技术领域
[0001] 本
发明属于建筑工程结构领域，尤其是指一种海砂混凝土核心橡胶混凝土柱。
背景技术
[0002] 混凝土作为建筑结构的组成部分，对工程的建设起着不可或缺的作用，而河砂作为制备混凝土的
骨料成分之一，其主要来源于陆地的河床和山体的开挖。近年来，大量地开采河砂已给河床及其周边的生态环境造成了严重的破坏。河砂的资源在日渐匮乏，我们亟需要找到一种绿色的替代材料来改善我们赖以生存的自然环境。而海砂具有储量大、含泥量低、细度模数均匀和分布广等优点，但也因其自身含有氯离子等可
腐蚀钢筋
钝化薄膜的有害杂质，严重影响了结构的使用寿命。因此，海砂的使用常需
淡水进行
淡化处理，使其达到建筑用砂的标准。但对海砂淡化去盐的传统方法极为繁琐，且淡化处理的时间长，效率低，浪费了大量的
淡水资源及人
力和财力，这极大地阻碍了海砂在淡水缺乏地区的推广。
[0003] 橡胶混凝土是以混凝土为基材，掺入橡胶粉(包括粒径较大的胶粒)制成的
土木工程复合材料。与传统普通混凝土相比，橡胶混凝土具有重量轻，抗老化，抗渗透，抗冻性能优越等特点。并且橡胶粉作为弹性体，在混凝土的受力过程中会形成结构
变形中心吸收应变能消耗
能量，这大大提高了混凝土的抗震性能与抗冲击性能。我国是世界废旧轮胎第一生产大国，橡胶混凝土建筑工程可以消耗大量的胶粉，实现废旧轮胎的无害化、有效化和资源化的循环利用。但是混凝土掺入橡胶后抗压强度会降低，且在气温升高或者阳光直射的情况下会释放异味，这大大降低了橡胶混凝土的工程适用性，极大地影响了橡胶混凝土的应用范围。
[0004] FRP(Fiber Reinforced Polymer)管约束混凝土因其可使混凝土处于三向约束状态，具有承载力高、延性较高和可设计性好等优点，可用于腐蚀环境中的工业厂房建筑、近海潮湿的海洋环境建筑、
桥梁工程和海上平台工程等。但传统FRP管约束混凝土仍存在以下缺点，严重影响其在工程中的推广。首先，FRP材料的破坏呈脆性，使得FRP管混凝土在达到极限承载力状态下会突然破坏，而导致建筑结构的直接崩塌。另外，在FRP管混凝土浇筑初期，其
刚度及承载力均较低，在混凝土自重下可能发生过大变形或失稳的情况，而导致建筑结构达不到理想的强度和承载性能。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于针对上述问题，提供一种无需对海砂进行淡化处理，抗震性能、抗压强度和承载性能高的海砂混凝土核心橡胶混凝土柱。
[0006] 本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
[0007] 一种海砂混凝土核心橡胶混凝土柱，包括外层FRP管、FRP-钢复合管、海砂混凝土和橡胶混凝土，所述FRP-钢复合管设于所述外层FRP管内，且FRP-钢复合管与外层FRP管之间填充有所述海砂混凝土而将FRP-钢复合管与外层FRP管固定连接在一起；所述橡胶混凝土填充于所述FRP-钢复合管内；所述FRP-钢复合管包括钢管和包覆于钢管外表面上的FRP
纤维布。
[0008] 作为一种优选的方案，所述FRP纤维布通过胶黏剂包覆于钢管外表面上而粘贴固定在一起。
[0009] 作为一种优选的方案，所述胶黏剂为环
氧树脂或聚酯树脂。
[0010] 进一步地，所述海砂混凝土包括淡水或
海水、
水泥、粗骨料和未经淡化处理的海砂，所述淡水或海水、水泥、粗骨料和未经淡化处理的海砂均匀搅拌形成海砂混凝土。
[0011] 更进一步地，所述橡胶混凝土为以普通混凝土为基材，掺入橡胶粉或橡胶颗粒制成的橡胶混凝土。
[0012] 作为一种优选的方案，所述外层FRP管的截面为圆形，或椭圆形，或正方形，或长方形。
[0013] 作为一种优选的方案，所述FRP-钢复合管的截面为圆形。
[0014] 作为一种优选的方案，所述外层FRP管的截面为椭圆形，所述FRP-钢复合管的截面为圆形，所述FRP-钢复合管设于外层FRP管内的偏心
位置上。
