[發明專利]一種新型組合石梁

無效

• 申請號: 200910174080.1
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN101696589A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 郭子雄;劉陽;黃群賢;葉勇
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: E04C3/26
• 分類號: E04C3/26;E04G23/02;E01D1/00;E01D101/20
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 車世偉

技術領域

本發明涉及一種組合石梁，可應用于土木工程中的梁式石橋、石結構建筑、門廊和牌樓等結構的建造和既有石梁的加固改造。

背景技術

石結構是我國最古老的結構形式之一，廣泛應用于橋梁和房屋結構。花崗巖石結構材料最大優點是抗壓強度高，耐久性好，且具有天然質地美觀的優點。石結構在我國土木工程中具有悠久的歷史，最著名的古代石結構建筑包括河北省趙縣的趙州橋(拱式結構)、福建泉州的宋代洛陽橋(梁式結構)和泉州開元寺的東西雙塔等。我國部分地區，特別是福建閩南地區由于花崗巖取材方便，在大多數鄉鎮仍繼續采用石材建造房屋。石材也存在明顯的缺點，比如抗拉強度較低、材質脆且往往存在天然裂隙。因此，石材在工程應用上往往用于受壓構件，比如墻、柱和拱等。雖然也有用作梁板等受彎構件，但因需要截面較高、往往顯得過于笨重，不僅抗彎承載力較低，且存在較大的脆性破壞的危險，從而限制了花崗巖石材的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是提供一種可大幅度提高開裂承載力、抗彎承載力和抗彎剛度的新型組合石梁。

本發明的技術方案是這樣的：一種新型組合石梁，包括石梁本體，此石梁本體的受拉區沿石梁本體縱向開設有凹槽，此凹槽內縱向鋪設有施加了預應力的筋材，此筋材通過粘結材料粘結固定于此凹槽內，且此筋材的兩端分別通過錨具緊固于上述石梁本體的縱向兩端。

上述凹槽為尺寸約為上述筋材的直徑2倍的方槽或U形槽。

上述筋材為抗拉強度和彈性模量均較高的碳纖維筋或高強鋼鋼絞線。

上述粘結材料為具有高強粘結力的改性環氧樹脂結構膠或水泥基灌漿料。

采用上述方案后，與現有技術相比，本發明具有如下優點：(1)在石梁受拉區嵌入筋材可大大提高石梁的抗彎承載力，改善了石梁的脆性破壞性質，從而擴展了石結構的應用范圍，使較大跨度石梁的應用成為可能。(2)通過在筋材中施加適當水平預應力，大幅度提高了石梁的開裂彎矩和抗彎剛度，有效改善了組合石梁的使用性能。(3)有效抑制了石梁彎剪區裂縫的擴展，從而提高了石梁的抗剪性能。(4)通過材料的合理組合，使石材的抗壓強度和筋材的抗拉強度得以充分發揮，實現材料的優勢互補。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1的A-A剖示圖；

圖3為圖2的B-B剖示圖；

圖4為圖2的C-C剖示圖。

具體實施方式

本發明的一種新型組合石梁，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，包括石梁本體，本實施例中石梁本體為符合工程幾何尺寸的完整花崗巖石梁1，石梁1上位于其受拉區10的一側沿石梁1縱向開設有方槽11，方槽11內縱向鋪設有高強筋材3，高強筋材3通過專用張拉設備施加預應力，高強筋材3施加預應力的預應力水平根據使用要求計算確定，高強筋材3通過粘結材料2粘結固定于方槽11內，且高強筋材3的兩端分別通過錨具5錨固于石梁1的縱向兩端，最終使石梁1、粘結材料2和高強筋材3結合成為能夠共同受力的組合石梁。

其中，高強筋材3可用抗拉強度和彈性模量均較高的碳纖維筋或高強鋼鋼絞線；方槽11的尺寸約為高強筋材3直徑或厚度的2倍，且方槽11的縱向兩端的尺寸根據錨具5的直徑相應地加大，粘結材料2可采用改性環氧樹脂結構膠或水泥基灌漿料等高強粘結材料；錨具5為套筒式錨具或夾持式錨具。

本發明的新型組合石梁，具體的施工方案如下：

(1)根據石梁1的截面尺寸、跨度和承擔荷載大小，由抗彎承載力計算確定所需的筋材3的直徑和數量，以確定所需刨鑿凹槽的尺寸和數量。

(2)根據石梁1裂縫寬度控制要求和撓度控制要求，確定張拉預應力的水平。

(3)在石梁1上位于其受拉區10的一側沿石梁1縱向刨鑿尺寸約為筋材3直徑2倍的方槽11，方槽11的縱向兩端的尺寸根據錨具5的直徑相應地加大；

(4)在方槽11內鋪設筋材3，通過專用張拉設備張拉筋材3至預定應力水平，并通過錨具5將筋材3的兩端錨固于石梁端部。

(5)在方槽11邊粘貼美紋紙以防止填灌粘結材料2污染石材。

(6)在方槽11中填入粘結材料2，粘結材料2的用量以略低于方槽11的槽口為限，并抹平膠面。為了美觀需要，膠面也可低于石梁1表面，以在梁底形成若干凹式線條。

(7)撕去美紋紙，靜置至粘結材料2的設計強度后即可吊裝使用。