本发明专利技术涉及一种ＦＲＰ管－混凝土－钢管组合管塔，包括由多个钢管节段连接构成的钢内管、由多个ＦＲＰ管节段连接构成的ＦＲＰ外管以及浇筑在两者之间的混凝土层；钢内管的相邻钢管节段之间通过钢管连接件进行连接，钢管连接件位于钢内管的外表面；ＦＲＰ外管的相邻ＦＲＰ管节段之间通过ＦＲＰ连接件进行连接，ＦＲＰ连接件位于ＦＲＰ外管的内表面；且钢管连接件和ＦＲＰ连接件均内嵌于所述混凝土层中。本发明专利技术还提供了该ＦＲＰ管－混凝土－钢管组合管塔的分节段建造方法。实施本发明专利技术及类似的塔状或柱状结构无需运输长管和大型预制混凝土部件，建造速度快，且钢管连接件和ＦＲＰ管连接件还可作为混凝土层和两管之间的剪力键以及两管的加劲肋，提高了组合管塔的结构性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种建筑物及其建造方法，更具体地说，涉及一种FRP管-混凝土 -钢 管组合管塔及其分节段建造方法。
技术介绍
FRP (fiber-reinforced polymer,纤维增强复合材料)管-混凝土 -钢管组合柱 是由香港理工大学滕锦光教授专利技术的新型结构构件。该组合柱由FRP外管，钢内管，以及两 者之间填充的混凝土组成；混凝土内可配或不配钢筋。FRP外管中纤维的方向可根据结构 需要进行设计，在多数应用中纤维主要布置在管环向或接近环向；钢内管同时具有的水平 和垂直方向的刚度和承载力。FRP外管和钢内管可以都是圆形、矩形或其它形状，也可以彼此具有不同的形状， 如一个是圆形而另一个是方形。如有必要，两管均可适当配置加劲肋或剪力键来确保其与 内填混凝土共同工作。香港理工大学对该组合柱进行了系统的研究；研究结果表明，得益于 其中三种材料的协同互补和共同工作，该组合柱具有优越的结构性能。组合柱中，混凝土为 FRP外管和钢内管所有效约束，而钢内管的局部失稳则为其周围的混凝土所有效抑制或延 迟，从而使得该组合柱在各种荷载条件下都具有很好的延性。现有的研究表明，该组合柱十分适用于大型管塔及类似的管状和柱状结构。然而， 为推广其应用，亟需专利技术一种新的建造方法，以快速、便利地进行施工、建造。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有管塔建造不方便的缺陷，提供一种新型 FRP管-混凝土 -钢管组合构件以用作管塔及类似的管状和柱状结构，并提供其分节段建造 方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是通过分节段的建造方法，将体积相 对较小的多节FRP管和钢管(以下称FRP管节段和钢管节段)分别连接起来，形成完整的 钢内管和FRP外管，并在两者之间分段浇筑混凝土 ；相邻FRP管节段之间以及相邻钢管节段 之间的连接件均内嵌于混凝土层中。本专利技术提供了一种FRP管-混凝土 -钢管组合管塔，包括由多个钢管节段连接构 成的钢内管、由多个FRP管节段连接构成的FRP外管以及浇筑在两者之间的混凝土层；其 中，所述钢内管的相邻钢管节段之间通过钢管连接件进行连接，所述钢管连接件位于 所述钢内管的外表面；所述FRP外管的相邻FRP管节段之间通过FRP连接件进行连接，所述FRP连接件 位于所述FRP外管的内表面；且所述钢管连接件和所述FRP连接件均内嵌于所述混凝土层中。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔中，所述钢内管的相邻钢管节段之间采用传统的焊接方法进行连接。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔中，所述钢管连接件包括分别焊 接在下方钢管节段上端面和上方钢节段管下端面的一对钢法兰、以及将所述钢法兰拴接在 一起的钢螺栓。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔中，在采用所述钢管连接件连接 的同时，所述钢内管的相邻钢管节段之间的接缝在内壁一侧采用焊接方法进行紧密连接。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔中，所述FRP连接件包括分别设 置在下方FRP管节段上端的第一 FRP型材和上方FRP管节段下端的第二 FRP型材，以及将 所述第一 FRP型材和所述第二 FRP型材固定在一起的销钉；其中所述第一 FRP型材至少部 分表面与所述下方FRP管节段的内表面通过第一胶水层粘结连接，所述第二 FRP型材至少 部分表面与所述上方FRP管节段的内表面通过第二胶水层粘结连接。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔中，所述FRP连接件包括第三FRP 型材，所述第三FRP型材至少具有用于与下方FRP管节段上端内表面连接的第一接触面、以 及用于与上方FRP管节段下端内表面连接的第二接触面；所述第一接触面与所述第二接触 面处于同一个曲面上。