[实用新型]新型FRP预应力复合筋

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁、水利工程和海港码头等混凝土结构中用新型FRP预应力复合筋。 

背景技术

桥梁、水利工程、海港码头等混凝土结构中预应力钢筋和普通钢筋的锈蚀，一直是国内外土木工程界所关心的课题和面临的挑战。在冬季大量使用防冻盐的地区以及临海地区，此类问题尤为突出。已有工程实践表明，为保持结构的正常使用性能所需的加固与维修费用通常是结构本身造价的数倍。 

如何提高钢筋混凝土结构的耐久性、增长它们的使用寿命是土木工程中迫在眉睫的问题。为解决此问题，人们进行了多种尝试，国内外学者从20世纪60年代就已经开始研究对策，经过近半个世纪的探索和实践，研制开发了纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastic)即FRP。FRP具有抗拉强度高、重量轻、自诊断特性、无磁性和无腐蚀行等优良特性，而且FRP棒材可做成普通钢筋的形状，因而FRP筋被认为是预应力混凝土结构中预应力钢筋和普通钢筋的一种良好的替代材料，成为目前国内外土木工程领域的研究热点之一。目前，世界上已有不少国家和地区把FRP筋应用于土木工程中，尤其是在一些恶劣环境中，FRP显示出了广阔的应用前景，因此对FRP筋混凝土结构的受力性能研究有着重大的理论意义和实际价值。 

大多数的纤维材料与钢材相比抗拉强度高，弹性模量低。由于弹性模量低，FRP筋混凝土受弯构件开裂时，构件截面中和轴急剧的上移，导致构件刚度降低，伴之而来的是构件挠度的降低和裂缝宽度的增加。增加截面的FRP筋的配筋量是可以提高构件挠度，满足设计规范的安全要求。然而，这将意味着FRP筋使用成本过高。此外，截面配筋率过高，FRP筋的高抗拉强度特点也不能在设计中充分被利用。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有延缓裂缝开展、减小裂缝宽度、提高构件刚度、增加构件强度、改善构件延性和充分利用FRP材料等优点的新型FRP预应力复合筋，以解决上述现在技术中存在的不足之处。 

解决上述技术问题的技术方案是：一种新型FRP预应力复合筋，包括高强 混凝土棱柱体和FRP筋，FRP筋埋植于高强混凝土棱柱体中，高强混凝土棱柱体两侧面还设置有肋纹。 

所述的肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面形成30～60°夹角α的斜肋纹。 

所述的FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。 

本实用新型正是为了有效利用预应力FRP筋混凝土卓越性能优势和方便施工而发明的一种新型预应力FRP筋技术，新型FRP预应力复合筋(也可称为FRP-PCPs复合筋)是指在截面较小的高强混凝土棱柱体(PCPs)中埋植预应力FRP筋，待混凝土达到设计强度后，预应力FRP筋与高强混凝土棱柱体相互组合形成了截面尺寸较小适合于轴心受拉的新型FRP预应力复合筋。该新型FRP预应力复合筋可以作为受力筋直接浇筑于各种混凝土构件(梁、板等)中受拉区域，即形成了一种新型FRP预应力混凝土构件——新型FRP预应力复合筋结构。 

与普通FRP筋混凝土相比，本实用新型具有延缓裂缝开展、减小裂缝宽度、提高构件刚度、增加构件强度、改善构件延性和充分利用FRP材料等优点，同时由于新型FRP预应力复合筋可以批量预制，与普通预应力FRP筋相比，新型FRP预应力复合筋还具有施工方便和延性更好等优点，而且由于新型FRP预应力复合筋可以进行工厂预制和定制，复合筋的制作质量和力学性能能得到严格控制。在高强混凝土棱柱体两侧面设置有肋纹，增加了两侧肋纹可以增加FRP-PCPs筋与周围混凝土的粗糙系数，提高混凝土之间的摩擦力，从而加强了新型FRP预应力复合筋与周围混凝土的粘结强度和提高新型FRP预应力复合筋构件的抗开裂能力和。因此，本实用新型之新型FRP预应力复合筋作为一种结合新型材料和预应力技术的创新结构技术具有良好研究意义和推广应用前景。