專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型組合石梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合石梁，可應(yīng)用于土木工程中的梁式石橋、石結(jié)構(gòu)建筑、門(mén)廊和
牌樓等結(jié)構(gòu)的建造和既有石梁的加固改造。
背景技術(shù)：
石結(jié)構(gòu)是我國(guó)最古老的結(jié)構(gòu)形式之一，廣泛應(yīng)用于橋梁和房屋結(jié)構(gòu)。花崗巖石結(jié)構(gòu)材料最大優(yōu)點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，且具有天然質(zhì)地美觀的優(yōu)點(diǎn)。石結(jié)構(gòu)在我國(guó)土木工程中具有悠久的歷史，最著名的古代石結(jié)構(gòu)建筑包括河北省趙縣的趙州橋(拱式結(jié)構(gòu))、福建泉州的宋代洛陽(yáng)橋(梁式結(jié)構(gòu))和泉州開(kāi)元寺的東西雙塔等。我國(guó)部分地區(qū)，特別是福建閩南地區(qū)由于花崗巖取材方便，在大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)仍繼續(xù)采用石材建造房屋。石材也存在明顯的缺點(diǎn)，比如抗拉強(qiáng)度較低、材質(zhì)脆且往往存在天然裂隙。因此，石材在工程應(yīng)用上往往用于受壓構(gòu)件，比如墻、柱和拱等。雖然也有用作梁板等受彎構(gòu)件，但因需要截面較高、往往顯得過(guò)于笨重，不僅抗彎承載力較低，且存在較大的脆性破壞的危險(xiǎn)，從而限制了花崗巖石材的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可大幅度提高開(kāi)裂承載力、抗彎承載力和抗彎剛度的新型組合石梁。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種新型組合石梁，包括石梁本體，此石梁本體的受拉區(qū)沿石梁本體縱向開(kāi)設(shè)有凹槽，此凹槽內(nèi)縱向鋪設(shè)有施加了預(yù)應(yīng)力的筋材，此筋材通過(guò)粘結(jié)材料粘結(jié)固定于此凹槽內(nèi)，且此筋材的兩端分別通過(guò)錨具緊固于上述石梁本體的縱向兩端。 上述凹槽為尺寸約為上述筋材的直徑2倍的方槽或U形槽。 上述筋材為抗拉強(qiáng)度和彈性模量均較高的碳纖維筋或高強(qiáng)鋼鋼絞線(xiàn)。 上述粘結(jié)材料為具有高強(qiáng)粘結(jié)力的改性環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠或水泥基灌漿料。 采用上述方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(l)在石梁受拉區(qū)嵌入
筋材可大大提高石梁的抗彎承載力，改善了石梁的脆性破壞性質(zhì)，從而擴(kuò)展了石結(jié)構(gòu)的應(yīng)
用范圍，使較大跨度石梁的應(yīng)用成為可能。(2)通過(guò)在筋材中施加適當(dāng)水平預(yù)應(yīng)力，大幅度
提高了石梁的開(kāi)裂彎矩和抗彎剛度，有效改善了組合石梁的使用性能。(3)有效抑制了石梁
彎剪區(qū)裂縫的擴(kuò)展，從而提高了石梁的抗剪性能。(4)通過(guò)材料的合理組合，使石材的抗壓
強(qiáng)度和筋材的抗拉強(qiáng)度得以充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)材料的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1的A-A剖示 圖3為圖2的B-B剖示3
圖4為圖2的C-C剖示圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一種新型組合石梁，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，包括石梁本體，本實(shí)施 例中石梁本體為符合工程幾何尺寸的完整花崗巖石梁l，石梁1上位于其受拉區(qū)10的一側(cè) 沿石梁1縱向開(kāi)設(shè)有方槽11，方槽11內(nèi)縱向鋪設(shè)有高強(qiáng)筋材3，高強(qiáng)筋材3通過(guò)專(zhuān)用張拉 設(shè)備施加預(yù)應(yīng)力，高強(qiáng)筋材3施加預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力水平根據(jù)使用要求計(jì)算確定，高強(qiáng)筋材3 通過(guò)粘結(jié)材料2粘結(jié)固定于方槽11內(nèi)，且高強(qiáng)筋材3的兩端分別通過(guò)錨具5錨固于石梁1 的縱向兩端，最終使石梁1、粘結(jié)材料2和高強(qiáng)筋材3結(jié)合成為能夠共同受力的組合石梁。
