一種frp約束pvc管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱的制作方法。該方法具體步驟為：（1）沿PVC管的環(huán)向每隔一定距離開槽，將浸透環(huán)氧樹脂的FRP條帶纏繞在PVC管開槽處，養(yǎng)護一定時間形成FRP約束PVC管；（2）在FRP約束PVC管內(nèi)粘貼縱向FRP加勁肋；（3）根據(jù)構(gòu)件承載力要求，在FRP約束PVC管內(nèi)設(shè)置鋼管；（4）在FRP約束PVC管和鋼管之間澆筑混凝土，養(yǎng)護至混凝土硬化；（5）在鋼管內(nèi)部注入堿性液體水，形成FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱。該組合柱具有良好的受力性能和抗震性能，具有承載力高、延性和耐久性好、施工方便、耐火性能好等優(yōu)點。
【專利說明】—種FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱，該組合柱適用于工業(yè)與民用建筑、橋梁結(jié)構(gòu)、海洋平臺等新建結(jié)構(gòu)，也適用于加固改造工程。
【背景技術(shù)】
[0002]約束混凝土柱具有承載力高、延性好、抗震性能佳等優(yōu)點，已在土木工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，工程中常見的約束混凝土柱形式主要包括:螺旋箍筋混凝土柱、鋼管混凝土柱以及FRP管混凝土柱等。
[0003]螺旋箍筋混凝土柱缺點為:自重大、施工不方便、耐久性能差。鋼管混凝土柱缺點為:鋼管易銹蝕，耐火性能差，后期維修和加固費用大。FRP管混凝土柱缺點為:FRP管造價高，性能不穩(wěn)定(包括長期的耐久性和維修)，在工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較少。
[0004]另外，在實際工程中，螺旋箍筋混凝土柱、鋼管混凝土柱以及FRP管混凝土柱多用于軸壓構(gòu)件或偏心距較小構(gòu)件。當(dāng)偏心距較大或構(gòu)件長細比較大時，構(gòu)件承載力主要受其抗彎剛度影響，而約束混凝土柱靠近中和軸位置的部分核心混凝土對構(gòu)件抗彎剛度的貢獻較小，且此部分混凝土增加結(jié)構(gòu)自重。因此，構(gòu)件在結(jié)構(gòu)受力和綜合效益方面較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種承載力高、延性和耐久性好、施工方便、耐火性能好的FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱。
[0006]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明提供的FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱的具體制作步驟如下:
(1)沿PVC管的環(huán)向每隔一定距離開槽，將浸透環(huán)氧樹脂的FRP條帶纏繞在PVC管開槽處，養(yǎng)護一定時間形成FRP約束PVC管；
(2)在FRP約束PVC管內(nèi)粘貼縱向FRP加勁肋；
(3)根據(jù)構(gòu)件承載力要求，在FRP約束PVC管內(nèi)設(shè)置鋼管；
(4)在FRP約束PVC管和鋼管之間澆筑混凝土，養(yǎng)護至混凝土硬化；
(5)在鋼管內(nèi)部注入堿性液體水，形成FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱。
[0008]進一步的，所述步驟(I)的PVC管橫截面為圓形、矩形或方形，所述步驟(3)的鋼管橫截面為圓形、矩形或方形。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(I)FRP約束PVC管中FRP材料用量與FRP管相比較少，F(xiàn)RP材料的利用率高，受力更為合理，且FRP約束PVC管可充當(dāng)模板，施工方便。
[0010](2) PVC管表面的開槽有效增加PVC管與FRP條帶的粘結(jié)力，防止其受力過程中FRP條帶的剝離破壞；PVC管內(nèi)部增設(shè)縱向FRP加勁肋，有效提高FRP約束PVC管與混凝土的粘結(jié)力，使構(gòu)件的受力更為合理。
[0011](3)該組合柱兼具有鋼管混凝土柱和FRP管混凝土柱的優(yōu)點，組合柱內(nèi)部空心，顯著降低構(gòu)件自重，具有承載力高、抗震性能和耐久性能好等優(yōu)點。
[0012](4)該組合柱內(nèi)部空心位置注入堿性液體水，由于水的比熱較大，可在火災(zāi)時有效吸收熱量導(dǎo)熱，降低組合柱的溫度，提高組合柱的耐火極限，減少防火涂層厚度，降低工程造價。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為PVC管開槽示意圖；
