專利名稱：一種新型預(yù)應(yīng)力frp復(fù)合筋混凝土梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種土木工程技術(shù)領(lǐng)域中的混凝土梁，特別涉及一種新型預(yù)應(yīng)力 FRP復(fù)合筋混凝土梁。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鋼筋混凝結(jié)構(gòu)，由于建筑物處于暴露性環(huán)境中，鋼筋容易發(fā)生銹蝕，特別， 是當(dāng)建筑物瀕臨海港碼頭等侵蝕性環(huán)境時，鋼筋的銹蝕問題更嚴(yán)重。在現(xiàn)有混凝土梁制備 時，為了解決這一問題，一種新方法就是采用纖維增強(qiáng)塑料(Fiber Reinforced Plastic) 筋即FRP筋代替鋼筋。與鋼筋相比，F(xiàn)RP筋具有抗拉強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好、彈性模量低、比 重小等特點(diǎn)，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中可以充分發(fā)揮其高強(qiáng)度的優(yōu)勢；但是FRP筋的應(yīng)力應(yīng) 變關(guān)系直到破壞前都呈現(xiàn)線彈性，這與具體明確的屈服臺階的鋼筋受力性能不同，使得預(yù) 應(yīng)力FRP筋混凝土構(gòu)件在破壞前沒有明顯的征兆，混凝土梁的延性差，變形大。使FRP筋混 凝土梁設(shè)計往往由裂縫寬度和變形控制，F(xiàn)RP筋材料強(qiáng)度得不到充分發(fā)揮。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種具有延緩裂縫開展、減小裂縫寬度、提 高構(gòu)件剛度、增加構(gòu)件強(qiáng)度、改善構(gòu)件延性和充分利用FRP筋材料等優(yōu)點(diǎn)的新型預(yù)應(yīng)力FRP 復(fù)合筋混凝土梁，以解決上述現(xiàn)在技術(shù)中存在的不足之處。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種新型預(yù)應(yīng)力FRP復(fù)合筋混凝土梁，包括混 凝土梁主體、非預(yù)應(yīng)力筋和箍筋，在混凝土梁主體內(nèi)上部布置非預(yù)應(yīng)力筋，在混凝土梁主體 內(nèi)下部布置有FRP-PCPs復(fù)合筋，所述的FRP-PCPS復(fù)合筋是指在截面較小的高強(qiáng)混凝土棱 柱體中埋植預(yù)應(yīng)力FRP筋，所述的箍筋箍于非預(yù)應(yīng)力筋和FRP-PCPs復(fù)合筋外側(cè)。所述的FRP-PCPS復(fù)合筋的高強(qiáng)混凝土棱柱體兩側(cè)面還設(shè)置有肋紋，所述的肋紋 或是與高強(qiáng)混凝土棱柱體底面垂直的豎肋紋或是與高強(qiáng)混凝土棱柱體底面形成30 60° 夾角β的斜肋紋。所述的FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。本實用新型之采用FRP-PCPs復(fù)合筋的混凝土梁與普通FRP筋混凝土梁相比，隨著 FRP-PCPs復(fù)合筋中所施加的預(yù)應(yīng)力水平增加，F(xiàn)RP-PCPs復(fù)合筋能非常有效減小混凝土梁 在正常使用荷載下的裂縫寬度，延緩裂縫開展，有效提高混凝土梁抗裂度，同時能明顯提高 梁的剛度，使混凝土梁能充分滿足正常使用狀態(tài)下要求，使FRP材料強(qiáng)度得到充分利用，大 大提高結(jié)構(gòu)的承載能力；并且尤為重要的是FRP-PCPs復(fù)合筋混凝土梁整個受力階段具有 一個“構(gòu)件屈服過程”，構(gòu)件表現(xiàn)出良好延性性能，極大改善了普通FRP筋混凝土梁脆性破 壞性能缺陷?？