其中，高強(qiáng)筋材3可用抗拉強(qiáng)度和彈性模量均較高的碳纖維筋或高強(qiáng)鋼鋼絞線(xiàn)； 方槽11的尺寸約為高強(qiáng)筋材3直徑或厚度的2倍，且方槽11的縱向兩端的尺寸根據(jù)錨具5 的直徑相應(yīng)地加大，粘結(jié)材料2可采用改性環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠或水泥基灌漿料等高強(qiáng)粘結(jié)材 料；錨具5為套筒式錨具或夾持式錨具。
本發(fā)明的新型組合石梁，具體的施工方案如下 (1)根據(jù)石梁1的截面尺寸、跨度和承擔(dān)荷載大小，由抗彎承載力計(jì)算確定所需的 筋材3的直徑和數(shù)量，以確定所需刨鑿凹槽的尺寸和數(shù)量。
(2)根據(jù)石梁1裂縫寬度控制要求和撓度控制要求，確定張拉預(yù)應(yīng)力的水平。
(3)在石梁1上位于其受拉區(qū)10的一側(cè)沿石梁1縱向刨鑿尺寸約為筋材3直徑2 倍的方槽11，方槽11的縱向兩端的尺寸根據(jù)錨具5的直徑相應(yīng)地加大；
(4)在方槽11內(nèi)鋪設(shè)筋材3，通過(guò)專(zhuān)用張拉設(shè)備張拉筋材3至預(yù)定應(yīng)力水平，并通 過(guò)錨具5將筋材3的兩端錨固于石梁端部。 (5)在方槽11邊粘貼美紋紙以防止填灌粘結(jié)材料2污染石材。
(6)在方槽11中填入粘結(jié)材料2，粘結(jié)材料2的用量以略低于方槽11的槽口為限， 并抹平膠面。為了美觀需要，膠面也可低于石梁1表面，以在梁底形成若干凹式線(xiàn)條。
(7)撕去美紋紙，靜置至粘結(jié)材料2的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即可吊裝使用。
權(quán)利要求
一種新型組合石梁，包括石梁本體，其特征在于此石梁本體的受拉區(qū)沿石梁本體縱向開(kāi)設(shè)有凹槽，此凹槽內(nèi)縱向鋪設(shè)有施加了預(yù)應(yīng)力的筋材，此筋材通過(guò)粘結(jié)材料粘結(jié)固定于此凹槽內(nèi)，且此筋材的兩端分別通過(guò)錨具緊固于上述石梁本體的縱向兩端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型組合石梁，其特征在于上述凹槽為尺寸約為上述 筋材的直徑2倍的方槽或U形槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型組合石梁，其特征在于上述筋材為抗拉強(qiáng)度和彈 性模量均較高的碳纖維筋或高強(qiáng)鋼鋼絞線(xiàn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型組合石梁，其特征在于上述粘結(jié)材料為具有高強(qiáng) 粘結(jié)力的改性環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠或水泥基灌漿料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型組合石梁，其包括石梁本體，此石梁本體的受拉區(qū)沿石梁本體縱向開(kāi)設(shè)有凹槽，此凹槽內(nèi)縱向鋪設(shè)有施加有一定水平預(yù)應(yīng)力的筋材，此筋材通過(guò)粘結(jié)材料粘結(jié)固定于此凹槽內(nèi)，且此筋材的兩端分別通過(guò)錨具緊固于上述石梁本體的縱向兩端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)在石梁本體的受拉區(qū)嵌入高強(qiáng)抗拉筋材，并通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力和錨固，以大幅度提高石梁的開(kāi)裂彎矩、彎曲剛度和抗彎承載力。本發(fā)明可應(yīng)用于較大跨度的梁式石結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具有寬度大、承載力高、不破壞石結(jié)構(gòu)風(fēng)貌和美觀等優(yōu)點(diǎn)，可在新建石結(jié)構(gòu)工程和既有石結(jié)構(gòu)的加固中推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)E04G23/02GK101696589SQ200910174080
公開(kāi)日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者劉陽(yáng), 葉勇, 郭子雄, 黃群賢 申請(qǐng)人:華僑大學(xué);