Frp筋纖維高強混凝土梁構件的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及FRP筋纖維高強混凝土梁構件，包括纖維高強混凝土和澆筑在內的FRP筋骨架：所述梁構件橫截面形狀有實心矩形、空心矩形、T形或箱形；對矩形和空心矩形截面，所述的FRP筋骨架由縱向受拉FRP筋、FRP筋箍筋及縱向架立FRP筋組成，縱向受拉FRP筋和架立FRP筋依附于FRP箍筋內側并與之綁扎在一起；對T形截面和箱形截面，所述的FRP筋骨架由縱向受拉FRP筋、FRP箍筋、架立FRP筋、梁腹分布FRP筋和頂板受力FRP筋組成，縱向受拉FRP筋依附于FRP箍筋的內側，分布FRP筋依附于FRP筋箍筋的內側，架立FRP筋依附于頂板受力FRP筋的內側，頂板受力FRP筋與FRP箍筋相連形成有效連接。
【專利說明】FRP筋纖維高強混凝土梁構件

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及FRP筋纖維高強混凝土梁構件，屬于建筑、橋梁及港口工程領域。

【背景技術】
[0002]目前在建筑、橋梁及港口工程領域廣泛使用的普通鋼筋混凝土梁具有如下缺陷:普通混凝土抗裂性差，只能使用非高強鋼筋，限制了高強鋼筋的使用；由于混凝土和鋼筋的強度均較低，只有依靠增大梁截面尺寸和增配受力鋼筋的方法提高其承載力，不僅造成材料的極大損耗，增加建筑成本和施工難度，而且大截面嚴重壓縮了可利用空間；混凝土材料抗拉強度低，受拉區(qū)混凝土在遠低于使用荷載作用下已經開裂且以較寬的主裂縫形式出現，而過大的裂縫不僅引起梁的剛度降低，撓度增大，影響結構的正常使用，給人造成不安全的心理影響，而且難以應用于大跨度結構。對于處于惡劣環(huán)境下的鋼筋混凝土結構，內部鋼筋在外部不良介質的侵蝕下會發(fā)生銹蝕，使得結構承載力下降，耐久性降低，使用壽命縮短。有資料表明，處于沿海地區(qū)的鋼筋混凝土結構，投入使用二十年左右即產生嚴重的鋼筋銹蝕而發(fā)生破壞。對于需要滿足非(低)導電和非電磁等特殊功能要求的結構工程領域，若使用鋼筋，就要求非常復雜的設計以確保每根鋼筋都與周圍的鋼筋絕緣，這是很難實現的。
[0003]已開始應用于實際工程中的高強鋼筋增強高強混凝土梁構件，充分利用了高強鋼筋和高強混凝土的高強特性，可大幅度提高梁的承載能力，減小截面尺寸和材料消耗。但是，隨著混凝土強度的提高，脆性逐漸增大，構件延性逐漸降低，對結構抗震等極為不利，且鋼筋銹蝕問題依然存在。
[0004]FRP筋具有輕質、高強、抗疲勞、耐腐蝕、抗電磁等優(yōu)點，國內外學者和技術人員將FRP筋部分或全部代替鋼筋用于增強混凝土梁，以解決鋼筋的銹蝕問題，并可以滿足抗電磁干擾等結構的特殊使用要求。研究結果表明，FRP筋增強普通混凝土梁雖然可以有效解決鋼筋銹蝕問題，但由于普通混凝土抗裂性差，抗拉強度低，而FRP筋又具有彈性模量低、應力應變關系為線彈性等特性，導致FRP筋混凝土梁構件裂縫過寬、撓度過大等，嚴重影響梁的正常使用功能、同時，利用FRP筋的電絕緣和易透電磁波等特有性能，采用FRP筋混凝土結構，可以有效解決鋼筋混凝土結構的電磁干擾困境，現已廣泛應用于敏感軍用設備測試設施、醫(yī)療部門的磁共振成像設施等抗電磁干擾建筑物中。
