專(zhuān)利名稱(chēng)：一種組合梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種梁，特別涉及一種組合梁。
背景技術(shù)：
我們一般把承受的外力以橫向力為主，且桿件變形以彎曲為主要變形的桿件稱(chēng)為梁，梁的應(yīng)用非常廣泛，土木、建筑等行業(yè)最為常見(jiàn)和典型，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們對(duì)梁的性能要求越來(lái)越高，以滿(mǎn)足力學(xué)性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、自重輕等條件為佳。碳纖維加強(qiáng)塑料(簡(jiǎn)稱(chēng)為CFRP)是纖維狀的碳素材料，含碳量在90%以上。它是利用各種有機(jī)纖維在惰性氣體中、高溫狀態(tài)下碳化而制得。碳纖維具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能，是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度和最高的比模量的纖維，特別是·在2000°C以上的高溫惰性環(huán)境中，碳材料是唯一強(qiáng)度不下降的物質(zhì)，是其他主要結(jié)構(gòu)材料(金屬及其合金)所無(wú)法比擬的。除了優(yōu)異的力學(xué)性能外，碳纖維還兼具其他多種優(yōu)良性能，如低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動(dòng)衰減性高、電及熱傳導(dǎo)性高、熱膨脹系數(shù)低等，在民用工業(yè)和軍用工業(yè)中均有廣泛的應(yīng)用。玻璃纖維加強(qiáng)塑料(簡(jiǎn)稱(chēng)為GFRP)是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，種類(lèi)繁多，其主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據(jù)玻璃中堿含量的多少，可分為無(wú)堿玻璃纖維(氧化鈉0% 2%，屬鋁硼硅酸鹽玻璃)、中堿玻璃纖維(氧化鈉8% 12%，屬含硼或不含硼的鈉鈣硅酸鹽玻璃)和高堿玻璃纖維(氧化鈉13%以上，屬鈉鈣硅酸鹽玻璃)。優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高，但比較性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢丨H玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個(gè)微米到二十幾米個(gè)微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/20-1/5，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常應(yīng)用與復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料、電絕緣材料、絕熱保溫材料和電路基板等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。鋼是當(dāng)今建筑行業(yè)、土木行業(yè)等應(yīng)用最廣的材料之一，但是在處于惡劣環(huán)境和需要承載較大強(qiáng)度的建筑物中或該建筑物的修復(fù)中，鋼的強(qiáng)度還是顯得不夠，在專(zhuān)利(CN202308992 U)中公開(kāi)了一種H型梁的加固結(jié)構(gòu)，它是利用在H型梁的內(nèi)側(cè)設(shè)置加固組件，SP在H型梁的兩個(gè)內(nèi)側(cè)壁之間再固連一個(gè)梁，從而提高H型梁的抗壓和抗彎性能，這種結(jié)構(gòu)不但增加了材料用量，而且縮小了 H型梁的內(nèi)側(cè)空間，局限了 H型梁的應(yīng)用范圍。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種組合梁，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是利用復(fù)合材料提高梁的承載力。