一种PVCFRP管型钢混凝土组合柱的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110360880.X

申请日:

2011.11.15

公开号:

CN102392510A

公开日:

2012.03.28

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):E04C 3/34申请公布日:20120328|||实质审查的生效IPC(主分类):E04C 3/34申请日:20111115|||公开

IPC分类号:

E04C3/34; E04G21/02

主分类号:

E04C3/34

申请人:

安徽工业大学

发明人:

于峰; 牛荻涛; 武萍

地址:

243002 安徽省马鞍山市湖东中路59号

优先权:

专利代理机构:

马鞍山市金桥专利代理有限公司 34111

代理人:

周宗如

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内容摘要

本发明提供了一种PVC-FRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,属于土木工程技术领域,主要应用在土建工程领域中的柱结构。该组合柱主要由FRP布、PVC管、型钢以及内部核心混凝土组成。PVC-FRP管对内部核心混凝土的约束作用,可以显著提高混凝土的承载力和延性;配置的型钢大大提高了组合柱的承载力和延性。本发明方法所制备的组合柱具有承载力高、延性和耐久性好、施工方便、质量轻等优点。

权利要求书

1: 一种 PVC-FRP 管型钢混凝土组合柱的制备方法, 其特征在于该制备方法具体步骤如 下: (1) 选择合适直径的 PVC 管, 并对 PVC 管表面进行处理 ; (2) 在所述 PVC 管的表面预涂底层胶 ; (3) 将 FRP 布浸透环氧树脂, 按照一定的环箍间距在所述 PVC 管表面缠绕 FRP 布制成 PVC-FRP 管 ; (4) 在所述 PVC-FRP 管内配置型钢和钢筋 ; (5) 在所述 PVC-FRP 管内浇筑混凝土, 制成 PVC - FRP 型钢混凝土组合柱。