傮w而言，F(xiàn)RP-PCPs復(fù)合筋與普通FRP筋混凝土相比，具有延緩裂縫開展、減 小裂縫寬度、提高構(gòu)件剛度、增加構(gòu)件強(qiáng)度、改善構(gòu)件延性和充分利用FRP材料等優(yōu)點(diǎn)，同 時由于FRP-PCPs復(fù)合筋可以批量預(yù)制，與普通預(yù)應(yīng)力FRP筋相比，F(xiàn)RP-PCPS復(fù)合筋還具有 施工方便和延性更好等優(yōu)點(diǎn)，而且由于FRP-PCPs復(fù)合筋可以進(jìn)行工廠預(yù)制和定制，復(fù)合筋
3的制作質(zhì)量和力學(xué)性能能得到嚴(yán)格控制。下面，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型之一種新型預(yù)應(yīng)力FRP復(fù)合筋混凝土梁的 技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。

圖1 圖2 本實用新型實施例一結(jié)構(gòu)示意圖圖1 主視圖，圖2 圖1的A-A剖視 圖。圖3 本實用新型之FRP-PCPs復(fù)合筋結(jié)構(gòu)示意圖(設(shè)置有肋紋)。圖4 圖3的右視圖之一，圖5 圖3的右視圖之二。圖中1_混凝土梁主體，2-非預(yù)應(yīng)力筋，3-箍筋，4-FRP-PCPs復(fù)合筋，41-高強(qiáng)混 凝土棱柱體，42-預(yù)應(yīng)力FRP筋，43-肋紋，431-豎肋紋，432-斜肋紋。
具體實施方式
實施例一一種新型預(yù)應(yīng)力FRP復(fù)合筋混凝土梁(參見圖1 圖2)，包括混凝土梁 主體1、非預(yù)應(yīng)力筋2和箍筋3，在混凝土梁主體1內(nèi)上部布置非預(yù)應(yīng)力筋2，在混凝土梁 主體1內(nèi)下部布置有FRP-PCPs復(fù)合筋4，PCPs表示截面較小的高強(qiáng)混凝土棱柱體，所述的 FRP-PCPs復(fù)合筋是指在截面較小的高強(qiáng)混凝土棱柱體41中埋植預(yù)應(yīng)力FRP筋42，待高強(qiáng) 混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，預(yù)應(yīng)力FRP筋與高強(qiáng)混凝土棱柱體相互組合形成了截面尺寸較小 適合于軸心受拉的FRP-PCPs復(fù)合筋，所述的箍筋3箍于非預(yù)應(yīng)力筋2和FRP-PCPS復(fù)合筋 4外側(cè)。本實施例的制作過程根據(jù)結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力FRP筋42的要求長度切筋；采用千斤頂 對預(yù)應(yīng)力FRP筋42進(jìn)行張拉，張拉完畢后；把FRP筋42埋植于高強(qiáng)混凝土棱柱體41中，待 高強(qiáng)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，預(yù)應(yīng)力FRP筋與高強(qiáng)混凝土棱柱體相互組合形成了截面尺寸 較小適合于軸心受拉的FRP-PCPs預(yù)應(yīng)力復(fù)合筋4，然后再將FRP-PCPS預(yù)應(yīng)力復(fù)合筋4布置 在混凝土梁主體相應(yīng)的位置上；同時進(jìn)行非預(yù)應(yīng)力筋2和箍筋3的布置、綁扎；澆搗混凝土 注入模板，待混凝土達(dá)到所要求的抗壓強(qiáng)度，即形成了新型預(yù)應(yīng)力FRP-PCPs復(fù)合筋混凝土 梁。本實用新型之新型預(yù)應(yīng)力FRP復(fù)合筋混凝土梁截面尺寸，F(xiàn)RP筋的種類和直徑，混凝土 的強(qiáng)度、FRP-PCPs復(fù)合筋的截面尺寸，根據(jù)實際需要通過計算分析確定。