本發(fā)明屬于建筑、橋梁、港口工程領(lǐng)域，具體涉及一種全frp筋增強ecc-混凝土組合梁構(gòu)件。

背景技術(shù)：

目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性問題是土木工程領(lǐng)域備受關(guān)注的世界性問題。其中，鋼筋銹蝕是影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性問題的最重要因素之一。鋼筋銹蝕容易引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件過早出現(xiàn)損傷和性能劣化，降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，嚴(yán)重時會影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性和使用壽命，給人民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的損失。

frp筋是以纖維或者纖維織物為增強體，以樹脂為基體形成的復(fù)合筋材。與鋼筋相比，frp筋具有抗拉強度高、耐久性能好、質(zhì)量輕、抗疲勞性能好、電磁絕緣性能好等優(yōu)點。已有研究和工程應(yīng)用表明，采用frp筋取代鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋用于惡劣環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)，可從根本上解決鋼筋的銹蝕問題，提高結(jié)構(gòu)耐久性能和使用壽命，減少維護費用。然而，frp筋增強混凝土結(jié)構(gòu)仍有一些不足之處，主要表現(xiàn)在：(1)彈脆性的frp筋與脆性的混凝土材料復(fù)合使用時，表現(xiàn)出較差的延性性能。(2)frp筋的彈性模量較低，配置frp筋的混凝土構(gòu)件易出現(xiàn)過大的變形和過大裂紋寬度，嚴(yán)重影響其正常使用性能。過大的開裂裂縫又使frp筋暴露于惡劣的環(huán)境中，引發(fā)新的耐久性問題。(3)frp筋與混凝土間的變形協(xié)調(diào)能力差，在混凝土開裂后易造成界面粘結(jié)失效，引起順筋裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)一步加劇表層混凝土剝落，甚至造成frp筋的斷裂。

ecc材料是一種纖維體積摻量僅為2％左右的新型超高延性纖維增強水泥基復(fù)合材料。ecc材料在拉伸荷載作用時，呈現(xiàn)出多裂紋開裂及應(yīng)變硬化特性，例如它的極限拉應(yīng)變可達(dá)到0.02-0.06，是混凝土的300-500倍；裂紋寬度在60μm左右，裂紋間隙為3-6mm。ecc材料具有優(yōu)越的延展性和微裂紋控制能力，與frp筋復(fù)合使用時，不僅可以與frp筋協(xié)調(diào)變形，充分利用frp筋的高強度特性，而且還可以控制裂紋寬度，提高結(jié)構(gòu)的承載能力、延性性能和耐久性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中普通鋼筋混凝土梁及frp筋增強混凝土梁的不足，提供一種全frp筋增強ecc-混凝土組合梁構(gòu)件及其制備方法，將性能優(yōu)越的frp筋與高延性水泥基復(fù)合材料ecc和混凝土結(jié)合。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種全frp筋增強ecc-混凝土組合梁構(gòu)件，包括下部的ecc層和上部的混凝土層，還包括frp筋骨架，frp筋骨架由縱向受拉frp筋、frp筋箍筋、frp筋腹筋及縱向架立frp筋組成，縱向受拉frp筋放置于梁構(gòu)件底部且位于frp筋箍筋內(nèi)側(cè)，frp筋架立筋放置于梁構(gòu)件頂部且位于frp筋箍筋內(nèi)側(cè)，frp筋腹筋放置在梁構(gòu)件中部且依附于frp筋箍筋的內(nèi)側(cè)；縱向受拉frp筋、frp筋架立筋、frp筋腹筋分別與frp筋箍筋綁扎在一起。