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔中，所述第三FRP型材还设有位 于位于上端的第三接触面；所述FRP连接件还包括位于所述第三FRP型材上方的第四FRP 型材；所述第四FRP型材设有位于下端的第一接触面，以及与所述上方FRP管节段内表面连 接的第二接触面。其中，所述第四FRP型材的第一接触面与其下方第三FRP型材的第三接 触面之间通过垫片接触并调节施工误差。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔中，所述第三FRP型材的第一接 触面与所述下方FRP管节段通过第三胶水层粘结连接，所述第三FRP型材的第二接触面与 所述上方FRP管节段通过第四胶水层粘结连接，所述第四FRP型材的第二接触面与所述上 方FRP管节段通过第五胶水层粘结连接。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔中，所述混凝土层内设有钢筋。本专利技术还提供了一种FRP管-混凝土 -钢管组合管塔的分节段建造方法，包括以 下步骤1)将最下方的钢管节段安装到基础上；2)将最下方的FRP管节段安装到基础上；3)在已安装的钢管节段和FRP管节段之间浇筑混凝土，浇筑的高度略微低于已安 装的钢管节段和FRP管节段顶部的高度，从而为安装下一个钢管节段和FRP管节段保留空 间；4)在已安装的钢管节段上通过采用钢管连接件安装下一个钢管，且使所述钢管连 接件位于所述钢管节段的外表面；5)在已安装的FRP管节段上通过采用FRP连接件安装下一个FRP管节段，且使所 述FRP连接件位于所述FRP管节段的内表面；6)重复步骤幻至幻，直到最上方的钢管节段和最上方的FRP管节段安装好；7)在最上方的钢管节段和最上方的FRP管节段之间浇筑混凝土。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔的分节段建造方法中，所述步骤4)中所述钢内管的相邻钢管节段之间采用传统的焊接方法进行连接。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔的分节段建造方法中，所述步骤 4)进一步包括在已安装的钢管节段的上端面焊接钢法兰，在需要安装的钢管节段的下端 面焊接钢法兰，在钢管节段的外部通过钢螺栓将所述钢法兰拴接在一起，从而将所述需要 安装的钢管节段安装到已安装的钢管节段上。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔的分节段建造方法中，所述步骤4)进一步包括在采用所述钢管连接件连接的同时，对所述钢内管的相邻钢管节段之间的 接缝在内壁一侧进行焊接实现紧密连接。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔的分节段建造方法中，所述步骤5)进一步包括在已安装的FRP管节段的上端内表面上通过设置第一胶水层粘结连接第一 FRP型材，在需要安装的FRP管节段的下端内表面上通过设置第二胶水层粘结连接第二 FRP 型材，通过销钉将所述第一 FRP型材和第二 FRP型材连接在一起，从而将所述需要安装的 FRP管节段安装在已安装的FRP管节段上。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔的分节段建造方法中，所述步骤 5)进一步包括在已安装的FRP管节段的上端内表面上通过设置第三胶水层粘结连接第三 FRP型材，将所述第三FRP型材与所述需要安装的FRP管节段的内表面通过设置第四胶水层 粘结连接，从而将需要安装的FRP管节段安装在已安装的FRP管节段上。在本专利技术所述的FRP管-混凝土 -钢管组合管塔的分节段建造方法中，所述步骤 5)进一步包括在所述需要安装的FRP管节段内表面通过设置第五胶水层粘接连接第四 FRP型材，所述第四FRP型材设有位于下端的第一接触面，将所述第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＦＲＰ管－混凝土－钢管组合管塔，其特征在于，包括由多个钢管节段连接构成的钢内管（１０）、由多个ＦＲＰ管节段连接构成的ＦＲＰ外管（２０）以及浇筑在两者之间的混凝土层（３０）；其中， 所述钢内管（１０）的相邻钢管节段（１１、１２）之间通过钢管连接件（１３）进行连接，所述钢管连接件（１３）位于所述钢内管（１０）的外表面； 所述ＦＲＰ外管（２０）的相邻ＦＲＰ管节段（２１、２２）之间通过ＦＲＰ连接件（２３）进行连接，所述ＦＲＰ连接件（２３）位于所述ＦＲＰ外管（２０）的内表面；且所述钢管连接件（１３）和所述ＦＲＰ连接件（２３）均内嵌于所述混凝土层（３０）中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：滕锦光，余涛，林力，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：HK
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