圖2為圓形FRP約束PVC管-矩形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖3為圓形FRP約束PVC管-圓形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖4為圓形FRP約束PVC管-方形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖5為矩形FRP約束PVC管-矩形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖6為矩形FRP約束PVC管-圓形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖7為矩形FRP約束PVC管-方形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖8為方形FRP約束PVC管-矩形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖9為方形FRP約束PVC管-圓形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖10為方形FRP約束PVC管-方形鋼管混凝土防火組合柱示意圖；
圖中:1 一開槽；2— FRP條帶；3— FRP約束PVC管；4一FRP加勁肋；5—鋼管；6—混凝土 ;7一堿性液體水。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
[0015](I)選擇內(nèi)壓IMpa以上的PVC管，在PVC管表面沿橫向每隔一段距離開槽1，將浸透環(huán)氧樹脂的FRP條帶2纏繞在經(jīng)過凈化處理的PVC管開槽處1，PVC管開槽的深度約為其厚度的1/6?1/8，開槽寬度根據(jù)纏繞FRP條帶的寬度確定；FRP條帶的搭接長度滿足相關(guān)規(guī)范的要求，F(xiàn)RP條帶的種類、寬度和纏繞層數(shù)根據(jù)構(gòu)件承載力確定；將制作完成的FRP約束PVC管在室溫下養(yǎng)護，直到環(huán)氧樹脂硬化，形成FRP約束PVC管3。
[0016](2)為增強FRP約束PVC管與混凝土的粘結(jié)力，在FRP約束PVC管內(nèi)部沿構(gòu)件的高度方向設(shè)置縱向FRP加勁肋4。
[0017](3)根據(jù)構(gòu)件長細比、偏心距以及承載力要求，參照我國相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，選擇合適鋼管5以及鋼管相對于FRP約束PVC管的偏心距。
[0018](4)在FRP約束PVC管內(nèi)，對鋼管5進行定位；在FRP約束PVC管和鋼管之間澆筑混凝土 6，養(yǎng)護至混凝土硬化。
[0019](5)在鋼管內(nèi)部注入堿性液體水7，形成FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱。
[0020]具體實施過程中，F(xiàn)RP材料可選擇碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)、玻璃纖維增強復(fù)合材料(GFRP)、芳綸纖維增強復(fù)合材料(AFRP)、玄武巖纖維增強復(fù)合材料(BFRP)中的一種或兩種以上的混雜纖維。組合柱以圓形、矩形、方形FRP約束PVC管3與圓形、矩形、方形鋼管5之間的任意組合；如圖2所示的圓形FRP約束PVC管-矩形鋼管混凝土防火組合柱示意圖，圖3所示的圓形FRP約束PVC管-圓形鋼管混凝土防火組合柱示意圖，圖4所示的圓形FRP約束PVC管-方形鋼管混凝土防火組合柱示意圖，圖5所示的矩形FRP約束PVC管-矩形鋼管混凝土防火組合柱示意圖，圖6所示的矩形FRP約束PVC管-圓形鋼管混凝土防火組合柱示意圖，圖7所示的矩形FRP約束PVC管-方形鋼管混凝土防火組合柱示意圖，圖8所示的方形FRP約束PVC管-矩形鋼管混凝土防火組合柱示意圖，圖9所示的方形FRP約束PVC管-圓形鋼管混凝土防火組合柱示意圖，圖10所示的方形FRP約束PVC管-方形鋼管混凝土防火組合柱示意圖。
[0021]本說明書示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱的制作方法，其特征在于，該組合柱的具體制作步驟如下: a、選擇內(nèi)壓IMpa以上的PVC管，在PVC管表面沿橫向每隔一段距離開槽(I)，將浸透環(huán)氧樹脂的FRP條帶(2)纏繞在經(jīng)過凈化處理的PVC管開槽處，PVC管開槽的深度約為其厚度的1/6?1/8，將上述纏繞FRP條帶的PVC管在室溫下養(yǎng)護，直到環(huán)氧樹脂硬化，形成FRP約束PVC管(3)； b、為增強FRP約束PVC管與混凝土的粘結(jié)力，在FRP約束PVC管內(nèi)部沿構(gòu)件的高度方向設(shè)置縱向FRP加勁肋(4)； C、根據(jù)構(gòu)件長細比、偏心距以及承載力要求，參照我國相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，選擇鋼管(5)及其相對于FRP約束PVC管(3)的偏心距； d、在FRP約束PVC管(3)內(nèi)，對鋼管(5)進行定位；在FRP約束PVC管(3)和鋼管(5)之間澆筑混凝土(6)，養(yǎng)護至混凝土硬化； e、在鋼管(5)內(nèi)部注入堿性液體水(7)，形成FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱。
2.如權(quán)利要求1所述的一種FRP約束PVC管-鋼管內(nèi)填混凝土防火組合柱的制作方法，其特征在于，所述步驟a選擇的PVC管橫截面為圓形、矩形或方形，所述步驟c選擇的鋼管橫截面為圓形、矩形或方形。
【文檔編號】E04C3/34GK103526880SQ201310543282
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】于峰, 武萍 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)