【技术实现步骤摘要】
一种FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱及其受压设计方法
[0001]本专利技术属于土木工程
，特别涉及一种FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱及其受压设计方法。
技术介绍
[0002]钢筋混凝土柱在应用过程中存在结构自重大、在恶劣环境中耐久性差等问题。随着结构使用年限的增加，海洋环境和化工厂等恶劣环境中的氯离子等腐蚀性离子通过裂缝渗入构件内造成钢筋的锈蚀，降低结构的耐久性。另外对于抗震要求中的“强柱弱梁”原则，在具有良好耐久性前提下提高柱的承载力及延性也是一个亟需解决的问题。
[0003]海工混凝土建筑物必须坚固、安全、耐久和经济。然而，海工混凝土由于受到氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀、碳化作用、微生物腐蚀及干湿交替的频繁作用和风暴引起的海浪冲刷磨损等多种因素的综合作用，往往会过早地导致混凝土破坏掉，极大地缩减了结构使用寿命，耐久性问题亟需解决。
[0004]纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)筋具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳性能优良等优点被国内外学者认为可以代替钢...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱，其特征在于：包括FRP复合螺旋箍筋(1)、纵筋(2)以及混凝土(3)；其中纵筋(2)包括中部纵筋(2
‑
1)和角部纵筋(2
‑
2)；中部纵筋(2
‑
1)与FRP复合螺旋箍筋(1)绑扎、角部纵筋(2
‑
1)与方形箍筋绑扎形成筋材骨架，筋材骨架布置于混凝土(3)内；所述FRP复合螺旋箍筋(1)包括内部FRP螺旋箍筋(1
‑
1)及外部的FRP方形箍筋(1
‑
2)，且内部FRP螺旋箍筋(1
‑
1)直径和外部的FRP方形箍筋(1
‑
2)边长相等，每一圈FRP螺旋箍筋均绑扎一道FRP方形箍筋；所述FRP方形箍筋的角部还均配设有纵筋。2.根据权利要求1所述的一种FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱，其特征在于：所述FRP方形箍筋和FRP螺旋箍筋采用GFRP筋、CFRP筋、BFRP筋以及AFRP筋中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱，其特征在于：所述纵筋采用钢筋、GFRP筋、CFRP筋、BFRP筋、AFRP筋其中一种或者钢筋与FRP筋的混合筋。4.基于权利要求1至3任一项所述的一种FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱的受压设计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将该柱应用于海洋环境中，故确定所在区域环境类别及其作用等级，对不同的设计使用年限及相应的极限状态下的构件进行耐久性设计；第二步，根据设计要求，拟订整体方案和结构形式，参照已有设计和相关数据，初步确定FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱的截面尺寸；第三步，根据建筑结构的拟定建筑规模、柱所在的位置、设定的荷载特征，计算设计使用年限及极限状态下柱的控制截面的最大设计承载力；第四步，根据初步拟定的截面尺寸、极限状态下的最大设计承载力及规范中的配筋要求，初步拟定其纵筋及箍筋的配置；第五步，确定内部FRP螺旋箍筋和外部FRP方形箍筋的有效侧向约束应力；第六步，制定复合螺旋箍筋约束模型，计算FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱的极限承载力。5.根据权利要求4所述的一种FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱的受压设计方法，其特征在于：第五步中，FRP螺旋箍筋的有效侧向约束应力，其计算公式如下：式中f
fb
取螺旋箍筋的弯曲强度和0.004E
ft
中的较小值,E
ft
为筋材的受拉弹性模量；A
f
为螺旋箍筋的截面积；S为箍筋间距；d
s
为螺旋箍筋中线之间的直径；k
e
为有效约束系数；而FRP螺旋箍筋的有效约束系数k
e
的计算公式如下：
式中A
cc
为螺旋箍筋中线所包围的混凝土面积，不包括纵筋面积；A
e
为有效约束核心混凝土面积；S'为箍筋净距；ρ
cc
为纵筋面积与截面核心面积之比。6.根据权利要求4所述的一种FRP复合螺旋箍筋约束混凝土柱的受压设计方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张普，胡俊敏，赵军，高丹盈，刘烨，沙米姆，
申请(专利权)人：河南郑大建筑材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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