说明书


一种 PVC-FRP 管型钢混凝土组合柱的制备方法

    技术领域 本发明属于土木工程技术领域, 具体涉及一种 PVC-FRP 管型钢混凝土组合柱的制 备方法, 该组合柱适用于桥梁、 海洋平台、 工业厂房、 以及高层建筑中的柱结构。
     背景技术 21 世纪的中国各类工程建设, 从高层建筑到大跨结构, 从现代桥梁到地下工程, 不 仅规模宏伟、 投资力度巨大, 而且建设势头迅猛、 关键技术越来越复杂。确保这些工程结构 的先进性、 安全性和耐久性, 无疑是我国结构工程科技工作者的基本使命和首要任务。因 此, 结构工程的发展对结构体系的创新提出了迫切的需求。
     钢筋混凝土结构是最常见的结构形式之一, 主要存在以下缺点 : 结构自重大 ; 结 构截面尺寸大 ; 施工不方便, 需要支模、 拆模等工序 ; 承载力低 ; 耐久性能差。钢管混凝土结 构是组合结构的主要形式之一, 主要通过钢管对混凝土的约束作用提高其承载力和延性, 主要存在以下缺点 : 钢管易锈蚀 ; 后期维修和加固费用大 ; 介电性能差, 易导致混凝土开 裂; 受电磁波影响较大。
     工程实践表明, FRP 能够适应现代工程结构向大跨、 高耸、 重载、 高强和轻质发展以 及承受恶劣条件的需要, 符合现代施工技术的工业化要求。因而正被越来越广泛地应用于 桥梁、 各类民用建筑、 海洋和近海、 地下工程等结构中。有两种新的 FRP 方法在新型结构体 系中得到应用 : FRP 管混凝土结构和 FRP 筋混凝土结构。FRP 管混凝土结构存在以下缺点 : FRP 管造价高 ; 性能不稳定 (包括长期的耐久性和维修) ; 在工程结构中应用较少。而 FRP 箍 筋混凝土结构存在以下缺点 : 承载力提高效果差 ; 延性较差 ; 混凝土受力不均匀。
     发明内容
     本发明针对现有组合柱中存在的技术问题, 提供一种 PVC-FRP 管型钢混凝土组合 柱的制备方法, 该制备方法具体步骤如下 : (1) 选择合适直径的 PVC 管, 并对 PVC 管表面进行处理 ; (2) 在 PVC 管的表面预涂底层胶 ; (3)将 FRP 布 浸 透 环 氧 树 脂, 按 照 一 定 的 环 箍 间 距 在 PVC 管 表 面 缠 绕 FRP 布 制 成 PVC-FRP 管 ; (4) 在 PVC-FRP 管内配置型钢和钢筋 ; (5) 在 PVC-FRP 管内浇筑混凝土, 制成 PVC - FRP 型钢混凝土组合柱。
     本发明具有以下优点 : (1) FRP 材料的利用率高, 节约材料 ; (2) 承载力高, 截面尺寸小, 质量轻, 耐久性能好 ; (3) PVC-FRP 管可充当模板, 省去了支模、 拆模等工序, 缩短施工周期 ; (4) 介电性性能好, 受电磁波影响很小 ; (5) 结构整体性能好。本发明所制备的组合柱具有承载力高、 延性和耐久性好、 施工方便、 质量轻等优 点, 具有广阔的应用前景和发展空间。这种新的结构形式将为新型结构体系创新和现代结 构向高强、 质轻、 安全、 耐久性好等方面发展奠定基础。 附图说明
     图为 PVC-FRP 管型钢混凝土组合柱的示意图。
     图中 : 1— PVC 管 ; 2— FRP 布 ; 3—型钢 ; 4—纵筋 ; 5—箍筋 ; 6—混凝土。 具体实施方式
     (1) 根据承载力的要求, 选择合适截面尺寸的 PVC 管 1(PVC 管内压达到 1Mpa 以 上) , 对 PVC 管 1 表面进行清洗, 除去表面的灰尘和杂物, 并使表面充分干燥。
     (2) 把粘结剂和固化剂按一定比例准确称量后放入容器内, 用搅拌器搅拌均匀, 形 成环氧树脂 (粘结剂 : 固化剂 =3 : 1) 。用滚筒均匀地将其刷于 PVC 管表面, 然后才能进行下 道工序的施工。
     (3) 将 FRP 材料充分浸透环氧树脂, 根据承载力设计的 FRP 环箍间距和条带宽度缠 绕 FRP 布 2, 缠绕过程中不断挤压, 以保证 FRP 布 2 和 PVC 管 1 之间结合紧密, 缠绕过程中不 允许产生气泡 ; 整个缠绕过程重复进行, 直到达到所需要的纤维层数 (缠绕层数根据承载力 确定) ; FRP 布缠好后, 为增强 FRP 布 2 和 PVC 管 1 的整体性, 在最外层 FRP 布缠完后, 刷一 遍环氧树脂 ; PVC - FRP 管在室温下养护一段时间, 直到环氧树脂硬化, 形成 PVC - FRP 管。 (4) 根据承载力要求, 参照我国相关的设计规范确定所需要配置型钢 3 的种类和 截面尺寸, 以及所需纵筋 4 和箍筋 5 的用量, 并绑扎钢筋笼。
     (5) 在 PVC - FRP 管内, 对型钢 3 进行定位, 保证 PVC-FRP 管、 型钢 3 和钢筋笼的重 心重合 ; 在 PVC-FRP 管浇筑混凝土 6, 养护至规定时间, 形成 PVC-FRP 管型钢混凝土组合柱。
    

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1、10申请公布号CN102392510A43申请公布日20120328CN102392510ACN102392510A21申请号201110360880X22申请日20111115E04C3/34200601E04G21/0220060171申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市湖东中路59号72发明人于峰牛荻涛武萍74专利代理机构马鞍山市金桥专利代理有限公司34111代理人周宗如54发明名称一种PVCFRP管型钢混凝土组合柱的制备方法57摘要本发明提供了一种PVCFRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,属于土木工程技术领域,主要应用在土建工程领域中的柱结构。该组合柱主要由FRP布、PVC。

2、管、型钢以及内部核心混凝土组成。PVCFRP管对内部核心混凝土的约束作用,可以显著提高混凝土的承载力和延性;配置的型钢大大提高了组合柱的承载力和延性。本发明方法所制备的组合柱具有承载力高、延性和耐久性好、施工方便、质量轻等优点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN102392518A1/1页21一种PVCFRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,其特征在于该制备方法具体步骤如下(1)选择合适直径的PVC管,并对PVC管表面进行处理;(2)在所述PVC管的表面预涂底层胶;(3)将FRP布浸透环氧树脂,按照一定的环箍间距在所述PVC管表面缠绕。

3、FRP布制成PVCFRP管;(4)在所述PVCFRP管内配置型钢和钢筋;(5)在所述PVCFRP管内浇筑混凝土,制成PVCFRP型钢混凝土组合柱。权利要求书CN102392510ACN102392518A1/2页3一种PVCFRP管型钢混凝土组合柱的制备方法技术领域0001本发明属于土木工程技术领域,具体涉及一种PVCFRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,该组合柱适用于桥梁、海洋平台、工业厂房、以及高层建筑中的柱结构。背景技术000221世纪的中国各类工程建设,从高层建筑到大跨结构,从现代桥梁到地下工程,不仅规模宏伟、投资力度巨大,而且建设势头迅猛、关键技术越来越复杂。确保这些工程结构的先进性、。