作為本實用新型的一種變換，所述的FRP-PCPs復(fù)合筋的高強(qiáng)混凝土棱柱體41兩 側(cè)面還可以設(shè)置有肋紋43，所述的肋紋或是與高強(qiáng)混凝土棱柱體底面垂直的豎肋紋431或 是與高強(qiáng)混凝土棱柱體底面形成30 60°夾角β的斜肋紋432(參見圖3 圖5)，增加了 兩側(cè)肋紋可以增加FRP-PCPs復(fù)合筋與周圍混凝土的粗糙系數(shù)，提高混凝土之間的摩擦力， 從而加強(qiáng)了 FRP-PCPs復(fù)合筋與周圍混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度和提高FRP-PCPS復(fù)合筋構(gòu)件的抗開 裂能力。本實用新型各實施例所述的FRP筋可以是CFRP筋(碳纖維筋)、GFRP筋(玻璃纖 維筋)、BFRP筋(玄武巖纖維筋)或AFRP筋(芳綸纖維筋)。本實用新型不僅適用于多、高層建筑結(jié)構(gòu)，而且更適用于橋梁結(jié)構(gòu)、水工建筑物及 海港碼頭等多種建筑物。
權(quán)利要求一種新型預(yù)應(yīng)力FRP復(fù)合筋混凝土梁，包括混凝土梁主體(1)、非預(yù)應(yīng)力筋(2)和箍筋(3)，在混凝土梁主體(1)內(nèi)上部布置非預(yù)應(yīng)力筋(2)，其特征在于在混凝土梁主體(1)內(nèi)下部布置有FRP PCPs復(fù)合筋(4)，所述的FRP PCPs復(fù)合筋是指在截面較小的高強(qiáng)混凝土棱柱體(41)中埋植預(yù)應(yīng)力FRP筋(42)，所述的箍筋(3)箍于非預(yù)應(yīng)力筋(2)和FRP PCPs復(fù)合筋(4)外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型預(yù)應(yīng)力FRP復(fù)合筋混凝土梁，其特征在于所述的 FRP-PCPs復(fù)合筋的高強(qiáng)混凝土棱柱體(41)兩側(cè)面還設(shè)置有肋紋(43)，所述的肋紋或是與 高強(qiáng)混凝土棱柱體底面垂直的豎肋紋(431)或是與高強(qiáng)混凝土棱柱體底面形成30 60° 夾角β的斜肋紋(432)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型預(yù)應(yīng)力FRP復(fù)合筋混凝土梁，其特征在于所 述的FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。
專利摘要本實用新型涉及一種土木工程技術(shù)領(lǐng)域中的混凝土梁，特別涉及一種新型預(yù)應(yīng)力FRP復(fù)合筋混凝土梁。該混凝土梁包括混凝土梁主體、非預(yù)應(yīng)力筋和箍筋，在混凝土梁主體內(nèi)上部布置非預(yù)應(yīng)力筋，在混凝土梁主體內(nèi)下部布置有FRP-PCPs復(fù)合筋，所述的FRP-PCPs復(fù)合筋是指在截面較小的高強(qiáng)混凝土棱柱體中埋植預(yù)應(yīng)力FRP筋，所述的箍筋箍于非預(yù)應(yīng)力筋和FRP-PCPs復(fù)合筋外側(cè)。本實用新型具有延緩裂縫開展、減小裂縫寬度、提高構(gòu)件剛度、增加構(gòu)件強(qiáng)度、改善構(gòu)件延性和充分利用FRP筋材料等優(yōu)點(diǎn)，同時由于FRP-PCPs復(fù)合筋可以批量預(yù)制，與普通預(yù)應(yīng)力FRP筋相比，F(xiàn)RP-PCPs復(fù)合筋還具有施工方便和延性更好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E04C5/07GK201695573SQ20102023089
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者張鵬, 楊勇, 薛建陽, 鄧宇 申請人:廣西工學(xué)院;西安建筑科技大學(xué)