H型钢增强地聚物再生骨料混凝土填充GFRP管柱

刚度提升67%

针对传统GRCFFT柱初始刚度不足的问题，通过内置H型钢与GFRP管的协同约束，在提升承载力的同时大幅增强初始刚度，并兼容再生骨料与钢纤维，实现高刚度与可持续性的结合。

Huang, Dongming · Xinyu, Chen · 刘真真 · 卢亦焱 · 李杉

Construction and Building Materials 2025

具体参数

承载力提升幅度

{'zh': '23.9–40.6', 'en': '23.9–40.6'} %

初始刚度提升幅度

{'zh': '41.0–67.2', 'en': '41.0–67.2'} %

承载力变化（100%再生骨料替代）

{'zh': '-7.5', 'en': '-7.5'} %

承载力变化（掺1.5%钢纤维）

{'zh': '6.0', 'en': '6.0'} %

技术优势

刚度提升最高达67.2%

内置6.45%的H型钢使初始刚度提升41.0%–67.2%，直接改善柱子的早期抗变形能力。

承载力提升最高达40.6%

H型钢与GFRP管协同约束混凝土，使承载力提升23.9%–40.6%，同时保持构件整体性。

掺钢纤维可抵消再生骨料损失

100%再生骨料替代使承载力降低7.5%，但掺入1.5%钢纤维后承载力反而提高6.0%。

应用场景

• 可持续建筑结构：利用地聚物和再生骨料降低碳排放，同时内置型钢提升刚度，适用于绿色建筑承重体系。
• 预制装配式柱：H型钢便于与其他构件连接，解决GRCFFT柱的集成难题，适合预制装配式施工。
• GFRP复合材料结构：充分利用GFRP管耐腐蚀、约束混凝土的优势，并与内置型钢协同受力，形成高效组合构件。
• 型钢混凝土组合结构：在传统型钢混凝土组合结构基础上引入GFRP管和地聚物混凝土，扩展应用范围并提升耐久性。
• 高刚度柱构件：通过组合约束显著提高初始刚度，适用于对变形控制要求高的结构部位。