[發(fā)明專利]一種FRP-鋼筋-竹集成材組合箱梁

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810352379.0
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108412123A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 陳國;鄭乃浩;趙歡
• 申請（專利權）人: 南京林業(yè)大學
• 主分類號: E04C3/29
• 分類號: E04C3/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種FRP?鋼筋?竹集成材組合箱梁，包括上翼緣(1)、下翼緣(2)、邊腹板(3)、中腹板(4)、鋼筋(5)和FRP(6)。其中，邊腹板(3)位于上翼緣(1)和下翼緣(2)兩側，承擔剪應力；中腹板(4)與上翼緣(1)、下翼緣(2)通過榫接后以膠粘劑粘結，承擔剪應力；上翼緣(1)位于箱梁上部，承擔壓應力；下翼緣(2)位于箱梁下部，承擔拉應力；鋼筋(5)被包裹于下翼緣(2)內，FRP(6)通過粘貼于下翼緣(2)底部，鋼筋(5)和FRP(6)承擔拉應力。防腐涂料噴涂于箱梁表面，承擔防潮防腐的功能。本發(fā)明解決了原竹梁承載力低、剛度小和選材困難的難題，可應用于竹結構建筑中的受彎構件。

技術領域

本發(fā)明涉及一種FRP-鋼筋-竹集成材組合箱梁構件，尤其是一種竹材與其它材料的復合梁 構件，屬于土木建筑結構領域。

背景技術

為了減少對粘土粘、鋼材和水泥的依賴，節(jié)能環(huán)保、可再生的綠色建材日益受到人們的 青睞。我國擁有極其豐富的竹材資源，與木材相比，竹子具有強度高、生長快、加工簡便及 韌性好等優(yōu)點，可取代普通闊葉木材和針葉材，是一種有著廣泛應用前景的可再生原料，同 時也符合《中國制造2025》所確定的開發(fā)利用農林生物質資源的主題。

原竹結構建筑具有抗震性能好以及對環(huán)境的負荷小的特點，在我國西部地區(qū)有著廣泛的 應用。原竹梁是竹結構建筑中最常用的基本構件之一，在原竹梁的使用過程中發(fā)現，存在以 下問題：(1)破壞前無明顯征兆，表現出典型的脆性破壞特征；(2)原竹抗拉強度較低，尤 其是橫紋方向受力十分不利，使得原竹梁的承載能力偏低；(3)原竹彈性模量低，變形能力 差；(4)材料離散性較大，材質不均勻；(5)原竹存在直徑小、尖削度大、壁薄中空、易遭 蟲蛀以及嚴重的各向異性等缺陷。更為重要的是，直接暴露在室外未經防腐處理的竹材極易 遭蟲蛀、腐朽和霉變，嚴重縮短了其使用壽命。因此，有必要將原竹改性加工成膠合竹規(guī)格 材，消除原材料的缺陷并改善其力學性能。

如何改善和提高竹梁的變形能力和力學性能是其在竹結構建筑應用中所面臨的難題。竹 集成材是將速生、短周期的毛竹加工成一定規(guī)格的竹片，干燥至含水率8％～12％，再通過膠 粘劑將同方向竹片膠合成矩形截面的規(guī)格材，具有彈性模量高、力學強度高、易加工的特點。 相比原竹梁而言，FRP-鋼筋-竹集成材組合箱梁擁有更高的承載能力、更好的變形性能以及良 好的保溫隔音性能，能有效拓寬原竹開發(fā)利用的領域，提高竹資源的利用率，對廣大竹產區(qū) 經濟發(fā)展、竹產業(yè)結構調整和竹農增收致富有著巨大的作用。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的目的旨在克服現有原竹梁承載能力低、延性差和變形性能差等缺點， 提供一種力學性能好、成本低廉、結構簡單以及節(jié)能環(huán)保型的FRP-鋼筋-竹集成材組合箱梁， 用以取代原竹梁，可作為樓面梁和屋面梁應用于竹結構建筑以及竹木組合結構中。

在本發(fā)明提供了一種FRP-鋼筋-竹集成材組合箱梁，由上翼緣、下翼緣、邊腹板、中腹 板、鋼筋和FRP共同組成。其中：上翼緣位于箱梁頂部，承擔壓應力；下翼緣位于箱梁底部， 承擔拉應力，邊腹板位于箱梁的兩側，中腹板位于箱梁的中部，邊腹板和中腹板共同承擔剪 應力；邊腹板通過膠粘劑和釘子和上、下翼緣相連，中腹板與上、下翼緣榫接后用膠粘劑加 強連接；鋼筋包裹于下翼緣內，并具有一定厚度的保護層，FRP粘貼于下翼緣的底部，鋼筋 和FRP共同承擔拉應力。

本發(fā)明中，上翼緣、下翼緣均采用竹集成材，所述上、下翼緣4個角部也相應的傾斜并 進行圓角處理，回轉半徑為5mm～10mm。

本發(fā)明中，所述邊腹板和中腹板采用竹簾膠合板或竹席竹簾膠合板，邊腹板的高度低于 梁高20mm。中腹板的高度低于梁高的50mm。

本發(fā)明中，所述的鋼筋采用螺紋鋼，可為螺旋形、人字形或月牙形。將鋼筋置于竹絲束 的相應位置后，浸膠組坯壓制。為提高鋼筋和下翼緣的粘結錨固性能，鋼筋的長度比下翼緣 長40mm～80mm，外伸部分的鋼筋做彎鉤處理。