4、安全性和耐久性,无疑是我国结构工程科技工作者的基本使命和首要任务。因此,结构工程的发展对结构体系的创新提出了迫切的需求。0003钢筋混凝土结构是最常见的结构形式之一,主要存在以下缺点结构自重大;结构截面尺寸大;施工不方便,需要支模、拆模等工序;承载力低;耐久性能差。钢管混凝土结构是组合结构的主要形式之一,主要通过钢管对混凝土的约束作用提高其承载力和延性,主要存在以下缺点钢管易锈蚀;后期维修和加固费用大;介电性能差,易导致混凝土开裂;受电磁波影响较大。0004工程实践表明,FRP能够适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展以及承受恶劣条件的需要,符合现代施工技术的工业化要求。因而正被越。

5、来越广泛地应用于桥梁、各类民用建筑、海洋和近海、地下工程等结构中。有两种新的FRP方法在新型结构体系中得到应用FRP管混凝土结构和FRP筋混凝土结构。FRP管混凝土结构存在以下缺点FRP管造价高;性能不稳定(包括长期的耐久性和维修);在工程结构中应用较少。而FRP箍筋混凝土结构存在以下缺点承载力提高效果差;延性较差;混凝土受力不均匀。发明内容0005本发明针对现有组合柱中存在的技术问题,提供一种PVCFRP管型钢混凝土组合柱的制备方法,该制备方法具体步骤如下(1)选择合适直径的PVC管,并对PVC管表面进行处理;(2)在PVC管的表面预涂底层胶;(3)将FRP布浸透环氧树脂,按照一定的环箍间距。

6、在PVC管表面缠绕FRP布制成PVCFRP管;(4)在PVCFRP管内配置型钢和钢筋;(5)在PVCFRP管内浇筑混凝土,制成PVCFRP型钢混凝土组合柱。0006本发明具有以下优点(1)FRP材料的利用率高,节约材料;(2)承载力高,截面尺寸小,质量轻,耐久性能好;(3)PVCFRP管可充当模板,省去了支模、拆模等工序,缩短施工周期;(4)介电性性能好,受电磁波影响很小;(5)结构整体性能好。说明书CN102392510ACN102392518A2/2页40007本发明所制备的组合柱具有承载力高、延性和耐久性好、施工方便、质量轻等优点,具有广阔的应用前景和发展空间。这种新的结构形式将为新型结。

7、构体系创新和现代结构向高强、质轻、安全、耐久性好等方面发展奠定基础。附图说明0008图为PVCFRP管型钢混凝土组合柱的示意图。0009图中1PVC管;2FRP布;3型钢;4纵筋;5箍筋;6混凝土。具体实施方式0010(1)根据承载力的要求,选择合适截面尺寸的PVC管1(PVC管内压达到1MPA以上),对PVC管1表面进行清洗,除去表面的灰尘和杂物,并使表面充分干燥。0011(2)把粘结剂和固化剂按一定比例准确称量后放入容器内,用搅拌器搅拌均匀,形成环氧树脂(粘结剂固化剂31)。用滚筒均匀地将其刷于PVC管表面,然后才能进行下道工序的施工。0012(3)将FRP材料充分浸透环氧树脂,根据承载力。

8、设计的FRP环箍间距和条带宽度缠绕FRP布2,缠绕过程中不断挤压,以保证FRP布2和PVC管1之间结合紧密,缠绕过程中不允许产生气泡;整个缠绕过程重复进行,直到达到所需要的纤维层数(缠绕层数根据承载力确定);FRP布缠好后,为增强FRP布2和PVC管1的整体性,在最外层FRP布缠完后,刷一遍环氧树脂;PVCFRP管在室温下养护一段时间,直到环氧树脂硬化,形成PVCFRP管。0013(4)根据承载力要求,参照我国相关的设计规范确定所需要配置型钢3的种类和截面尺寸,以及所需纵筋4和箍筋5的用量,并绑扎钢筋笼。0014(5)在PVCFRP管内,对型钢3进行定位,保证PVCFRP管、型钢3和钢筋笼的重心重合;在PVCFRP管浇筑混凝土6,养护至规定时间,形成PVCFRP管型钢混凝土组合柱。说明书CN102392510ACN102392518A1/1页5图1说明书附图CN102392510A。

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