一种预制多管约束混凝土双壁空心柱、建造工艺和柱管塔制造技术

本发明专利技术公开一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，包括钢外管、FRP内管和环形区FRP管体以及填充的砂浆层，环形区FRP管体包括小直径FRP管以及填充其内的自密实混凝土，环形区FRP管体关于FRP内管中心周向均匀分布。本发明专利技术还提出一种预制多管约束混凝土双壁空心柱的建造工艺以及柱管塔，柱管塔包括多个上下依次相连的预制多管约束混凝土双壁空心柱节段，并且相邻的钢外管端部通过下L型固定块和上L型固定块以螺栓紧固相连。本发明专利技术技术方案的多管约束混凝土双壁空心柱具有延性好、极限承载能力强等优点，适用于圆形、方形等多种截面的混凝土柱使用要求，可采用预制装配式方法进行建造柱管塔，使得施工便捷，减少现场湿作业工程量，大大缩短施工周期。 1

【技术实现步骤摘要】
一种预制多管约束混凝土双壁空心柱、建造工艺和柱管塔
本专利技术涉及建筑结构
，特别涉及一种预制多管约束混凝土双壁空心柱、建造工艺和柱管塔。
技术介绍
纤维增强复合材料(FRP)具有轻质、高强等优越特性而被广泛应用于结构工程
优化配置FRP、混凝土、钢材等不同特性的建筑材料中，充分发挥各自材料组分优势，组合成新型高性能结构，能够满足人民对于工程结构极限承载力和抗震能力日益提高的需求，并且在近年来已经成为研究人员和工程师的关注热点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，本专利技术还提出一种生产预制多管约束混凝土双壁空心柱的建造工艺以及柱管塔，旨在提高混凝土柱的延性好、极限承载能力以及提高混凝土柱塔的建造效率。为实现上述目的，本专利技术提出的一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，包括钢外管，与所述钢外管同轴设置的FRP内管，所述钢外管内壁面与所述FRP内管外壁面之间灌注有砂浆层，所述砂浆层内部周向均匀设有若干个由小直径FRP管及填充于所述小直径FRP管内部的自密实混凝土组成的环形区FRP管体。优选地，所述FRP内管和所述小直径FRP管可采用往复式纤维缠绕工艺、连续式纤维缠绕工艺制成。优选地，所述FRP内管和所述小直径FRP管的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶；所述FRP内管和所述小直径FRP管的基体材质为不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂。优选地，所述钢外管的径向横截面外周轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；所述FRP内管的径向横截面外周轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；所述小直径FRP管径向横截面外形为圆形、椭圆形。本专利技术还提出一种生产所述预制多管约束混凝土双壁空心柱的建造工艺，包括以下步骤：步骤S1：将所述自密实混凝土灌注于所述小直径FRP管内形成所述环形区FRP管体并进行养护；步骤S2：通过底模板将所述钢外管、所述FRP内管以及所述环形区FRP管体进行提前固定，其中所述FRP内管沿所述钢外管中心轴向设置，所述环形区FRP管体周向均匀设置于所述钢外管与所述FRP内管之间的空间；步骤S3：在所述钢外管、所述FRP内管以及所述环形区FRP管体之间注入所述砂浆层，然后采用蒸汽法、养生液法、满水法、自然养护或加膜养护等方式将混凝土养护至达到预期强度。本专利技术还提出一种使用所述预制多管约束混凝土双壁空心柱的柱管塔，所述柱管塔包括若干段依次相连的所述预制多管约束混凝土双壁空心柱，上下相邻的所述钢外管、所述FRP内管以及所述小直径FRP管分别对齐。优选地，上下相邻的所述钢外管端部之间通过焊接相连。优选地，上下相邻的所述钢外管外周面端部分别设有若干组相互对应的下L型固定块和上L型固定块，所述下L型固定块和所述上L型固定块之间通过螺栓固定相连。本专利技术技术方案相对于现有技术具有以下优点：本专利技术技术方案中，预制多管约束混凝土双壁空心柱主要由钢管-砂浆层-FRP内管以及若干个设置于砂浆层内的环形区FRP管体组成，预制多管约束混凝土双壁空心柱相对现有技术能够提高方形或矩形截面的传统双壁空心柱极限承载能力和延性。预制多管约束混凝土双壁空心柱承受轴压时，砂浆层及小直径FRP管内部自密实混凝土发生膨胀，从而受到除钢外管、FRP内管约束外，还受到小直径FRP管的约束，从而使预制多管约束混凝土双壁空心柱的极限承载能力和延性得到很大提高。与此同时，本专利技术技术方案中，预制多管约束混凝土双壁空心柱的内部为空心结构，这样可以降低构件自身重量，使得构件呈现出轻质高强的特性。另外，本专利技术技术方案中提出的柱管塔由多段预制多管约束混凝土双壁空心柱上下依次相连组成，并且预制多管约束混凝土双壁空心柱为预制工厂化批量制造而成，这样使得混凝土柱不受现场浇筑混凝土所限制，并且施工工地环保、现场用工较少，建造速度较快，施工方便，可提高生产速度且缩短施工工期。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术预制多管约束混凝土双壁空心柱实施例1的横截面图；图2为本专利技术预制多管约束混凝土双壁空心柱实施例2的横截面图；图3为本专利技术柱管塔的轴向截面图；图4为图3中A处的局部放大图。附图标号说明：标号名称标号名称1钢外管3砂浆层2环形区FRP管体4FRP内管21小直径FRP管5下L型固定块22自密实混凝土6上L型固定块本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。请参见图1和图2，本专利技术提出一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，包括设置于外周面的钢外管1，钢外管1中心轴向且同轴设置有FRP内管4，钢外管1内壁面与FRP内管4外壁面之间灌注有砂浆层3，并且在砂浆层3内部轴向均匀设有若干个由小直径FRP管21以及填充于小直径FRP管21中心内部的自密实混凝土22组成的环形区FRP管体2。其中，本专利技术技术方案中，FRP内管4和小直径FRP管21可采用往复式纤维缠绕工艺、连续式纤维缠绕工艺制成。FRP内管4和小直径FRP管21的基体材质为不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂，FRP内管4和小直径FRP管21的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶。另外，钢外管1的径向横截面外周轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；FRP内管4的径向横截面外周轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；小直径FRP管21径向径向横截面外形为圆形、椭圆形。参见图1，在本专利技术实施例1中，钢外管1的径向横截面外周轮廓为圆形，FRP内管4径向横截面外周轮廓为圆形，小直径FRP管21径向横截面外周轮廓为圆形。参见图2，在本专利技术实施例2中，钢外管1的径向横截面外周轮廓为方形，FRP内管4径向横截面外周轮廓为方形，小直径FRP管21径向横截面外周轮廓为圆形。本专利技术技术方案还提出一种生产上述预制多管约束混凝土双壁空心柱的建造工艺，包括以下步骤：步骤S1：将自密实混凝土22灌注于小直径FR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，其特征在于，包括钢外管，与所述钢外管同轴

