一种钢管混凝土柱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钢管混凝土柱，包括钢管，钢管内填充有混凝土，在钢管的外壁上周向缠绕有FRP条带，且FRP条带沿钢管的轴向设置有缠绕间隙；利用FRP条带间隔包裹钢管，不仅能解决大型钢管混凝土柱必须采用厚壁钢管或高强钢管的问题，而且由于具有环箍效应，还能够提高钢管混凝土柱的承载能力和抗震性能，有效避免钢管发生屈服前屈曲，有效发挥钢管强度，减少钢材用量，且与全包裹相比，FRP用量较少，材料利用率高。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管混凝土柱
本技术涉及建筑结构
，特别是涉及一种钢管混凝土柱。
技术介绍
钢管混凝土柱是在钢管中填充混凝土而形成的构件，由于其具有承载力高、延性好、施工方便等优点，被越来越广泛的用于高层建筑、工业厂房和桥梁结构中作为承重构件。随着技术的进步，大跨度、超高层结构的特点使结构不得不使用壁厚、高强的钢管，增加了结构自重，且使用时由于钢管与混凝土不能同时破坏，钢管容易发生屈服前屈曲。因此，如何限制受压钢材屈曲以有效发挥钢材强度，提高柱子延性是结构工程中的一个重要问题。由于设计标准的提高、时间、地理环境以及自然灾害(如地震等)等因素，许多钢管混凝土柱都存在承载力不足、混凝土酥松剥落、裂缝等问题。这些问题的出现，实际情况并不允许将其全部推倒重建，而采取适当的技术措施对其进行补强与加固处理更符合实际。为了延长钢管混凝土柱的使用寿命，对钢管混凝土柱的加固或改造成为急需解决的技术问题。近年来，纤维增强复合材料(英文简称FRP)被广泛应用于混凝土结构及其他结构加固中。FRP具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳、施工便捷的优点，采用FRP全包裹加固钢管混凝土柱能够提高约束效果，防止钢管的局部屈曲变形，起到双重约束的功能。但FRP全包裹加固钢管混凝土柱的轴向变形能力不高，受到环向变形能力的影响。同时由于超高层、大跨度等结构特点，实际工程若以全包裹形式则所需FRP量大，不利于FRP在钢管混凝土柱上的推广应用。因此如何提供一种重量轻、承载力高、延性好且FRP材料利用率高的钢管混凝土柱，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种钢管混凝土柱，其重量轻、承载力高、延性好且FRP材料利用率高。为解决上述技术问题，本技术提供一种钢管混凝土柱，包括钢管，所述钢管内填充有混凝土，在所述钢管的外壁上周向缠绕有FRP条带，所述FRP条带沿所述钢管的轴向设置有缠绕间隙。优选地，所述FRP条带沿所述钢管的轴向螺旋式等间隔缠绕。优选地，所述FRP条带螺旋缠绕的螺旋角的角度范围为5°-30°，包括端点值。优选地，包括多个沿所述钢管的周向水平缠绕成环形的所述FRP条带，且各所述FRP条带沿所述钢管的轴向等间隔设置。优选地，所述FRP条带的纤维方向与所述FRP条带的长度方向保持一致。优选地，所述FRP条带通过粘接剂粘在所述钢管的外壁上。优选地，所述混凝土为混有膨胀剂的混凝土。本技术提供的钢管混凝土柱，包括钢管，钢管内填充有混凝土，在钢管的外壁上周向缠绕有FRP条带，且FRP条带沿钢管的轴向设置有缠绕间隙；利用FRP条带间隔包裹钢管，不仅能解决大型钢管混凝土柱必须采用厚壁钢管或高强钢管的问题，而且由于具有环箍效应，还能够提高钢管混凝土柱的承载能力和抗震性能，有效避免钢管发生屈服前屈曲，有效发挥钢管强度，减少钢材用量，且与全包裹相比，FRP用量较少，材料利用率高，另外，FRP条带重量较轻，使得钢管混凝土柱增重较小。附图说明图1为本技术所提供的钢管混凝土柱的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本技术所提供的钢管混凝土柱的另一种具体实施方式的结构示意图；图3为本技术所提供的钢管混凝土柱的一种具体实施方式的俯视图。具体实施方式本技术的核心是提供一种钢管混凝土柱，其重量轻、承载力高、延性好且FRP材料利用率高。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。请参考图1至图3，图1为本技术所提供的钢管混凝土柱的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本技术所提供的钢管混凝土柱的另一种具体实施方式的结构示意图；图3为本技术所提供的钢管混凝土柱的一种具体实施方式的俯视图。