施工中，不利于梁柱节点连接，施工困难较大。如何改善纤维增强复合材料、钢管、混凝土组合的新型柱的结构，成为建筑领域亟待解决的一个重要课题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型一方面提供一种纤维增强钢管混凝土柱，包括：纤维增强复合材料管，位于所述纤维增强钢管混凝土柱的最外侧，所述纤维增强复合材料管在所述纤维增强钢管混凝土柱的纵向方向上延伸并限定所述纤维增强钢管混凝土柱的外周边；钢管，位于所述纤维增强钢管混凝土柱的内部并且在所述纤维增强钢管混凝土柱的纵向方向上贯穿所述纤维增强钢管混凝土柱；混凝土，填充于所述纤维增强复合材料管与所述钢管之间；其中：在所述纵向方向上，所述纤维增强复合材料管的长度小于所述钢管的长度；并且所述钢管的两端的截面尺寸设置为使得截面尺寸较小的一端能够嵌入连接至截面尺寸较大的一端内。

进一步地，在所述纤维增强钢管混凝土柱的端部处，所述混凝土与所述纤维增强复合材料管的端部齐平而形成所述纤维增强钢管混凝土柱的端表面，并且所述钢管的至少一端突出于所述纤维增强钢管混凝土柱的一端的端表面。

进一步地，所述钢管的截面尺寸较小的一端突出于所述端表面。

进一步地，所述钢管的截面尺寸较大的一端突出于所述纤维增强钢管混凝土柱的另一端的端表面。

本实用新型又一方面提供一种纤维增强钢管混凝土组合柱，包括前面所述的纤维增强钢管混凝土柱，其中：所述纤维增强钢管混凝土组合柱通过至少两个所述纤维增强钢管混凝土柱在所述纵向方向上连接而成。

进一步地，第一段纤维增强钢管混凝土柱的所述钢管的截面尺寸较小的一端与第二段纤维增强钢管混凝土柱的所述钢管的截面尺寸较大的一端是嵌入式连接。

进一步地，在所述纤维增强钢管混凝土组合柱的端部处，所述纤维增强钢管混凝土柱的所述钢管与所述纤维增强钢管混凝土柱的端表面齐平。

进一步地，所述纤维增强钢管混凝土柱的所述钢管之间的连接处缠绕有纤维增强复合材料布并且周围填充有混凝土。

进一步地，所述混凝土是环境友好型混凝土。

进一步地，所述纤维增强钢管混凝土柱是工厂预制件。

纤维增强钢管混凝土组合柱通常需要设置多个柱段。本实用新型一方面的有益效果在于，使得纤维增强钢管混凝土组合柱在多段连接时的连接方式变得简单可靠。

由于仅仅通过钢管进行连接处的连接，本实用新型另一方面的有益效果在于，每段柱的钢管和纤维增强复合材料管的几何中心可重合设置，可保证整体结构对称、性能稳定，且方便快速地应用工程结构的设计、计算。

本实用新型的又一方面的有益效果在于，利用环境友好型混凝土，如再生混凝土，将建筑废弃商品混凝土回收再利用，经过适当的加工处理后运用到纤维增强钢管混凝土组合柱中，在能降低废弃商品混凝土对自然环境的影响的同时，又能很好地保护天然资源，这样对于建筑垃圾的处理、社会的可持续发展以及居住环境的改善都具有非常重要的意义。同时也降低了成本，提高了经济效益。