【技术特征摘要】
1.一种预制多管约束混凝土双壁空心柱，其特征在于，包括钢外管，与所述钢外管同轴设置的FRP内管，所述钢外管内壁面与所述FRP内管外壁面之间灌注有砂浆层，所述砂浆层内部周向均匀设有若干个由小直径FRP管及填充于所述小直径FRP管内部的自密实混凝土组成的环形区FRP管体。2.如权利要求1所述的预制多管约束混凝土双壁空心柱，其特征在于，所述FRP内管和所述小直径FRP管可采用往复式纤维缠绕工艺、连续式纤维缠绕工艺制成。3.如权利要求1所述的预制多管约束混凝土双壁空心柱，其特征在于，所述FRP内管和所述小直径FRP管的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶；所述FRP内管和所述小直径FRP管的基体材质为不饱和聚酯、环氧树脂或酚醛树脂。4.如权利要求1所述的预制多管约束混凝土双壁空心柱，其特征在于，所述钢外管的径向横截面外周轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；所述FRP内管的径向横截面外周轮廓为圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形；所述小直径FRP管径向横截面外形为圆形、椭圆形。5.一种生产如权利要求1至4任一所述预制多管约束混凝土双壁空心柱的建造工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈焕弟，李丽娟，付兵，刘锋，文泽国，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44