-
专利名称
高耐久性纤维增强复合材料钢筋混凝土组合构件制作方法
-
发明者
冯鹏, 叶列平
-
公开日
2010年5月12日
-
申请日期
2009年5月27日
-
优先权日
2009年5月27日
-
申请人
清华大学
-
文档编号
E04C3/34GK201460026SQ200920108529
-
关键字
-
权利要求
提高耐久性用的纤维增强复合材料钢筋混凝土组合构件，其特征在于，是一种纤维增强复合材料-钢筋混凝土组合梁，含有钢筋混凝土梁和密闭的FRP外壳组成，其中钢筋混凝土梁，内部设有钢筋笼，密闭的FRP外壳，封闭在所述钢筋混凝土梁外，所述密封的FRP外壳由底板、侧板以及用于连接所述底板和侧板的封角组成，所述底板和侧板的内侧经过粘砂处理，以便使所述侧板和底板与内部的混凝土紧密结合2. 根据权利l要求所述的组合构件，其特征在于，所述底板和侧板设有内肋条3. 根据权利1要求所述的组合构件，其特征在于，所述底板和侧板是FRP夹心板4. 根据权利1要求所述的组合构件，其特征在于，所述的组合梁，包括上表面在内的无 法封密的区域，混凝土保护层的厚度是增大的5. 根据权利1要求所述的组合构件，其特征在于所述的组合梁，包括上表面在内的无 法封密的区域，用FRP筋材替换分布钢筋6. 提高耐久性用的FRP-钢筋混凝土组合构件，其特征在于，是一种FRP-钢筋混凝土组合柱，含有钢筋混凝土柱和密封的肋条的FRP管，其中钢筋混凝土柱，内部设有钢筋笼；密封的FRP薄壁管采用纤维缠绕成型式的，内部为所述的钢筋混凝土柱7. 根据权利6要求所述的提高耐久性用的FRP-钢筋混凝土组合构件，其特征在于所述 的组合柱，FRP管内侧有环向肋条
-
技术领域
本实用新型涉及一种采用新材料和新型构造形式的高耐久性构件，属于新材料结构领域，可用于沿海和海岛的桥梁、建筑等结构物中的受力构件
-
背景技术
-
具体实施方式
FRP-钢筋混凝土高耐久性组合构件仅使用少量的FRP材料作为构件的密闭外壳， 发挥其耐久性好的优点，用来隔绝外部有害介质对内部钢筋混凝土构件的侵蚀；构件的承 载力主要由钢筋混凝土提供，并通过合理设计FRP板材的形式使其与混凝土组合受力，提 高构件的承载力，以保证其具有长期的承载力储备；同时在施工阶段减少了模板工程，减少 了资源消耗和人工 本实用新型针对工作环境较为恶劣的桥梁、栈桥等室外结构设计了FRP-钢筋混 凝土组合梁和柱FRP-钢筋混凝土高耐久性梁由钢筋混凝土梁和密闭的FRP外壳组成其 中钢筋混凝土梁部分与传统的梁相同，表面增加的密封FRP板壳由底板、侧板以及封角构 成，内侧有肋条，都FRP板还可增加夹心减轻自重FRP带肋板在施工阶段作为模板内衬，通 过肋条以及内表面的粘砂处理使FRP板与混凝土紧密结合；使用阶段与钢筋混凝土梁共同 工作梁上表面等无法封盖的区域通过增大混凝土保护层厚度或用FRP筋材替换上部钢筋 (如负弯矩区)保证高耐久性 FRP-钢筋混凝土高耐久性柱，采用带横肋的FRP薄壁管，内部为普通钢筋混凝土 柱，FRP带肋薄壁管采用纤维缠绕成型技术生产这样的构件中，FRP形成了封闭隔离层模 壳，从而能够有效的抵抗外部环境的侵蚀作用，同时FRP壳体通过约束作用可提高构件的 受力性能 FRP-钢筋混凝土高耐久性构件具有以下特征具有良好耐久性的FRP带肋型材形 成密封的永久性模板；组合梁构件FRP模板内侧底面和侧面上带有T型或L型的肋，保证钢 筋混凝土与FRP型材的共同工作；组合柱构件FRP模板内侧面带有横肋，保证界面结合紧 密[0027] FRP-钢筋混凝土高耐久性构件的设计基于结构全生命周期，普通钢筋混凝土构件 的性能会因钢筋锈蚀等耐久性问题而衰减较快，需要通过多次维修来"跳跃式"地提高其性 能，来保证在整个使用年限内满足使用要求；而FRP-钢筋混凝土构件中的钢筋混凝土部分 的承载能力因FRP的保护而缓慢衰减，FRP部分提供的承载力基本不变，从而保证构件在设 计使用年限内不需要维修也能满足使用要求，实现了高耐久性、免维护的结构构件承载力 主要通过钢筋混凝土部分提供，FRP失效不能受力时，构件仍保证不坍塌此外，在施工中 轻质高强的FRP作为永久模板也减少了资源消耗和人力成本从长期来看，FRP-钢筋混凝 土高耐久性构件在高腐蚀环境中是一种低成本、高效率的结构形式 梁构件表面密封FRP带肋板壳采用拉挤工艺连续成型生产，柱构件FRP带肋薄壁 管采用纤维缠绕成型技术生产纤维主要采用玻璃纤维，如果条件允许，也可采用其他种类 的纤维，如碳纤维等梁、柱模板的内侧带肋，增强FRP模板与混凝土之间的粘结力模板制 作安装好之后进行内表面的粘砂处理，增加FRP板与混凝土之间的粘结力，然后安放钢筋， 进行混凝土浇筑