[0015] 作为一种优选的方案，所述外层FRP管的截面为长方形，所述FRP-钢复合管的截面为圆形，所述FRP-钢复合管设于外层FRP管内的偏心位置上。
[0016] 实施本发明，具有如下有益效果：
[0017] 1、本发明在海砂混凝土中设置FRP-钢复合管，并在FRP-钢复合管内填充橡胶混凝土，减轻了混凝土柱的整体重量且提高了其抗震吸能的能力，并且在FRP-钢复合管的
支撑和限制作用下，既解决了采用单纯橡胶混凝土柱存在的抗压强度低的问题，又有效防止了阳光直射以及外界高温使橡胶混凝土向外释放异味，极大地拓展橡胶混凝土的工程适用领域，提高废旧橡胶的利用率。本结构具有高承载力、延性好和抗冲击性能好的特点，尤其是在
地震下能有效吸收震动荷载应变能，具有良好的抗震性能。
[0018] 2、本发明采用FRR管内设置FRP-钢复合管的双管结构，并在FRP管与FRP钢复合管之间填充海砂混凝土。通过在钢管外表面包覆FRP纤维布，由于FRP材料具有
耐腐蚀性，FRP管与FRP纤维布既对钢管起到隔离保护的作用，使得海砂混凝土中的氯离子等有害物质无法扩散到FRP-钢复合管内层的钢管上，有效地防止有害物质对钢管的腐蚀；又对海砂混凝土起到加强作用，进而提高柱体的整体强度和承载性能。即本结构可直接使用原始海砂，无需对原始海砂进行淡化处理，即可被用于制成海砂混凝土而进行柱体浇筑，极大地提高了柱体的耐用性，节约了淡水资源，省略淡化的工序，极大地提高了海砂的利用率。
[0019] 3、本发明的FRP-钢复合管为利用FRP纤维布包裹钢管而成的复合管体。随着柱体所受荷载的增加，在整个混凝土柱横向形变增大而引起FRP管的纤维断裂后，FRP-钢复合管仍可承载压力，使结构
应力重新分布，进而使整个混凝土柱进入
软化阶段，防止脆性破坏的发生而导致建筑结构的直接崩塌。并且FRP-钢复合管提高了土柱的抗压弯性能，避免混凝土柱在施工阶段发生失稳的情况，解决了现有FRP管混凝土在浇筑初期，其刚度及承载力均较低，在混凝土自重下可能产生过大变形或失稳的问题。
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本发明
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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
[0021] 图1是本发明一种海砂混凝土核心橡胶混凝土柱的第一结构示意图；
[0022] 图2是本发明一种海砂混凝土核心橡胶混凝土柱的第二结构示意图；
[0023] 图3是本发明一种海砂混凝土核心橡胶混凝土柱的第三结构示意图；
[0024] 图4是本发明一种海砂混凝土核心橡胶混凝土柱的第四结构示意图。
具体实施方式
[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 实施例1
[0027] 参照图1，本实施例涉及一种海砂混凝土核心橡胶混凝土柱，包括外层FRP管1、FRP-钢复合管2、海砂混凝土3和橡胶混凝土4，所述FRP-钢复合管2设于所述外层FRP管1内，且FRP-钢复合管2与外层FRP管1之间填充有所述海砂混凝土3而将FRP-钢复合管2与外层FRP管1固定连接在一起；所述橡胶混凝土4填充于所述FRP-钢复合管2内；所述FRP-钢复合管2包括钢管和包覆于钢管外表面上的FRP纤维布。
[0028] 本结构在海砂混凝土3中设置FRP-钢复合管2，并在FRP-钢复合管2内填橡胶混凝土4，减轻了混凝土柱的整体重量且提高了其抗震吸能的能力，并且在FRP-钢复合管2的支撑和限制作用下，既解决了采用单纯橡胶混凝土4柱存在的抗压强度低的问题，又有效防止了阳光直射以及外界高温使橡胶混凝土4向外释放异味，能极大地拓展橡胶混凝土4的工程适用领域，提高废旧橡胶的利用率。本结构具有高承载力、延性好和抗冲击性能好的特点，尤其是在地震下能有效吸收震动荷载应变能，具有良好的抗震性能。
