超高性能组合柱及其制造方法.pdf

本发明公开了一种超高性能组合柱，高强混凝土内芯外围包裹有内钢管，内钢管外围包裹有工程水泥基复合材料层，工程水泥基复合材料层外围包裹有FRP管。本发明还公开制造超高性能组合柱的方法，包括以下步骤：A、固定包含内钢管和FRP管在内的超高性能组合柱浇注模板；B、向内钢管中注入高强混凝土，向内钢管和FRP管之间注入工程水泥基复合材料；C、凝固后形成高强混凝土内芯和工程水泥基复合材料层。该组合柱以内钢管为骨架，由高强混凝土内芯和工程水泥基复合材料层构成强度极高的主体，再由FRP管提供弹性约束，使柱体具备超强的抗弯、抗剪、抗压强和抗拉强度，可省去绑扎钢筋的工作，且在采用具有延性的FRP管弹性约束具有同样有延性的工程水泥基复合材料层，使柱体表面的力学性能更好，更加不易出现裂缝。

1.一种超高性能组合柱，其特征是：包括高强混凝土内芯，高强混凝土内芯外围包裹有内钢管，内钢管外围包裹有工程水泥基复合材料层，工程水泥基复合材料层外围包裹有FRP管。 2.根据权利要求1所述的超高性能组合柱，其特征是：所述工程水泥基复合材料层包含水泥、砂和/或矿物摻合料、水、钢纤维和PVA纤维。 3.根据权利要求1或2所述的超高性能组合柱，其特征是：所述钢纤维长度大于6毫米、直径大于0.12毫米。 4.根据权利要求1或2所述的超高性能组合柱，其特征是：所述PVA纤维的长度大于6毫米。 5.一种制造权利要求1或2所述超高性能组合柱的方法，其特征是：包括以下步骤：A、固定包含内钢管和FRP管在内的超高性能组合柱浇注模板；B、向内钢管中注入高强混凝土，向内钢管和FRP管之间注入工程水泥基复合材料；C、待凝固后形成高强混凝土内芯和工程水泥基复合材料层。

超高性能组合柱及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种超高性能组合柱。本发明还提供了制造上述超高性能组合柱的方法。

背景技术

传统柱体一般采用普通的钢筋砼柱，柱子的承载力相对较低、延性差、脆性大，在发生强烈地震时，由于箍筋的约束力不够而导致桥梁和高层建筑结构柱产生破坏，建筑物或结构物倒塌，抗震能力不足。为了改进上述不足，本发明采用双层箍筋约束高强混凝土的方法，提高柱体的各项性能，为高架桥梁和高层建筑柱体提供技术支持。

发明内容

鉴于背景技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种抗弯、抗压、抗拉、抗震和抗剪性能超强的超高性能组合柱。

本发明是采取如下技术方案来完成的：超高性能组合柱，包括高强混凝土内芯，高强混凝土内芯外围包裹有内钢管，内钢管外围包裹有工程水泥基复合材料层，工程水泥基复合材料层外围包裹有FRP管。

本发明提供的制造上述超高性能组合柱的方法，包括以下步骤：A、固定包含内钢管和FRP管在内的超高性能组合柱浇注模板；B、向内钢管中注入高强混凝土，向内钢管和FRP管之间注入工程水泥基复合材料；C、待凝固后形成高强混凝土内芯和工程水泥基复合材料层。

本发明提供的超高性能组合柱及其制造方法具有以下技术效果：1、能够替代传统钢筋，并可使组合柱的整体抗弯、抗剪、抗压、抗拉和抗震性能得到增强；2、省去绑扎钢筋的工作，可节省人工成本和缩短工期；3、采用FRP管和水泥基复合材料双重约束混凝土内芯后，由于外层的水泥基复合材料加入钢纤维和PVA纤维后抗拉性能增强且具有一定的延性，并且FRP管同样具有延性，在FRP管对其内层材料再一次进行约束后，可使柱体表面不易出现裂缝，可进一步提高结构的耐久性和使用寿命。4、内钢管能够兼具混凝土内芯模具和骨架两种作用，使混凝土内芯和工程水泥基复合材料层和高强混凝土内芯能够同时浇注，并且强度方面又有进一步提升。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明提供的超高性能组合柱的第一种实施例的截面示意图。

图2为本发明提供的超高性能组合柱的第二种实施例的截面示意图。

具体实施方式

附图表示了本发明的技术方案及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的各有关细节及其工作原理。

参照图1所示，本发明第一种实施例提供的超高性能组合柱，包括高强混凝土内芯1，高强混凝土内芯1外围包裹有内钢管2，内钢管2外围包裹有工程水泥基复合材料层3，工程水泥基复合材料层3外围包裹有FRP管4，所述工程水泥基复合材料层3包含水泥、砂和/或矿物摻合料、水、钢纤维和PVA纤维，其中钢纤维长度大于6毫米、直径大于0.12毫米，所述PVA纤维的长度大于6毫米。在本实施例中，所述内钢管2和FRP管4均为圆形。

参照图1所示，本发明还提供了制造上述超高性能组合柱的方法，包括以下步骤：A、固定包含内钢管2和FRP管4在内的超高性能组合柱浇注模板；B、向内钢管2中注入高强混凝土，向内钢管2和FRP管4之间注入工程水泥基复合材料；C、待凝固后形成高强混凝土内芯1和工程水泥基复合材料层3。

参照图2所示，本发明第二种实施例与第一种实施例基本相同，区别仅在于：本实施例中内钢管2呈方形，而FRP管4呈圆形。