所述混凝土層為強度等級為c30以上的混凝土，ecc層是強度等級為c30以上的ecc。

ecc層和混凝土層結(jié)合后為矩形或者t形。

所述ecc層是一種纖維體積摻量在2％的纖維增強水泥基復(fù)合材料。

所述纖維是pva纖維、pp纖維、pe纖維中的至少一種。

所述frp筋是bfrp筋、cfrp筋、afrp筋或gfrp筋中的至少一種。

一種全frp筋增強ecc-混凝土組合梁構(gòu)件的制作方法，是按照下述方式進(jìn)行的：(1)根據(jù)截面尺寸要求制作模板；

(2)綁扎frp筋骨架；

(3)根據(jù)尺寸要求澆筑ecc材料；

(4)待ecc材料初凝后，澆筑混凝土，并進(jìn)行養(yǎng)護。

本發(fā)明的全frp筋增強ecc-混凝土組合梁構(gòu)件，具有延性好、耗能能力強、耐久性能好、自重輕等優(yōu)點，可應(yīng)用于建筑、橋梁、港口結(jié)構(gòu)中的梁構(gòu)件。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為矩形截面組合梁構(gòu)件橫截面示意圖。

圖2為t形截面組合梁構(gòu)件橫截面示意圖。

圖中：1、ecc層；2、混凝土層；3、frp筋箍筋；4、縱向受拉frp筋；5、縱向架立frp筋；6、frp筋腹筋。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1和2所示，一種全frp筋增強ecc-混凝土組合梁構(gòu)件，包括下部的ecc層1和上部的混凝土層2，還包括frp筋骨架，frp筋骨架由縱向受拉frp筋4、frp筋箍筋3、frp筋腹筋6及縱向架立frp筋5組成，縱向受拉frp筋4放置于梁構(gòu)件底部且位于frp筋箍筋3內(nèi)側(cè)并與之綁扎在一起，frp筋架立筋5放置于梁構(gòu)件頂部且位于frp筋箍筋3內(nèi)側(cè)并與之綁扎在一起，frp筋腹筋6放置在梁構(gòu)件中部且依附于frp筋箍筋3的內(nèi)側(cè)并與之綁扎在一起。

所述混凝土層2為強度等級為c30以上的混凝土，ecc層1是強度等級為c30以上的ecc。

ecc層1和混凝土層2結(jié)合后形成的梁構(gòu)件為矩形或者t形。

所述的ecc層1是一種以水泥、砂、礦物摻合料等材料為基體，以亂向分布短纖維為增韌材料的超高延性纖維增強水泥基復(fù)合材料，纖維體積摻量為2％左右，具有應(yīng)變硬化特性和微裂紋控制功能。所述纖維包括pva纖維、pp纖維、pe纖維中的一種或者幾種。所述的frp筋包括bfrp筋、cfrp筋、afrp筋或gfrp筋。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：(1)frp筋骨架和ecc材料重量輕，用于組合構(gòu)件時可以有效減輕組合構(gòu)件的自重，有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件向大跨度方向發(fā)展。(2)ecc材料具有優(yōu)越的延展性，當(dāng)其用于組合構(gòu)件的底部受拉區(qū)，并與frp筋骨架復(fù)合使用時，可以充分發(fā)揮frp筋骨架的高強度特性，有效節(jié)約材料。而且ecc材料的纖維橋聯(lián)作用及微裂縫開裂的機制，可以避免ecc材料與縱向受拉frp筋之間發(fā)生剪滯效應(yīng)，防止界面發(fā)生粘結(jié)破壞甚至frp筋的斷裂，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體性能。(3)ecc材料具有優(yōu)越的抗裂性能和微裂紋控制能力，當(dāng)其用于組合構(gòu)件的底部受拉區(qū)，不僅可以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎剛度、抗彎承載力、抗剪承載力和抗震性能，甚至改變結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞模式，使其由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)檠有云茐?；而且還能有效控制組合構(gòu)件裂紋的開裂高度和開裂寬度，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性能，降低劣化速率。(4)frp筋耐腐蝕性能優(yōu)越，可顯著提高惡劣環(huán)境中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性和使用壽命，減少維護費用。(5)frp筋電磁絕緣性好，可用于一些特種結(jié)構(gòu)中。

本發(fā)明所述的全frp筋增強ecc-混凝土組合梁構(gòu)件的制作方法，是按照下述方式進(jìn)行的：

(1)根據(jù)截面尺寸要求制作模板；

(2)綁扎frp筋骨架；

(3)根據(jù)尺寸要求澆筑一定高度的ecc材料；

(4)待ecc材料初凝后，澆筑混凝土，并進(jìn)行養(yǎng)護。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。