專利名稱：一種frp、混凝土、空心原竹矩形梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及，尤其涉及的是一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁。
背景技術(shù)：
我國盛產(chǎn)竹子，且擁有量和品質(zhì)均居世界首位。竹子可再生、可降解，一般3-5年即可成材。竹材的抗拉強度約為木材的2倍，抗壓強度約為木材的I. 5倍，竹材的比強度高于普通木材、結(jié)構(gòu)用鋼材、鋁合金、混凝土等。竹材具有較好的彈性和韌性，變形能力強。以竹材全部或部分代替混凝土、鋼材或粘土磚等建造房屋，符合“十二五”規(guī)劃部署的重大任務(wù)——“綠色發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的根本要求，也符合《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》確定的節(jié)能降耗、開發(fā)利用農(nóng)林生物質(zhì)資源的重 點領(lǐng)域及優(yōu)先主題?，F(xiàn)有的主要技術(shù)方案是將鋼筋埋置在混凝土中，形成鋼筋混凝土實心梁或工字形截面梁。傳統(tǒng)混凝土梁自重大、耗鋼量及耗混凝土量均較大；施工要支模和拆模，工序麻煩。另外就是橋梁中應(yīng)用比較廣泛的箱型截面梁。傳統(tǒng)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件是將鋼筋埋置在混凝土中，形成鋼筋混凝土實心梁或工字形截面梁。該類構(gòu)件自重大、耗鋼量及耗混凝土量均較大；施工要支模和拆模，工序麻煩。箱型梁也存在一個施工工序麻煩的問題。也有其他學(xué)者提出了雙鋼管梁、雙FRP管梁和FRP-混凝土 -鋼組合雙壁空心梁(一種由FRP外管、鋼內(nèi)管以及兩者之間填充的混凝土組成的組合構(gòu)件)。這些方案均是以礦物質(zhì)資源能源為主，而地球上礦物質(zhì)資源能源有限?，F(xiàn)有方案均是以礦物質(zhì)資源為主形成的受彎構(gòu)件，并且有些方案施工工序麻煩，本實用新型的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)方案的缺點，將我國蘊藏量豐富的生物質(zhì)資源運用到受彎構(gòu)件體系中。FRP為纖維增強復(fù)合材料，常用的有玻璃纖維增強復(fù)合材料(Glass FRP)和碳纖維增強復(fù)合材料(Carbon FRP)。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁。本實用新型的技術(shù)方案如下一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，包括FRP矩形管(2)、混凝土(I)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。所述的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，根據(jù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載的實際情況適當(dāng)在混凝土(I)里面布置FRP筋或鋼筋。本實用新型充分利用了 3種材料(或4種)的特點，將我國蘊藏量豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源應(yīng)用到土木建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。該種梁具有自重輕、剛度大、延性好、自恢復(fù)能力強、經(jīng)濟性能好、抗震性能優(yōu)越等優(yōu)點，并且施工工序簡單，可應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的受彎構(gòu)件。

圖I、圖2、圖3分別為三種不同結(jié)構(gòu)的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁截面圖；I為混凝土，2為FRP矩形管，3為空心原竹筒，4為FRP筋(或鋼筋)。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對本實用新型進行詳細(xì)說明。參考圖I、圖2、圖3，在本實用新型中，F(xiàn)RP、混凝土、空心原竹矩形梁包括FRP矩形管2、混凝土 I和空心原竹筒3，其中空心原竹筒3布置在梁底。另外可以根據(jù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載的實際情況適當(dāng)在混凝土里面布置FRP筋4 (或鋼筋)。該種新型構(gòu)件的外管為主要包含環(huán)向或接近環(huán)向纖維的FRP矩形管2，縱向剛度很小，其主要作用是約束混凝土以及提高抗剪承載力；混凝土 I和空心原竹筒3則作為主要縱向受力材料，而混凝土里面在需要時也可布置FRP筋4 (或鋼筋)。由于其價格較低且變形能力較好等特點，玻璃纖維增強復(fù)合材料(Glass FRP)比碳纖維增強復(fù)合材料(CarbonFRP)更適合用于制作該類構(gòu)件的外管?？招脑裢?的個數(shù)可以根據(jù)實際情況調(diào)整(見圖I或圖2)。FRP筒也可以改成其他的截面形式。所有材料及相關(guān)尺寸均需根據(jù)實際工程的需要進行計算選取。根據(jù)梁的跨度和承擔(dān)的荷載大小選擇梁截面尺寸(尺寸確定同普通混凝土梁構(gòu)件)，然后根據(jù)梁截面尺寸確定矩形管尺寸，根據(jù)具體工程受力分析，計算所需要原竹筒的多少和尺寸，如果需要配置FRP筋或鋼筋，可由計算確定，方法均同普通混凝土梁構(gòu)件。本實用新型的目的是提供一種能廣泛應(yīng)用于土木建筑領(lǐng)域的FRP-混凝土 -空心原竹矩形梁，克服現(xiàn)有技術(shù)方案自重大、工序麻煩、耗鋼量及耗混凝土量均較大或耗費礦物質(zhì)資源能源比較大等缺點，用于橋梁、建筑等各類結(jié)構(gòu)的受彎構(gòu)件。該類新型組合構(gòu)件的主要優(yōu)點包括①將我國蘊藏量豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源應(yīng)用到受彎構(gòu)件中，節(jié)省礦物質(zhì)資源能源；②自重較輕構(gòu)件內(nèi)部的空隙有效減輕了結(jié)構(gòu)自重；③施工方便FRP矩形管和空心原竹筒可作為施工時澆鑄混凝土的模板，從而避免了傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)制作及拆除模板的工序耐腐蝕性能好FRP矩形管耐腐蝕性強，如果配置適量鋼筋的話，鋼筋被FRP矩形管和厚混凝土層保護在內(nèi)；⑤延性及抗震性能好FRP矩形管和空心原竹筒對混凝土提供約束，從而提高構(gòu)件的延性。FRP矩形管的環(huán)向剛度遠(yuǎn)大于其縱向剛度，不存在屈曲問題，空心原竹筒的向外屈曲變形則被混凝土所限制。還應(yīng)指出，即使從初始造價來看，該類新型組合構(gòu)件也是一種經(jīng)濟的構(gòu)件形式竹材強度高，可以節(jié)省鋼材的用量；而較普通鋼筋混凝土空心構(gòu)件而言，該種新型構(gòu)件節(jié)約了澆鑄混凝土所用模板的費用；相對于實心鋼筋混凝土構(gòu)件而言，更節(jié)約了內(nèi)部空心部分的混凝土。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，其特征在于，包括FRP矩形管(2)、混凝土(I)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，其特征在于，還在混凝土(I)里面布置FRP筋或鋼筋。
專利摘要本實用新型公開了一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，包括FRP矩形管(2)、混凝土(1)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。本實用新型充分利用了3種材料(或4種)的特點，將我國蘊藏量豐富的農(nóng)林生物質(zhì)資源應(yīng)用到土木建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。該種梁具有自重輕、剛度大、延性好、自恢復(fù)能力強、經(jīng)濟性能好、抗震性能優(yōu)越等優(yōu)點，并且施工工序簡單，可應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的受彎構(gòu)件。
文檔編號E04C3/29GK202689337SQ20122017811
公開日2013年1月23日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者李海濤, 蘇靖文, 李淑恒, 張齊生, 黃東升, 楊平 申請人:南京林業(yè)大學(xué)