碳纖維復(fù)合鋼管混凝土柱及其建造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及土建工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種碳纖維復(fù)合鋼管混凝土柱及其建造 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的鋼管混凝土柱有效地利用了鋼管和混凝土兩者之間的相互約束而產(chǎn)生的 增強作用，具有承重能力高、延性好、抗爆抗沖擊性能優(yōu)良等特點。但由于鋼管和混凝土同 時受壓，在強震作用下鋼管受壓會造成鋼管壓屈而無法有效約束混凝土，因此無法發(fā)揮鋼 材的全部能力。且節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜，施工困難，節(jié)點耗材，成本高成為困擾工程應(yīng)用的主要問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，本發(fā)明在于提供一種碳纖維復(fù)合鋼管混凝土柱及其建造方法，其能克服 現(xiàn)有技術(shù)的不足，其解決了鋼管受壓屈曲時無法有效約束混凝土的問題，提高了混凝土柱 的強度和抗變形能力。
[0004] 其技術(shù)方案如下：
[0005] -種碳纖維復(fù)合鋼管混凝土柱，包括混凝土柱本體，在所述混凝土柱本體端部包 覆有碳纖維布形成碳纖維布約束區(qū)，在所述混凝土柱本體的外部還包覆有鋼管形成鋼管約 束區(qū)，所述碳纖維布約束區(qū)與所述鋼管約束區(qū)相鄰。
[0006] 下面對進一步技術(shù)方案進行說明：
[0007] 進一步的，在所述碳纖維布約束區(qū)內(nèi)設(shè)有縱筋，并在所述縱筋外部設(shè)有環(huán)向箍筋， 所述環(huán)向箍筋位于所述縱筋與所述碳纖維布之間。
[0008] 進一步的，所述鋼管或所述碳纖維布的厚度t，其滿足如下公式：
【主權(quán)項】
1. 一種碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱，其特征在于，包括混凝±柱本體，在所述混凝±柱本 體端部包覆有碳纖維布形成碳纖維布約束區(qū)，在所述混凝上柱本體的外部還包覆有鋼管形 成鋼管約束區(qū)，所述碳纖維布約束區(qū)與所述鋼管約束區(qū)相鄰。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱，其特征在于，在所述碳纖維布約 束區(qū)內(nèi)設(shè)有縱筋，并在所述縱筋外部設(shè)有環(huán)向輸筋，所述環(huán)向輸筋位于所述縱筋與所述碳 纖維布之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱，其特征在于，所述鋼管或所述碳 纖維布的厚度t，其滿足如下公式：
其中；Nc--受壓承載力； fe一一素混凝上抗壓強度； fee一一約束混凝上抗壓強度； A。一一被約束混凝±的截面積； 屯"一一被約束混凝±的直徑； fy-一鋼管或碳纖維布的抗拉強度； f\ 一一鋼管或碳纖維布提供的約束力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱，其特征在于，所述碳纖維布的長 度不小于所述混凝±柱本體的橫截面周長。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱，其特征在于，所述碳纖維布的寬 度為 80-1 50mm n
6. -種如權(quán)利要求1至5任意一項所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱的建造方法，其特 征在于，該建造方法包括： (1) 在鋼管約束區(qū)W鋼管為模板，在碳纖維布約束區(qū)支模，進行誘筑形成混凝±柱本 體； (2) 對混凝±柱本體上碳纖維布約束區(qū)對應(yīng)的區(qū)域進行清理； (3) 對混凝±柱本體上碳纖維布約束區(qū)對應(yīng)的區(qū)域涂底膠、涂結(jié)構(gòu)膠，再粘貼碳纖維布 形成碳纖維布約束區(qū)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱的建造方法，其特征在于，還包括 步驟（4) 2化-4她后，在所述碳纖維布上涂環(huán)氧樹脂浸潰劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱的建造方法，其特征在于，還包 括步驟（5)對鋼管進行防誘、防火處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱的建造方法，其特征在于，所述步 驟（2)包括打磨去除混凝±表面的浮漿，直到打磨至粗骨料裸露，去浮沉，干燥。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱的建造方法，其特征在于，在步驟 (3)中，確保所述碳纖維布對混凝±柱本體提供的環(huán)向約束力/：1與所述鋼管對混凝±柱本
體提供的環(huán)向約束力/r,相等，且又1與乂，滿足如下關(guān)系式： Nc=fecAe= (fe+4fjA, (l) f 屋 (2) dew 其中；Nc--受壓承載力； fe一一素混凝上抗壓強度； fee一一約束混凝上抗壓強度； A。一一被約束混凝±的截面積； 屯"一一被約束混凝±的直徑； fy-一鋼管或碳纖維布的抗拉強度； t一一鋼管或所述碳纖維布的厚度t ; f\ 一一鋼管或碳纖維布提供的約束力。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱的建造方法，其特征在于，在步驟 (1)中還包括在所述碳纖維布約束區(qū)設(shè)置縱筋及環(huán)向輸筋，再進行誘筑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱的建造方法，其特征在于，所述底 膠的厚度為0. 〇5mm-〇. 2mm。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維復(fù)合鋼管混凝±柱的建造方法，其特征在于，所述結(jié) 構(gòu)膠的厚度為0. 2mm-0. 5mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維復(fù)合鋼管混凝土柱及其建造方法，該混凝土柱包括混凝土柱本體，在所述混凝土柱本體端部包覆有碳纖維布形成碳纖維布約束區(qū)，在所述混凝土柱本體的外部還包覆有鋼管形成鋼管約束區(qū)，所述碳纖維布約束區(qū)與所述鋼管約束區(qū)相鄰。位于混凝土柱本體端部的碳纖維布約束區(qū)對混凝土柱提供環(huán)向約束力，碳纖維布具有良好的抗拉、抗剪和抗震加固作用，但其不能受壓，阻斷了軸力傳遞到鋼管約束區(qū)，從而能夠抑制壓力對鋼管的作用?；炷林倔w部分及鋼管約束區(qū)可在澆筑時完成，再通過粘貼碳纖維布形成碳纖維布約束區(qū)能夠適應(yīng)不同的形狀，能夠適應(yīng)鋼管混凝土柱節(jié)點結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工困難等缺點。
【IPC分類】E04C3-36
【公開號】CN104594562
【申請?zhí)枴緾N201410748372
【發(fā)明人】戚永樂, 張春文, 周新顯, 彭雪平, 尹春明, 周玉
【申請人】中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月8日