[0029] 本结构采用FRR管1内设置FRP-钢复合管2的双管结构，并在FRP管1与FRP-钢复合管2之间填充海砂混凝土3。通过在钢管外表面包覆FRP纤维布，由于FRP材料具有耐腐蚀性，FRP管与FRP纤维布既对钢管起到隔离保护的作用，使得海砂混凝土3中的氯离子等有害物质无法扩散到FRP-钢复合管2内层的钢管上，有效地防止有害物质对钢管的腐蚀；又对海砂混凝土3起到加强作用，进而提高柱体的整体强度和承载性能。即本结构可直接使用原始海砂，无需对原始海砂进行淡化处理，即可被用于制成海砂混凝土3而进行柱体浇筑，极大地提高了柱体的耐用性，节约了淡水资源，省略淡化的工序，极大地提高了海砂的利用率。
[0030] 所述的FRP-钢复合管2为利用FRP纤维布包裹钢管而成的复合管体。随着所受荷载的增加，在整个混凝土柱的横向形变增大而引起FRP管的纤维断裂后，FRP-钢复合管2仍可承载压力，使结构应力重新分布，进而使整个土柱进入软化阶段，防止脆性破坏的发生而导致建筑结构的直接崩塌。并且FRP-钢复合管2提高了混凝土柱的抗压弯性能，避免柱体在施工阶段发生失稳的情况，解决了现有FRP管混凝土在浇筑初期，其刚度及承载力均较低，在混凝土自重下可能产生过大变形或失稳的问题。
[0031] 所述FRP-钢复合管2外层的FRP纤维布通过胶黏剂包覆于钢管外表面上而粘贴固定在一起。所述FRP-钢复合管2中的钢管通过胶黏剂与FRP纤维布紧密连接，钢管被FRP纤维布彻底隔绝，使得海砂混凝土3中的氯离子无法对钢管进行腐蚀，极大地提高了柱体的安全性和使用寿命。
[0032] 所述胶黏剂为
环氧树脂或聚酯树脂。当然，其它具有耐腐蚀性树脂的胶黏剂也适用于本发明。采用具有耐腐蚀性的胶黏剂可进一步保护钢管不被海砂混凝土3中的氯离子所腐蚀。
[0033] 所述海砂混凝土3包括淡水(或海水)、水泥、粗骨料和未经淡化处理的海砂，所述淡水(或海水)、水泥、粗骨料和未经淡
水处理的海砂均匀搅拌形成海砂混凝土3。所述海砂混凝土3配制过程中可以完全使用海砂，可完全使用海水，极大地节约了河砂的使用和淡水的用量，特别是可用于缺少河砂
建筑材料和淡水资源的沿海地区或周围岛礁地区，具有使用范围广和适用性高的特点。
[0034] 所述外层FRP管1的截面为圆形，或椭圆形，或正方形，或长方形。当然，其它形状也适用于该外层FRP管1。所述FRP-钢复合管2的截面为圆形。当然，其它形状也适用于该FRP-钢复合管2。例如，如图4所示，外层FRP管1的截面为正方形，所述FRP-钢复合管2的截面为圆形。
[0035] 外层FRP管1也可以根据建筑外观、使用功能、所需的承载力和刚度等要求，可以选择圆形、椭圆形、带圆
倒角的方形和矩形的截面等。最优的，外层FRP管1的截面为圆形对海砂混凝土3的约束效果最好，且承载力最优。
[0036] 实施例2
[0037] 本实施例在实施例1的
基础上，作为对FRP-钢复合管2设置位置的改进，本实施例的混凝土柱适用于偏心受压的情况,如图2所示，所述外层FRP管1的截面为椭圆形，所述FRP-钢复合管2的截面为圆形，所述FRP-钢复合管2设于外层FRP管1内的偏心位置上。该结构的外层FRP管1采用椭圆形截面，FRP-钢复合管2内置于外层FRP管1的偏心位置上，由于混凝土柱偏心受压,FRP-钢复合管2能更好地提高混凝土柱的承载力和刚度。
[0038] 实施例3
[0039] 本实施例在实施例2的基础上，作为对外层FRP管1的改进，如图3所示，所述外层FRP管1的截面为长方形，所述FRP-钢复合管2的截面为圆形，所述FRP-钢复合管2设于外层FRP管1内的偏心位置上。该结构的外层FRP管1采用长方形截面，FRP-钢复合管2内置于外层FRP管1的偏心位置上，由于混凝土柱偏心受压,FRP-钢复合管2能更好地提高混凝土柱的承载力和刚度。
[0040] 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明
权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
