[發(fā)明專利]一種局部約束纖維套管FRP-RC組合梁及其施工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310147101.7
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103195211A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃靚;黃梅梅;顏立波;戴光校;朱德舉
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: E04C3/29
• 分類號: E04C3/29;B32B37/02;B32B13/14
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種梁，特別是一種局部約束纖維套管FRP-RC組合梁及其施工方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁主要是靠鋼筋承受拉力混凝土承受壓力來共同承擔(dān)荷載的，但是鋼筋的銹蝕問題始終是阻擾鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個很棘手的問題。同時，很多情況下，混凝土的受壓區(qū)提前被壓碎，使得混凝土結(jié)構(gòu)提前破壞，鋼筋的作用不能充分的發(fā)揮出來，也阻礙了高性能混凝土的發(fā)展。而且鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在成型的過程中需要使用眾多的模板，對施工的進(jìn)度產(chǎn)生了不小的影響。為此，本專利提出一種新型的局部約束纖維套管FRP-RC組合梁。

局部約束纖維套管FRP-RC組合梁，是FRP與混凝土組合的一種新形式。它以FRP模殼外包混凝土并作為模板，F(xiàn)RP模殼與內(nèi)灌的混凝土形成整體、共同受力，充分發(fā)揮這兩種材料各自的優(yōu)勢：FRP材料的抗拉性能和混凝土材料的抗壓性能。同時，為了改善混凝土受壓區(qū)提前被壓碎的現(xiàn)狀，引入局部約束的概念，在混凝土的受壓區(qū)設(shè)置圓形纖維套管，使得混凝土梁的受壓區(qū)得到很好的橫向約束。FRP復(fù)合材料與傳統(tǒng)材料相比有很多固有的優(yōu)勢，強(qiáng)度高、剛度大、重量輕、良好的腐蝕性、耐久性等。FRP混凝土組合結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、剛度大以及良好的延性和耗能性能，由FRP混凝土構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型、具有良好受力性能的局部約束纖維套管FRP-RC組合梁。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：局部約束纖維套管FRP-RC組合梁由用于成型的FRP模殼(1)、混凝土（2）、用于提高混凝土受壓性能的圓形纖維套管(3)以及用于固定纖維套管的圓弧形臺座(4)組成。其中，F(xiàn)RP模殼是由纖維布經(jīng)環(huán)氧樹脂浸漬后在U型木模板上硬化成型的，纖維布可以是碳纖維布或者玻璃纖維布或者混雜纖維布，環(huán)氧樹脂可以根據(jù)需要選擇其類型，一般用于制作模殼用量大優(yōu)選價格相對便宜的環(huán)氧樹脂。圓形纖維套管是由纖維布經(jīng)環(huán)氧樹脂浸漬后在圓形模板上硬化成型的，纖維布可以是碳纖維布或者玻璃纖維布或者混雜纖維布。圓弧形臺座是由鋼筋經(jīng)一定的工序綁扎或焊接而成的，主要作用是固定圓形纖維套管，并在跨中提供相應(yīng)的支撐，在梁底部可以采用強(qiáng)度相同的混凝土塊固定此圓弧形臺座。FRP-RC組合梁為矩形截面，截面大小以及FRP的層數(shù)由設(shè)計計算確定，圓形纖維套管的長度由設(shè)計需要計算確定。

局部約束纖維套管FRP-RC組合梁的施工步驟如下：

1）準(zhǔn)備工作：

a)?FRP模殼的制作：事先按照需要的尺寸制作好U型木模板；將按照設(shè)計裁剪好的纖維布平鋪到平整的塑料薄膜上，用環(huán)氧樹脂將其浸漬后，連塑料薄膜一起抬起，按照預(yù)定位置放入U型木模板中，再用刮板使其與模板服貼，按照同樣地步驟鋪貼相應(yīng)的層數(shù)；接著，將浸漬好的纖維布放在模殼內(nèi)按照預(yù)定的鋪層方式縱向粘貼，用羅拉滾壓使其完全浸透并緊密粘貼，并注意保持縱向FRP的順直；注意保持模殼縱橫向間纖維布的粘結(jié)質(zhì)量，保證其具有良好的整體性能，然后將其放于常溫下固化，即制成了FRP模殼。

b)?圓形纖維套管的制作：將按照設(shè)計的圓形套管尺寸裁剪好的纖維布平鋪到平整的塑料薄膜上，用環(huán)氧樹脂將其浸漬后，連塑料薄膜一起抬起，按照預(yù)定位置纏繞到圓形模板上，再用刮板使其與模板服貼；接著，按照預(yù)定的鋪層方式粘貼相應(yīng)層數(shù)的FRP，用羅拉滾壓使其完全浸透并緊密粘貼，并注意保持FRP的平順，然后將其放于常溫下固化，即制成了圓形纖維套管。

c)圓弧形臺座的制作：將鋼筋彎曲成設(shè)計的弧度，制作成臺座上部的圓弧；使用焊接工藝制作成臺座下部的底座，用來固定上部的圓弧形鋼筋；然后再將設(shè)計好的圓弧形式的鋼筋與下部的鋼筋進(jìn)行連接，可以使用焊接和綁扎的方式使其成型，制作出兩個圓弧形臺座。????????

2）梁的成型：在制作好的FRP模殼里面，用相同混凝土強(qiáng)度等級的混凝土塊將圓弧形臺座固定在計算設(shè)計的位置上，然后將圓形纖維套管用該圓弧形的臺座固定在設(shè)計好的梁跨中的受壓區(qū)位置，再在FRP模殼的內(nèi)表面和圓形纖維套管的外表面涂刷一層厚度為0.6mm的環(huán)氧樹脂，此處所用的環(huán)氧樹脂應(yīng)能使模殼與混凝土有良好的粘結(jié)性能，待20分鐘后環(huán)氧樹脂發(fā)粘后澆筑混凝土，特別注意圓形纖維套管內(nèi)部混凝土的密實(shí)問題，將制作好的梁在室內(nèi)養(yǎng)護(hù)28天，即形成了該種局部約束纖維套管FRP-RC組合梁。

局部約束纖維套管FRP-RC組合梁有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.?使用FRP模殼作為模板，梁內(nèi)不配置鋼筋，不僅節(jié)約了成本，省去了綁扎鋼筋籠的麻煩，減少了施工的工序，從而加快了施工的進(jìn)度。