[实用新型]一种预制FRP多管芯约束混凝土组合构件

说明书

本实用新型公开了一种预制FRP多管芯约束混凝土组合构件，包括外FRP‑钢复合管、小直径FRP管；外FRP‑钢复合管包括钢管以及缠绕在钢管外部的FRP；外FRP‑钢复合管内部设有多个小直径FRP管，小直径FRP管内填充有混凝土；外FRP‑钢复合管的上端和下端分别设有一段无FRP覆盖的钢管段，有FRP覆盖的钢管段与小直径FRP管之间浇筑有灌浆料层；上端无FRP覆盖的钢管段上设有注浆孔，下端的无FRP覆盖的钢管段上设有排浆孔；注浆孔的高度高于灌浆料层上表面，排浆孔的高度低于灌浆料层的下表面。本实用新型的组合构件在外FRP‑钢复合管内布置多个小直径FRP管，适应不同受力特点，适用于不同的截面形状。本实用新型涉及建筑工程施工和实验技术领域。

技术领域

本实用新型涉及建筑工程施工和实验技术领域，特别涉及一种预制FRP多管芯约束混凝土组合构件。

背景技术

作为新兴建筑材料，纤维增强复合材料(Fibre Reinforced Polymer，简称FRP)具有耐腐蚀性强、轻质高强、可设计性优、稳定性高等材性优势，近年来在建筑结构中的研究不断丰富，应用成效也不断凸显。基于约束混凝土原理，形成和发展了多种新型FRP-混凝土组合构件：如FRP约束混凝土构件、FRP约束钢管混凝土构件、FRP-混凝土-钢管双管柱、内置FRP管的钢管约束混凝土柱等，这些组合柱发挥FRP材料性能优势，都不同程度地提高了结构构件的力学性能和耐久性。而且，FRP材料在新型组合结构中的良好应用，为丰富的海水海砂等海洋资源的工程应用提供了可能，因此，将FRP材料与海砂混凝土组合，拓展蓝色经济空间，在近海、临海和各项海洋工程等方面都将具有广阔的应用前景。

由于FRP和混凝土材料均表现出明显脆性特征，单一FRP约束混凝土结构构件在偏心受压或承受弯矩荷载时，抵抗侧向弯矩能力较弱，难以有效发挥FRP沿纤维方向良好的力学性能。因而，FRP约束混凝土仍需与传统钢材相结合，充分发挥三种材料组分的性能优势，扬长避短，实现组合结构各项性能的全面提升。在众多已有的三组分组合结构构件研究中，通过各组分材料的优化组合，能有效提高结构构件的承载力和延性，例如经典的FRP-混凝土-钢双壁空心组合构件、FRP约束钢管混凝土构件、内置单FRP管的钢管约束混凝土构件。其中FRP-混凝土-钢双壁空心组合构件为充分发挥钢材的抗拉性能，对构件空心率要求较高，因而容易产生钢管屈曲而降低构件承载力，且由于钢材与混凝土的直接接触，限制了海砂混凝土在此类构件中的应用。而且以上各组合结构构件仍主要局限性地适用于核心加载方式和圆截面构件形式的情况，在面对矩形截面以及其他异形截面时，角部的约束材料极易被破坏，力学效果并不理想，材料无法最大程度发挥其力学性能；且为达到高承载力和延性的目标，对构件约束材料的壁厚要求也较高，这势必造成结构材料成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种预制FRP多管芯约束混凝土组合构件，该组合构件在外FRP-钢复合管内布置多个小直径FRP管，适应不同受力特点，适用于不同的截面形状。

本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现：一种预制FRP多管芯约束混凝土组合构件，包括外FRP-钢复合管、小直径FRP管；所述外FRP-钢复合管包括钢管以及缠绕在钢管外部的FRP；外FRP-钢复合管内部设有多个小直径FRP管，小直径FRP管内填充有混凝土；外FRP-钢复合管的上端和下端分别设有一段无FRP覆盖的钢管段，有FRP覆盖的钢管段与小直径FRP管之间浇筑有灌浆料层；

外FRP-钢复合管的顶部高度高于小直径FRP管，底部高度低于小直径FRP管；灌浆料层上表面高度低于外FRP-钢复合管以及小直径FRP管的顶部高度，灌浆料层下表面高度高于外FRP-钢复合管以及小直径FRP管的底部高度；

上端无FRP覆盖的钢管段上设有注浆孔，下端的无FRP覆盖的钢管段上设有排浆孔；所述注浆孔的高度高于灌浆料层上表面，所述排浆孔的高度低于灌浆料层的下表面。

进一步地，缠绕在钢管外部的FRP采用玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或以上纤维组合的纤维，且纤维缠绕方向为环向或接近环向。