一种外圆内方FRP生物质复合构件及制造方法

一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法
技术领域
1.本发明涉及一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法，属于建筑构件制造领域。


背景技术：

2.传统建筑结构自重大、施工工艺繁琐，大量建筑材料的使用会加快不可再生资源的消耗，对环境造成影响，新型的建筑结构构件可以通过改良解决上述问题。钢材强度高、材质均匀、连接方式灵活，但稳定性和耐火性能较差。
3.frp材料在节约资源、保护环境的同时可以满足建筑结构对力学性能的要求。近年来，竹木结构在我国逐渐得到应用，竹材生长周期短、自重轻、高温下强度损失小、可再生、易加工，但由于竹木结构柱承载力较低，强度低、各项异性，竹木结构在高层建筑和桥梁中的应用受到局限。因此，可将frp型材、钢材、生物质材料和竹材制造成组合构件，可以获得高承载力、提高结构稳定性的。组合柱中，frp型材、生物质材料和钢材为主要受压构件，外围设置石膏层和竹质层，石膏层具有良好的耐火性能可以作为构件的防火材料，frp起到约束的作用从而提高构件的力学性能。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提出一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法，具有轻质高强、节约资源、保护环境、便于装配式生产使用的优点。
5.本发明采取的技术方案如下：
6.一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法，所述的构件从外到内依次为竹质层(1)、石膏层(2)、空心带肋薄壁钢筒(3)、生物质材料(4)和frp型材方筒(5)；其制造方法为，先在工厂一次性浇铸成空心带肋薄壁钢筒(3)，空心带肋薄壁钢筒(3)内部均匀分布四根钢肋(3-1)，钢肋(3-1)沿空心带肋薄壁钢筒(3)轴向内侧通长分布，钢肋(3-1)厚度不小于5mm；将frp型材方筒(5)放入空心带肋薄壁钢筒(3)内侧，frp型材方筒(5)通过四根钢肋(3-1)固定在空心带肋薄壁钢筒(3)中心位置；将生物质材料(4)填充到空心带肋薄壁钢筒(3)与frp型材方筒(5)形成的空间内，紧贴空心带肋薄壁钢筒(3)外包裹厚度不小于20mm石膏层(2)，在石膏层(2)外侧包裹竹质层(1)，竹质层(1)的竹纤维方向为横向。所述生物质材料(4)也可以为建筑废料混合物，也可以为混凝土。所述frp型材方筒(5)可以为竹质方形筒，也可以为钢方筒。
7.本发明的有益效果是：
8.frp型材作为承重构件，起到减轻自重、节约资源保护环境的效果，符合绿色环保的发展理念；复合材料柱体内的填充物为生物质材料，将生物质材料打碎搅拌，既满足了构件的强度要求，又实现了节约资源、保护环境的目的；复合材料柱的空心带肋薄壁钢筒表层经过预先的防锈处理后可以在恶劣环境下使用，最外层的竹质层可以改善外观的同时起到一定的约束作用，石膏层可以提高构件的耐火性能，预制的钢筒和frp型材可以缩短工期，
生物质材料现场浇筑可以使其与钢筒更好的结合，frp和石膏层采用环氧树脂胶黏剂可以提高材料的利用率。
9.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
10.图1为一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法示意图；
11.图2为空心带肋薄壁钢筒示意图；
12.图3为一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法横断面图；
13.附图标记：1为竹质层；2为石膏层；3为空心带肋薄壁钢筒；4为生物质材料；5为frp型材方筒。
具体实施方式
14.本发明制作的组合柱的整体结构如图1所示，空心带肋薄壁钢筒如图2所示。
15.一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法，如图3，复合构件从外到内依次为竹质层(1)、石膏层(2)、空心带肋薄壁钢筒(3)、生物质材料(4)和frp型材方筒(5)；按照图3，其制造方法为，先在工厂一次性浇铸成空心带肋薄壁钢筒(3)，空心带肋薄壁钢筒(3)内部均匀分布四根钢肋(3-1)，钢肋(3-1)沿空心带肋薄壁钢筒(3)轴向内侧通长分布，钢肋(3-1)厚度不小于5mm；将frp型材方筒(5)放入空心带肋薄壁钢筒(3)内侧，frp型材方筒(5)通过四根钢肋(3-1)固定在空心带肋薄壁钢筒(3)中心位置；将生物质材料(4)填充到空心带肋薄壁钢筒(3)与frp型材方筒(5)形成的空间内，紧贴空心带肋薄壁钢筒(3)外包裹厚度不小于20mm石膏层(2)，在石膏层(2)外侧包裹竹质层(1)，竹质层(1)的竹纤维方向为横向。所述生物质材料(4)也可以为建筑废料混合物，也可以为混凝土。所述frp型材方筒(5)可以为竹质方形筒，也可以为钢方筒。
16.以上所述仅为本发明的优选实施方式，仅用来方便说明本发明，并不用以限制。凡未脱离本发明的技术特征内容所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法，其特征在于：所述的构件从外到内依次为竹质层(1)、石膏层(2)、空心带肋薄壁钢筒(3)、生物质材料(4)和frp型材方筒(5)；其制造方法为，先在工厂一次性浇铸成空心带肋薄壁钢筒(3)，空心带肋薄壁钢筒(3)内部均匀分布四根钢肋(3-1)，钢肋(3-1)沿空心带肋薄壁钢筒(3)轴向内侧通长分布，钢肋(3-1)厚度不小于5mm；将frp型材方筒(5)放入空心带肋薄壁钢筒(3)内侧，frp型材方筒(5)通过四根钢肋(3-1)固定在空心带肋薄壁钢筒(3)中心位置；将生物质材料(4)填充到空心带肋薄壁钢筒(3)与frp型材方筒(5)形成的空间内，紧贴空心带肋薄壁钢筒(3)外包裹厚度不小于20mm石膏层(2)，在石膏层(2)外侧包裹竹质层(1)，竹质层(1)的竹纤维方向为横向。2.根据权利要求1所述的一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法，其特征在于：所述生物质材料(4)也可以为建筑废料混合物，也可以为混凝土。3.根据权利要求1所述的一种外圆内方frp生物质复合构件及制造方法，其特征在于：所述frp型材方筒(5)可以为竹质方形筒，也可以为钢方筒。

技术总结
本发明涉及一种外圆内方FRP生物质复合构件及制造方法，所述的构件从外到内依次为竹质层、石膏层、空心带肋薄壁钢筒、生物质材料和FRP型材方筒；其制造方法为，先在工厂一次性浇铸成空心带肋薄壁钢筒，空心带肋薄壁钢筒内部均匀分布四根钢肋；将FRP型材方筒放入空心带肋薄壁钢筒内侧，FRP型材方筒通过四根钢肋固定在钢筒中心位置；将生物质材料填充到钢筒与FRP型材方筒形成的空间内，紧贴钢筒外包裹厚度不小于20mm石膏层，在石膏层外侧包裹竹质层，竹质层的竹纤维方向为横向。本制造方法与传统施工方法相比，具有轻质高强、节约资源、绿色环保、防锈蚀、耐火以及外表美观等优点。耐火以及外表美观等优点。耐火以及外表美观等优点。


技术研发人员：李海涛 菅冰玉 郑晓燕
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2022.02.21
技术公布日：2022/5/25