[發(fā)明專利]一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺旋箍筋及其方法

在審

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• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112681617A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛偉辰;胡翔
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: E04C5/07
• 分類號: E04C5/07
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本申請屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺旋箍筋及方法。該螺旋箍筋由耐腐蝕的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成，其單肢橫截面為圓形或矩形。所述的FRP螺旋箍筋由連續(xù)的FRP筋矩形線圈組成。所述的FRP螺旋箍筋類似于彈簧，可以軸向拉伸和壓縮，便于儲運和現(xiàn)場綁扎。利用FRP螺旋箍筋縱向可拉伸和壓縮特性，其矩形線圈的兩對邊與軸線的角度可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同構(gòu)件的受剪狀態(tài)，充分發(fā)揮FRP箍筋的材料強(qiáng)度。本申請具有生產(chǎn)成型方便、尺寸精準(zhǔn)、節(jié)省材料和便于施工等特點。可有效提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，適用于沿海地區(qū)以及北方大量使用化雪鹽的地區(qū)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕導(dǎo)致的耐久性問題日趨嚴(yán)重，鋼筋銹蝕已成為影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的首要原因。由于鋼箍筋處于鋼筋籠的最外側(cè)，更加容易受到環(huán)境的影響。國內(nèi)外四十多年的科學(xué)研究與工程實踐表明，采用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋(簡稱FRP筋)箍筋代替普通鋼箍筋是徹底解決上述問題行之有效的方法。FRP筋是由多股連續(xù)纖維(如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和玄武巖纖維)采用基底材料(如環(huán)氧樹脂、聚乙烯樹脂和聚酰胺樹脂等)膠合后，經(jīng)過特制的模具擠壓和拉拔成型的新型高性能材料。

目前，適用于土木工程的FRP筋通常都是拉擠成型，為了滿足錨固的要求，常見的FRP箍筋通常采用搭接的方式，如圖1所示。這些形式的FRP箍筋需要很長的搭接長度，為了形成穩(wěn)定的筋骨架，通常需要大量的綁扎，給施工帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種可以替代混凝土結(jié)構(gòu)中鋼箍筋的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺旋箍筋，該螺旋箍筋由耐腐蝕的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)制成，可有效提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，適用于沿海地區(qū)以及北方大量使用化雪鹽的地區(qū)，具有廣闊的應(yīng)用前景。本申請連續(xù)的FRP螺旋箍筋，從根本上避免了鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土構(gòu)件失效的問題，同時節(jié)省材料、避免復(fù)雜的施工工序，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)方案一

一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺旋箍筋，其特征在于，所述螺旋箍筋由連續(xù)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制筋矩形線圈組成。

其在垂直于縱向軸線的平面投影為矩形，澆筑于混凝土內(nèi)形成構(gòu)件，兩對邊線圈呈相反的螺旋狀態(tài)。進(jìn)一步的，調(diào)整矩形線圈的間距(s)以及兩對邊肢的角度(α和β)以適應(yīng)不同構(gòu)件的受剪狀態(tài)。

進(jìn)一步限定范圍，所述的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種。所述的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的樹脂為不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機(jī)樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種。

進(jìn)一步限定范圍，所述螺旋箍筋由FRP制成；更一步的，由耐腐蝕的FRP制成。FRP螺旋箍筋由連續(xù)的FRP筋矩形線圈組成，其在垂直于縱向軸線的平面投影為矩形。所述FRP筋矩形線圈的單肢橫截面為圓形或矩形。

具有生產(chǎn)成型方便、尺寸精準(zhǔn)、節(jié)省材料和便于儲運和施工等特點。

技術(shù)方案二

一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺旋箍筋應(yīng)用方法，特征在于，

步驟1，通過工廠預(yù)制，將通長的FRP筋注塑成連續(xù)的FRP筋矩形線圈，其在垂直于縱向軸線的平面投影為矩形。

步驟2，F(xiàn)RP螺旋箍筋的矩形線圈類似于彈簧，可軸向壓縮，便于儲運。

步驟3，F(xiàn)RP筋矩形線圈可類似于彈簧進(jìn)行軸向拉伸，便于現(xiàn)場綁扎。在現(xiàn)場綁扎時可利用FRP筋矩形線圈軸向便于拉伸和壓縮的特性，調(diào)整矩形線圈的間距(s)以及兩對邊肢的角度(α和β)以適應(yīng)不同構(gòu)件的受剪狀態(tài)，充分發(fā)揮FRP箍筋的材料強(qiáng)度。

附圖說明

圖1為目前常見的FRP箍筋形式。

圖2為本申請實施例FRP螺旋箍筋軸測圖。