[發明專利]一種兼具增強和陰極保護功能的CFRP箍筋混凝土組合構件

有效

• 申請號: 202211032383.1
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115306079B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 胡彪;周英武;趙林林;邢鋒;黃曉旭
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: E04C5/06
• 分類號: E04C5/06;E04B1/64;E04C3/00;C23F13/06
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 吳志益;溫宏梅

1.一種兼具增強和陰極保護功能的CFRP箍筋混凝土組合構件，其特征在于，包括：

多根平行設置的鋼筋，多根所述鋼筋之間電性連接；

纖維材料條帶，與所述鋼筋連接；

電源；

混凝土，所述鋼筋和所述纖維材料條帶埋置于所述混凝土的空隙；

絕緣層，所述絕緣層的一側連接于所述鋼筋，所述絕緣層的另一側與所述纖維材料條帶連接；所述絕緣層設置在所述纖維材料條帶的拐角處內側表面，且所述絕緣層的寬度大于所述纖維材料條帶的寬度，所述纖維材料條帶每處與所述鋼筋連接部位均通過所述絕緣層間隔連接；

其中，所述纖維材料條帶沿多根所述鋼筋的縱向纏繞，所述纖維材料條帶、所述電源以及所述鋼筋依次電性連接；所述電源的正極、所述纖維材料條帶、所述混凝土、所述鋼筋以及所述電源的負極形成回路；

所述電源對鋼筋施加的電流根據如下方法進行確定：

V_u≥γ₁V，V_u-R≥γ₁V；

其中，V_u-R＝V_c+μV_f；V為所述混凝土組合構件外載荷的剪力設計值，V_c為混凝土的抗剪承載力，V_f為纖維材料條帶的抗剪承載力，μ為纖維材料條帶作為陽極材料劣化的折減因子，V_u為所述混凝土組合構件的抗剪承載力設計值，V_u-R為考慮所述纖維材料條帶在通電情況下性能劣化的組合構件的抗剪承載力設計值，γ₁為結構重要性系數；

其中，f_fu-avg為纖維材料條帶的設計應力水平；A_v為纖維材料條帶的截面積；d為截面的有效深度；θ為剪裂縫開裂角度；α為纖維材料條帶與梁軸線的傾角；s為纖維材料條帶的間距；

其中，f_fu為劣化后纖維材料條帶抗拉強度，f_f0為初始纖維材料條帶抗拉強度，q為通過作為陽極的纖維材料條帶的電量密度，Q為通過陽極的總電量，i為陽極電流密度，A為陽極極化面積，t為通電時間；

性能劣化的組合構件的抗剪承載力V_u-R大于外部施加的剪力V，則滿足抗剪要求；

M_u≥γ₂M，M_u-R≥γ₂M；其中，M為所述混凝土組合構件外部施加的彎矩設計值，M_u為所述混凝土組合構件的抗彎承載力設計值，M_u-R為考慮所述纖維材料條帶在通電情況下力學性能折減的組合構件的抗彎承載力設計值，γ₂為結構重要性系數；性能劣化的組合構件的抗彎承載力M_u-R大于外部施加的彎矩M，則滿足抗彎要求。

2.根據權利要求1所述的兼具增強和陰極保護功能的CFRP箍筋混凝土組合構件，其特征在于，所述混凝土組合構件的橫截面呈方形；所述鋼筋的數量至少為四根，分別位于所述混凝土的四個邊角處。

3.根據權利要求1所述的兼具增強和陰極保護功能的CFRP箍筋混凝土組合構件，其特征在于，所述混凝土組合構件的橫截面呈圓形，多根所述鋼筋呈圓形陣列分布于所述混凝土的邊緣處，所述纖維材料條帶呈螺旋狀依次纏繞在多根所述鋼筋上。

4.根據權利要求1所述的兼具增強和陰極保護功能的CFRP箍筋混凝土組合構件，其特征在于，所述纖維材料條帶由所述鋼筋一端連續纏繞至所述鋼筋的另一端，所述纖維材料條帶的表面設置有導電層。

5.根據權利要求2所述的兼具增強和陰極保護功能的CFRP箍筋混凝土組合構件，其特征在于，所述纖維材料條帶包括：

多個第一條帶，與所述混凝土的橫截面平行設置；

多個第二條帶，連接于相鄰兩個所述第一條帶；

所述第一條帶與所述第二條帶的夾角范圍在0度至90度之間。