本技术具体实施方式提供的钢管混凝土柱，包括钢管1，在钢管1内填充有混凝土2，在钢管1的外壁上周向缠绕有FRP条带3，且FRP条带3沿钢管1的轴向设置有缠绕间隙。其中，FRP条带3的宽度以及缠绕间隙的大小可以根据钢管1混凝土2柱所需的承载能力来设置。利用FRP条带3间隔包裹钢管1，不仅能解决大型钢管混凝土柱必须采用厚壁钢管或高强钢管的问题，而且由于具有环箍效应，能够提高钢管混凝土柱的承载能力和抗震性能，有效避免钢管1发生屈服前屈曲，有效发挥钢管1强度，减少钢材用量，且与全包裹相比，FRP用量较少，材料利用率高，且能够保证钢管混凝土柱的轴向变形能力，因而延性更好。另外，FRP条带3重量较轻，使得钢管混凝土柱增重较小。本技术具体实施方式提供的钢管混凝土柱，FRP条带3缠绕钢管1的方式有多种，在一种具体实施方式中，可以采用整根FRP条带3，并将FRP条带3沿钢管1的轴向以一定角度螺旋式等间隔缠绕，具体可以顺时针缠绕，也可以逆时针缠绕，FRP条带3等间隔缠绕能够对钢管1形成均匀的约束力。其中，FRP条带3螺旋缠绕的螺旋角的大小可以在5°至30°(包括端点值)的范围内调整，螺旋角的具体大小可以根据FRP条带3的宽度、钢管1的直径来选择，只要保证钢管混凝土柱的承载能力满足使用需求即可。在另一种具体实施方式中，也可以设置多个FRP条带3，每个FRP条带3均沿钢管1的周向水平缠绕成环形，且各FRP条带3沿钢管1的轴向可以等间隔设置。当然，也可以根据钢管混凝土柱实际受力情况来改变FRP条带3的缠绕方式和间距，本申请对此不作具体限制。在上述各具体实施方式的基础上，本技术具体实施方式提供的钢管混凝土柱，FRP条带3的纤维方向优选与FRP条带3的长度方向保持一致，这样在将FRP条带3缠绕在钢管1上时，FRP条带3的纤维方向沿钢管1的环向，当钢管1竖直放置时，FRP条带3的纤维方向为水平方向或接近水平方向，可以增加钢管混凝土柱水平方向的约束力。进一步地，为保证钢管混凝土柱的使用寿命，钢管1的外表面可以做常规防腐处理，在钢管1外表面形成防腐层。进一步地，本技术具体实施方式提供的钢管混凝土柱，FRP条带3可以通过粘接剂粘在钢管1的外壁上，具体地，可以将粘接剂均匀涂抹于FRP条带3上，使FRP条带3完全浸润后再挤压缠绕在钢管1上，固定可靠，且制作简单方便。在上述各具体实施方式的基础上，本技术具体实施方式提供的钢管混凝土柱，FRP条带3的纤维材质可以为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维和大应变PET/PEN纤维中的一种或者两种以上的混杂纤维组成，FRP条带3在钢管1上的缠绕层数可以根据实际工程中构件箍紧力与变形大小要求以及所选用材料的性能不同而变化，具体缠绕层数可以为10至20层。进一步地，混凝土2可以选用普通混凝土、高强混凝土、超高强混凝土、轻骨料混凝土、再生骨料混凝土、地聚物胶凝材料混凝土以及自密实混凝土等，均在本技术的保护范围之内。另外，在混凝土2中还可以添加有膨胀剂，以避免混凝土2在使用过程中出现较大收缩而造成钢管1与混凝土2之间存在空洞，保证钢管混凝土柱的整体承载能力。进一步地，钢管混凝土柱的钢管1可以选用普通强度结构用钢管或高强度结构用钢管，根据材质可以选用碳素钢管、合金钢管或不锈钢钢管等，钢管1的具体尺寸可以根据承载力及承载要求进行计算和设计。另外，根据实际使用需求，可以选用圆钢管，也可以选用椭圆形钢管、方形钢管或矩形钢管等，均在本技术的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢管混凝土柱，包括钢管，所述钢管内填充有混凝土，其特征在于，在所述钢管的外壁上周向缠绕有FRP条带，所述FRP条带沿所述钢管的轴向设置有缠绕间隙。

【技术特征摘要】
1.一种钢管混凝土柱，包括钢管，所述钢管内填充有混凝土，其特征在于，在所述钢管的外壁上周向缠绕有FRP条带，所述FRP条带沿所述钢管的轴向设置有缠绕间隙。2.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱，其特征在于，所述FRP条带沿所述钢管的轴向螺旋式等间隔缠绕。3.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱，其特征在于，所述FRP条带螺旋缠绕的螺旋角的角度范围为5°-30°，包括端点值。4.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾俊杰，郑育文，刘锋，郭永昌，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44