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专利号: 2022101537418
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 建筑物
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种PVC‑FRP管钢筋混凝土柱与配筋砌体墙的连接结构,包括PVC‑FRP管钢筋混凝土柱(1),配筋砌体墙(2)和连接构件(3),其特征在于:所述PVC‑FRP管钢筋混凝土柱(1)包括PVC管(4)、FRP条带(5)、柱纵筋(6)、柱箍筋(7)、螺栓(8)、混凝土(9);所述配筋砌体墙(2)包括砌体(10)、水平分布钢筋(11)、竖向分布钢筋(12)、砂浆(13);所述连接构件(3)包括弧形钢板(14)、预应力钢环带(15)、翼缘开孔H型钢(16)、插接件(17)、混凝土(9);

所述配筋砌体墙(2)的水平分布钢筋(11)弯折后插入插接件(17)内,所述竖向分布钢筋(12)穿过翼缘开孔H型钢(16)和砌体(10)的孔洞,且翼缘开孔H型钢(16)和砌体(10)连接处贯通浇筑混凝土(9);

所述FRP条带(5)环向缠绕在PVC管(4)外,形成PVC‑FRP管,所述PVC管(4)纵向两侧面各均匀预设Nb个孔洞,且孔洞位置避开FRP条带(5)粘贴位置,孔洞直径大于d毫米,以满足螺栓(8)穿入PVC管(4)内;

所述螺栓(8)的数量与PVC‑FRP管侧面预设孔洞数量及直径一致,且螺栓(8)长度大于PVC‑FRP管直径,所述螺栓(8)在柱纵筋(6)与柱箍筋(7)置入PVC‑FRP管内后,混凝土(9)浇筑前插入PVC管(4)内,最终与PVC‑FRP管钢筋混凝土柱(1)形成一体,螺栓(8)的数量和直径根据如下公式取值:式中,fb和f分别表示螺栓(8)的抗剪强度设计值和配筋砌体墙(2)的抗压强度设计值,Nb和d分别表示所设置螺栓(8)的个数和直径,ab为螺栓(8)利用率折减系数,需要通过相关试验测试得到;

所述弧形钢板(14)与PVC‑FRP管钢筋混凝土柱(1)等高,且弧形钢板(14)侧面中心线上均匀开设Nb个直径略大于d毫米的孔洞,所述弧形钢板(14)通过穿孔螺栓(8)与PVC‑FRP管机械连接,为保证弧形钢板(14)能外半包PVC‑FRP管,其弧度和弧长应根据以下公式取值:R=2nπ

I=Rr

式中,R和I分别表示弧形钢板的弧度和弧长,r是PVC管(4)外半径,n是常数,当为“一字型”墙柱连接时,n=1/4;当为“L型”墙柱连接时,n=1/2;当为“T型”墙柱连接时,n=3/4;当为“十字型”墙柱连接时,n=1;

所述翼缘开孔H型钢(16)是由H型钢加工而成,H型钢高度不超过300mm,H型钢左右翼缘上应各开设一个孔洞,孔洞位置应关于腹板对称,孔洞大小应与砌体(10)孔洞大小相近,沿H型钢长度方向一侧切割成外包弧形钢板(14)的弧形,通过焊接方式将该侧与弧形钢板(14)连接;

所述翼缘开孔H型钢(16)沿PVC‑FRP管钢筋混凝土柱(1)纵向设置,且翼缘开孔H型钢(16)数量及位置根据配筋砌体墙(2)留槎数量和位置确定;

所述翼缘开孔H型钢(16)与配筋砌体墙(2)连接处应贯通浇筑混凝土(9),且翼缘开孔H型钢(16)与竖向分布钢筋(12)和水平分布钢筋(11)形成钢筋混凝土结构连接。

2.根据权利要求1所述的一种PVC‑FRP管钢筋混凝土柱与配筋砌体墙的连接结构,其特征在于:所述预应力钢环带(15)宽度与FRP条带(5)宽度相同,预应力钢环带(15)厚度为t毫米,数量为NS,所述预应力钢环带(15)位置与FRP条带(5)对应,避开翼缘开孔H型钢(16)和插接件(17)焊接位置,预应力钢环带(15)的厚度和数量根据如下公式取值:asNstbfs≥V

式中,b和fs分别表示预应力钢环带(15)的宽度、和抗拉强度,V表示配筋砌体墙(2)的剪力设计值,as表示预应力钢环带(15)利用率系数,需要通过相关试验测试得到。

3.根据权利要求1所述的一种PVC‑FRP管钢筋混凝土柱与配筋砌体墙的连接结构,其特征在于:所述插接件(17)通过焊接与弧形钢板(14)连接,且插接件(17)插孔大小应能满足水平分布钢筋(11)弯折部分插入,所述插接件(17)数量及位置根据水平分布钢筋(11)布置确定。