[0005]高強混凝土是通過摻加適量的活性摻合料和高效外加劑而實現的，具有較高的抗壓強度、彈性模量和較好的耐久性能，但脆性較大，高強混凝土構件的延性較差。在高強混凝土中摻加適量的鋼纖維、聚丙烯纖維等短纖維，可大幅度提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折強度和韌性，顯著增大結構剛度及延性性能。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于克服鋼筋混凝土梁和FRP筋混凝土梁的缺陷，將性能優(yōu)越的FRP筋和纖維高強混凝土兩種材料結合形成FRP筋纖維高強混凝土梁。FRP筋代替鋼筋可以有效解決鋼筋混凝土梁中鋼筋銹蝕問題，提高混凝土構件的耐久性；短纖維對高強混凝土具有顯著的增強、增韌、阻裂作用，用于混凝土梁中可以使構件利用較小的截面尺寸承受較大的荷載，有效節(jié)約材料、減小結構自重，并且限制裂縫的出現與發(fā)展，減小裂縫寬度和高度，增加抗彎剛度，減少構件總撓度，大幅度提高混凝土結構的正常使用性能。而且，由于纖維對高強混凝土韌性的有效改善，可以顯著提高FRP筋混凝土梁的延性及抗震性能。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案:
[0008]所述FRP筋纖維高強混凝土梁構件，包括纖維高強混凝土和澆筑在內的FRP筋骨架:所述梁構件橫截面形狀有實心矩形、空心矩形、T形或箱形；對矩形和空心矩形截面，所述的FRP筋骨架由縱向受拉FRP筋、FRP筋箍筋及縱向架立FRP筋組成，縱向受拉FRP筋和架立FRP筋依附于FRP箍筋內側并與之綁扎在一起；對T形截面和箱形截面，所述的FRP筋骨架由縱向受拉FRP筋、FRP箍筋、架立FRP筋、梁腹分布FRP筋和頂板受力FRP筋組成，縱向受拉FRP筋依附于FRP箍筋的內側，分布FRP筋依附于FRP筋箍筋的內側，架立FRP筋依附于頂板受力FRP筋的內側，頂板受力FRP筋與FRP箍筋相連形成有效連接。
[0009]所述的FRP筋包括CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋、AFRP筋；
[0010]所述的纖維高強混凝土為強度等級C50及以上，并且摻入鋼纖維、塑鋼纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、木質素纖維等短纖維的一種或多種的混凝土；
[0011]所述的梁構件橫截面沿縱向是等截面或變截面。
[0012]本實用新型的制作步驟如下:
[0013]依據梁構件尺寸制作模板；
[0014]綁扎FRP筋骨架；
[0015]澆筑纖維高強混凝土，之后進行養(yǎng)護。
[0016]FRP筋纖維高強混凝土梁主要具有以下優(yōu)點:
[0017]將FRP筋與纖維高強混凝土這兩種性能優(yōu)越的材料有機結合，充分發(fā)揮FRP筋及纖維高強混凝土強度高的特點，可大大減小構件截面尺寸、有效節(jié)約材料，增大建筑物可利用空間，有利于大跨度、高層結構的實現；
[0018]FRP筋的耐腐蝕性能有利于提高惡劣環(huán)境下混凝土結構的耐久性；
[0019]FRP筋的非導電性和非磁性有利于實現建筑物的抗電磁干擾等特殊功能要求；
[0020]短纖維的加入對高強混凝土具有較強的抗裂阻裂與增韌作用，限制裂縫的出現與發(fā)展，顯著減小裂縫寬度與高度，增加抗彎剛度，減少短期撓度和持續(xù)荷載作用下的總撓度，大幅度提高混凝土結構的正常使用性能；
[0021]充分利用纖維混凝土的高韌特性，使得結構具有良好的延性及抗震性能；
[0022]FRP筋骨架重量輕，制作簡單和搬運方便，可節(jié)省勞力，降低施工成本，并適合預制生產。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]通過參照附圖更詳細地描述本實用新型的示例性實施例，本實用新型的以上和其它方面及優(yōu)點將變得更加易于清楚，在附圖中:
[0024]圖1為矩形實心截面FRP筋纖維高強混凝土梁構件橫截面示意圖；
[0025]圖2為矩形空心截面FRP筋纖維高強混凝土梁構件橫截面示意圖；
[0026]圖3為T形截面FRP筋纖維高強混凝土梁構件橫截面示意圖；