-
专利摘要
提高耐久性用的纤维增强复合材料钢筋混凝土组合构件属于钢筋混凝土构件技术领域，其特征在于，对于FRP梁而言，由于钢筋混凝土梁和密封在该钢筋混凝土外的密封的FRP外壳构成，所述外壳由底板、侧板以及用于连接侧板和底板的FRP封角构成，对于FRP柱而言，由于钢筋混凝土柱和密封在该钢筋混凝土外的FRP管构成，所述的底板、侧板和FRP管，统称FRP模板，设有内肋、且内侧都经过粘砂处理，增加与钢筋混凝土的紧密度。本实用新型具有耐久性好、免维护，受力性能好，施工方便、适用性广的优点。
-
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种既可节约钢筋且又可提高耐久性的纤维增强复 合材料钢筋混凝土组合构件 本实用新型的特征之一在于，是一种纤维增强复合材料钢筋混凝土组合梁，含有 钢筋混凝土梁和密闭的FRP外壳组成，其中钢筋混凝土梁，内部设有钢筋笼，密闭的FRP外 壳，封闭在所述钢筋混凝土梁外，所述密封的FRP外壳由底板、侧板以及用于连接所述底板 和侧板的封角组成，所述底板和侧板的内侧经过粘砂处理，以便使所述侧板和底板与内部 的混凝土紧密结合 本实用新型的特征之二在于，所述FRP底板和侧板设有内肋条 本实用新型的特征之三在于，所述底板和侧板是FRP夹心板 本实用新型的特征之四在于，所述组合梁，包括上表面在内的无法封密的区域，混 凝土保护层的厚度是增大的 本实用新型的特征之五在于，所述组合梁，包括上表面在内的无法封密的区域，用 FRP筋材替换分布钢筋 本实用新型的特征之六在于，是一种纤维增强复合材料钢筋混凝土组合柱，含有 钢筋混凝土柱和密封的肋条的FRP管，其中钢筋混凝土柱，内部设有钢筋笼；密封的FRP管为封闭的，内部为所述的钢筋混凝土柱 本实用新型的特征之七在于，所述FRP管内侧有环向肋条 本实用新型所述的FRP-钢筋混凝土组合构件设计巧妙，构造合理，便于使用，其 优点是 (l)耐久性好，免维护；(2)受力性能较好，长期的承载力安全储备高 (3) FRP的用量少，价格便宜，经济性好； (4)与传统的钢筋混凝土构件非常类似，相关经验成熟，施工方便； (5)适用性广，可以广泛应用于沿海及海岛的各种建筑中
专利名称：高耐久性纤维增强复合材料钢筋混凝土组合构件的制作方法混凝土耐久性问题一直是困扰工程界的一个难题，尤其是钢筋锈蚀导致的混凝土 耐久性问题，每年会造成大量的经济损失，严重的还会引发事故，造成人员、财产伤亡，这一 问题在沿海及海岛建筑中尤为突出。而现有的增强钢筋混凝土耐久性的措施，容易造成混 凝土构件截面增大、造价提高，而且很多情况下，依然不能满足使用要求。采用耐腐蚀的新 型材料——FRP(即纤维增强复合材料)作为钢筋混凝土构件的外隔离层，形成FRP-钢筋 混凝土高耐久性组合构件是一个经济、有效的解决途径。 FRP是近年来在各种工程中广泛应用的一种新型材料，是由碳纤维、玻璃纤维等高 性能纤维与树脂基体混合，经过一定的加工工艺复合而成的非金属材料。它具有很强的耐 腐蚀能力，同时还有轻质、高强、成型方便等优点，现在已经逐渐应用于结构工程当中，显示 了良好的力学和耐久性性能。但是全部采用FRP的结构形式仍存在一些问题，如连接构造 复杂、成本高昂、防火性能差以及工程人员对于FRP了解不足，造成设计上的困难等等。 本实用新型利用FRP制成永久模板，主要依靠钢筋混凝土构件承受荷载，FRP模板 作为钢筋混凝土构件的隔离保护层，并与钢筋混凝土组合受力，充分发挥了两种材料的优 点，取得了良好的效果，具有广阔的应用前景。
图1 :FRP-钢筋混凝土高耐久性梁的构造侧面示意图1. FRP底板；2. FRP封角； 3. FRP侧板；4.混凝土 ；5.钢筋笼；6.分布钢筋；7. FRP筋。 图2 :FRP-钢筋混凝土高耐久性梁的构造正面示意图。 图3 :FRP-钢筋混凝土高耐久性组合柱构造侧面示意图1. FRP管；2.肋；4.混凝 土 ；5.钢筋笼。 图4 :FRP-钢筋混凝土高耐久性组合柱构造正面示意图。