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種組合梁，其特征在于，本組合梁包括兩塊翼板和設(shè)置在兩塊翼板之間的腹板，所述的腹板和翼板由GFRP材料制成一體且呈H型，兩個(gè)翼板的外側(cè)均設(shè)有CFRP材質(zhì)的加強(qiáng)板，所述的翼板和加強(qiáng)板之間通過(guò)一個(gè)連接結(jié)構(gòu)將兩者固連。[0008]本實(shí)用新型的工作原理是采用CFRP、GFRP形成一種H形的組成梁，由于翼板存在較大的正應(yīng)力，所以在翼板的外側(cè)設(shè)置CFRP材質(zhì)的加強(qiáng)板，充分利用CFRP優(yōu)異的力學(xué)性能,組合梁的腹板和翼板的內(nèi)側(cè)由于正應(yīng)力相對(duì)較小,所以采用GFRP材質(zhì)，將H型組合梁制成一體，這樣既可以提高該梁的綜合性能和承載力，而且能夠節(jié)省CFRP用量，降低工程總價(jià)。在上述的一種組合梁中，所述的連接結(jié)構(gòu)包括若干條均勻設(shè)置在翼板外表面上的連接筋，所述的加強(qiáng)板上設(shè)有與連接筋配合的連接槽。這種連接結(jié)構(gòu)可以將加強(qiáng)板迭合在翼板上，加強(qiáng)板的板面面積較大，充分發(fā)揮CFRP優(yōu)異的力學(xué)性能。在上述的一種組合梁中，作為另一種技術(shù)方案，所述的連接結(jié)構(gòu)包括開(kāi)設(shè)在翼板外側(cè)的條狀矩形槽，所述的矩形槽位于翼板的正中間且與腹板平行，所述的加強(qiáng)板插接在條形槽內(nèi)并與翼板外側(cè)面相平。加強(qiáng)板埋植在翼板內(nèi)，能夠更好的與翼板固連在一起。在上述的一種組合梁中，所述的加強(qiáng)板與翼板的接觸面上均涂有粘結(jié)劑層。在加強(qiáng)板與翼板的接觸面上均涂有粘結(jié)劑層能夠使翼板與加強(qiáng)板固定更加牢固。 在上述的一種組合梁中，所述腹板與翼板的連接處均勻設(shè)置有若干條加強(qiáng)筋。腹板與翼板的連接處設(shè)置加強(qiáng)筋，能夠增強(qiáng)翼板受到不均勻負(fù)荷時(shí)的抗壓能力，防止翼板和腹板的連接處斷裂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型采用新型材料CFRP和GFRP制成，取代傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)梁，不但使梁的強(qiáng)度大大提高，而且節(jié)省鋼材；CFRP和GFRP具有抗腐蝕性、絕緣性和抗疲勞性，使該組合梁具有更大的應(yīng)用范圍和更大的可靠度。2、本組合梁采用CFRP和GFRP兩種材質(zhì)組合而成，能很好的利用GFRP的機(jī)械強(qiáng)度和CFRP優(yōu)異的力學(xué)性能，而且節(jié)省材料。

圖I是實(shí)施例一中組合梁的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例二中組合梁結(jié)構(gòu)的爆炸圖。圖中，I、腹板；2、翼板；3、加強(qiáng)板；4、連接結(jié)構(gòu)；411、矩形槽；421、連接筋；422、連接槽；5、粘結(jié)劑層；6、加強(qiáng)筋。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例一 本組合梁包括一塊腹板I和兩塊翼板2，腹板I和翼板2由GFRP材料制成一體且呈H型，兩個(gè)翼板2的外側(cè)均設(shè)有CFRP材質(zhì)的加強(qiáng)板3，翼板2和腹板I形成H型，這種H型梁需要承受較大的機(jī)械強(qiáng)度，特別是在廠(chǎng)房?jī)?nèi)用于支撐天車(chē)的橫梁等，為了達(dá)到較好的抗震性能和機(jī)械強(qiáng)度，往往需要很厚重的鋼板，成本較高，而且使用壽命不是很高，GFRP滿(mǎn)足了這一缺陷，利用GFRP材料制成一個(gè)H型的梁，然后在兩個(gè)翼板2的外側(cè)設(shè)置一層CFRP材料的加強(qiáng)板3，因?yàn)镃FRP材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可以較好的承受組合梁的拉應(yīng)力。[0022]翼板2和加強(qiáng)板3之間通過(guò)一個(gè)連接結(jié)構(gòu)4將兩者固連，連接結(jié)構(gòu)4包括若干條均勻設(shè)置在翼板2外表面上的連接筋421，加強(qiáng)板3上設(shè)有與連接筋421配合的連接槽422，這種連接結(jié)構(gòu)4可以將加強(qiáng)板3迭合在翼板2上，加強(qiáng)板3的板面面積較大，充分發(fā)揮CFRP優(yōu)異的力學(xué)性能。