[0027]圖4為箱形截面FRP筋纖維高強混凝土梁構件橫截面示意圖；
[0028]圖中:1、縱向受拉FRP筋，2、纖維高強混凝土，3、FRP筋箍筋，4、架立FRP筋，5、分布FRP筋，6、頂板受力FRP筋。

【具體實施方式】
[0029]在下文中，將參照附圖更充分地描述本實用新型，在附圖中示出了各種實施例。然而，本實用新型可以以許多不同的形式來實施，且不應該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本實用新型的范圍充分地傳達給本領域技術人員。
[0030]在下文中，將參照附圖更詳細地描述本實用新型的示例性實施例。
[0031]參考附圖1-4，FRP筋纖維高強混凝土梁構件，包括纖維高強混凝土和澆筑在內的FRP筋骨架:所述梁構件橫截面形狀有實心矩形、空心矩形、T形和箱形；對矩形和空心矩形截面，所述的FRP筋骨架由縱向受拉FRP筋、FRP筋箍筋及縱向架立FRP筋組成，縱向受拉FRP筋和架立FRP筋依附于FRP箍筋內側并與之綁扎在一起；對T形截面和箱形截面，所述的FRP筋骨架由縱向受拉FRP筋、FRP箍筋、架立FRP筋、梁腹分布FRP筋和頂板受力FRP筋組成，縱向受拉FRP筋依附于FRP箍筋的內側，分布FRP筋依附于FRP筋箍筋的內側，架立FRP筋依附于頂板受力FRP筋的內側，頂板受力FRP筋與FRP箍筋相連形成有效連接。
[0032]所述的FRP筋包括CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋、AFRP筋；
[0033]所述的纖維高強混凝土為強度等級C50及以上，并且摻入鋼纖維、塑鋼纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、木質素纖維等短纖維的一種或多種的混凝土；
[0034]所述的梁構件橫截面沿縱向是等截面或變截面。。
[0035]以上所述僅為本實用新型的實施例而已，并不用于限制本實用新型。本實用新型可以有各種合適的更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.FRP筋纖維高強混凝土梁構件，其特征在于: 所述FRP筋纖維高強混凝土梁構件，包括纖維高強混凝土和澆筑在內的FRP筋骨架:所述梁構件橫截面形狀有實心矩形、空心矩形、T形或箱形；對矩形和空心矩形截面，所述的FRP筋骨架由縱向受拉FRP筋、FRP筋箍筋及縱向FRP架立筋組成，縱向受拉FRP筋和架立FRP筋依附于FRP箍筋內側并與之綁扎在一起；對T形截面和箱形截面，所述的FRP筋骨架由縱向受拉FRP筋、FRP箍筋、架立FRP筋、梁腹分布FRP筋和頂板受力FRP筋組成，縱向受拉FRP筋依附于FRP箍筋的內側，分布FRP筋依附于FRP筋箍筋的內側，架立FRP筋依附于頂板受力FRP筋的內側，頂板受力FRP筋與FRP箍筋相連形成有效連接。
2.根據權利要求1所述的FRP筋纖維高強混凝土梁構件，其特征在于: 所述的FRP筋包括CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋、AFRP筋； 所述的纖維高強混凝土為強度等級C50及以上，并且摻入鋼纖維、塑鋼纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、木質素纖維等短纖維的一種或多種的混凝土； 所述的梁構件橫截面沿縱向是等截面或變截面。
【文檔編號】E04C3/20GK204081257SQ201420555634
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】朱海堂, 高丹盈, 張啟明, 崔海波, 朱茹夢 申請人:鄭州大學