[实用新型]一种竹材增强钢管结构

说明书

一种竹材增强钢管结构，由横隔板、钢管、纵向增强竹材和横向约束竹材组成，钢管的内侧粘贴一层以上纵向增强竹材，在钢管的内侧的纵向增强竹材的内表面垂直设置两个以上横隔板，横隔板沿钢管的高度方向间隔布置，在钢管的外侧粘贴有一层以上纵向增强竹材，并且在钢管的外侧的纵向增强竹材的四周外表面裹覆有横向约束竹材。本实用新型结构克服了钢管单独承载容易屈曲失稳的缺点，抑制了钢管的向内及向外局部屈曲，竹材既起到了力学纵向与横向有效的增强效果，有效保护钢管结构，防腐蚀提高耐久性，又突出了建筑结构绿色生态理念，增添结构美感。

技术领域

本实用新型涉及一种增强钢管结构，尤其是一种竹材增强钢管结构，属于土木工程领域。

背景技术

用钢管制造建筑结构网架、支柱和机械支架，可以减轻重量，节省金属20～40％，而且可实现工厂化机械化施工。用钢管制造公路桥梁不但可节省钢材、简化施工，而且可大大减少涂保护层的面积，节约投资和维护费用。但是随着结构向着高耸、重载方向发展，对钢管材料也提出了新的要求，目前，钢管内部没有内支撑、单独钢管承载容易屈曲失稳，为了增强钢管的承载力，应用最多的就是增加壁厚，这样做用钢量增加，成本大大提高，并且失去了钢管轻质的优势。另外钢管在空气或水环境下服役，容易锈蚀耐久性能大打折扣，导致钢管承载力显著降低。

针对单独钢管承载的不足，不断有新型增强形式和方法出现。如中国专利第“201610294228.5”号，公开了一种“一种复合材料增强钢管道及其制备方法”，该结构在钢管外侧包裹纤维复合增强材料，与同等承载能力的钢管相比减小了管体壁厚，减轻了管体重量。但该结构中所使用玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维，价格不菲，不可回收，且生产这些纤维增强材料能耗高。再如中国专利第“201610940638.2”号，公开了一种“一种钢管”，该结构在管体内腔设置增强层以及防腐层，在外设置了保温及环氧层，延长了使用寿命，增多了附加功能，然而螺纹加强层设置在外层，大大影响整体美观。虽然上述做法克服了钢管的一些缺点，但都是片面的，不完整的部分增强。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种竹材增强钢管结构，以期解决现有钢管结构单独承载时，承载能力不足容易屈曲的缺陷。本实用新型与已有的钢管结构相比具有较大的优势，抑制了钢管的向内及向外局部屈曲，在不改变钢材用量的同时，提高了钢管承载能力和抗变形能力，保证了结构轻质高强的优势特点，该结构充分利用了我国丰富的竹子资源，发挥竹材韧性好、拉伸强度高的材性优势，制造过程方便简单，保护了内部钢管结构，提高了耐久性，绿色环保，增添建筑美感，适用于新建结构中的桩、柱、墩，以及现有钢管构件的加固。

为此，本实用新型提供一种竹材增强钢管结构，其特征在于由横隔板、钢管、纵向增强竹材和横向约束竹材组成，钢管的内侧粘贴一层以上纵向增强竹材，在钢管的内侧的纵向增强竹材的内表面垂直设置两个以上横隔板，横隔板沿钢管的高度方向间隔布置，在钢管的外侧粘贴有一层以上纵向增强竹材，并且在钢管的外侧的纵向增强竹材的四周外表面裹覆有横向约束竹材。

所述的纵向增强竹材由竹条沿钢管的内侧或外侧表面依次粘贴拼接组成，竹条的竹纤维方向与钢管的轴线平行。

所述的横向约束竹材由竹材刨切片缠绕而成，竹材刨切片缠绕层数为一层以上，竹材刨切片竹纤维方向与钢管横向之间的角度为-45°至45°之间，横向约束竹材为钢管及外侧的纵向增强竹材提供有效约束，抑制了钢管的局部向外屈曲，有效保护钢管结构，提高防腐蚀耐久性，增添结构美感。

所述的钢管截面为圆形截面、矩形截面、正多边形截面和椭圆形截面中的一种，钢管为碳素钢管、合金钢管和不锈钢钢管中的一种。

所述的横隔板为与钢管的截面形状一致的板状结构物，横隔板的四周与纵向增强竹材的内表面通过胶黏剂、企口、钉子、螺栓、金属键中的一种或多种相连接，横隔板的设置间距不大于钢管截面的最小尺寸，为竹材、木材、塑料、复合材料或金属材料制作。