加強(qiáng)板3與翼板2的接觸面上均涂有粘結(jié)劑層5，能夠使翼板2與加強(qiáng)板3固定更加牢固，腹板I與翼板2的連接處均勻還設(shè)置有若干條加強(qiáng)筋6，能夠增強(qiáng)翼板2受到不均勻負(fù)荷時(shí)的抗壓能力，防止翼板2和腹板I的連接處斷裂。實(shí)施例二 本實(shí)施例的內(nèi)容大致與實(shí)施例一相同，所不同的是連接結(jié)構(gòu)4包括開(kāi)設(shè)在翼板2外側(cè)的條狀矩形槽411，矩形槽411位于翼板2的正中間且與腹板I平行，加強(qiáng)板3插接在條形槽內(nèi)并與翼板2外側(cè)面相平，加強(qiáng)板3埋植在翼板2內(nèi)，能夠更好的與翼板2固連在一起。本組合梁的工作原理是采用CFRP、GFRP形成一種H形的組成梁，由于翼板2存在較大的拉應(yīng)力，所以在翼板2的外側(cè)設(shè)置CFRP材質(zhì)的加強(qiáng)板3，充分利用CFRP優(yōu)異的力學(xué)性能，組合梁的腹板I和翼板2的內(nèi)側(cè)由于拉應(yīng)力相對(duì)較小且需要承受較大的機(jī)械強(qiáng)度，所以采用GFRP材質(zhì)將H型組合梁制成一體，這樣既可以提高該梁的綜合性能和強(qiáng)度，而且能夠節(jié)省材料。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種組合梁，其特征在于，本組合梁包括兩塊翼板(2)和設(shè)置在兩塊翼板(2)之間的腹板(I )，所述的腹板(I)和翼板(2)由GFRP材料制成一體且呈H型，兩個(gè)翼板(2)的外側(cè)均設(shè)有CFRP材質(zhì)的加強(qiáng)板(3 )，所述的翼板(2 )和加強(qiáng)板(3 )之間通過(guò)一個(gè)連接結(jié)構(gòu)(4 )將兩者固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合梁，其特征在于，所述的連接結(jié)構(gòu)(4)包括若干條均勻設(shè)置在翼板(2)外表面上的連接筋(421)，所述的加強(qiáng)板(3)上設(shè)有與連接筋(421)配合的連接槽(422)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合梁，其特征在于，所述的連接結(jié)構(gòu)(4)包括開(kāi)設(shè)在翼板(2)外側(cè)的條狀矩形槽(411)，所述的矩形槽(411)位于翼板(2)的正中間且與腹板(I)平 行，所述的加強(qiáng)板(3)插接在條形槽內(nèi)并與翼板(2)外側(cè)面相平。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的組合梁，其特征在于，所述的加強(qiáng)板(3)與翼板(2)的接觸面上均設(shè)有粘結(jié)劑層(5 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的組合梁，其特征在于，所述腹板(I)與翼板(2)的連接處均勻設(shè)置有若干條加強(qiáng)筋(6 )。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種組合梁，屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有梁強(qiáng)度較小、材料的用量較多等技術(shù)問(wèn)題。本組合梁包括兩塊翼板和設(shè)置在兩塊翼板之間的腹板，腹板和翼板由GFRP材料制成一體且呈H型，兩個(gè)翼板的外側(cè)均設(shè)有CFRP材質(zhì)的加強(qiáng)板，翼板和加強(qiáng)板之間通過(guò)一個(gè)連接結(jié)構(gòu)將兩者固連。本實(shí)用新型具有強(qiáng)度大、可靠性高、節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E04C2/28GK202767355SQ20122043430
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者趙桂峰, 張猛 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)