[发明专利]延性可控的纤维增强复合材料-混凝土组合梁

说明书

技术领域

本发明属于土木工程中的组合结构领域，具体涉及在混凝土翼板受压作用力较大的区域选用增韧的钢纤维混凝土，制作成为延性可控的FRP-混凝土组合梁。

背景技术

FRP（纤维增强复合材料）相对于传统建筑材料（钢材、混凝土、木材）而言，具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳、设计灵活、可监测等优点，目前在土木工程领域得到越来越广泛的应用，FRP-混凝土组合梁充分发挥了FRP抗拉强度高和混凝土抗压强度好的优势，减轻了结构自重，在大跨空间结构中有着广阔的应用前景。但是由于FRP本身为线弹性的脆性材料，因此当前的FRP-混凝土组合梁破坏时均为脆性破坏，破坏前没有征兆，破坏发生时非常突然，这是作为结构设计需要避免的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种延性可控的纤维增强复合材料混凝土组合梁。传统钢-混凝土组合梁的延性主要由下部钢梁进入屈服阶段产生。而FRP-混凝土组合梁不具备这一特性，为了达到延性的要求，本发明创新地提出在受压区混凝土部分设置特殊装置，可以实现受压屈服段，从而提供梁的延性。

技术方案：本发明的延性可控的纤维增强复合材料混凝土组合梁包括FRP梁，普通混凝土翼板，以及跨中区域的钢纤维混凝土翼板；其结构为：该组合梁包括FRP梁，普通混凝土翼板，以及跨中区域的钢纤维混凝土翼板；其结构为：在FRP梁的上面长度方向的中间部分设置延性可控的钢纤维混凝土翼板，在延性可控的钢纤维混凝土翼板的两端设置普通混凝土翼板，三者连为一体的；延性可控的钢纤维混凝土翼板的长度为该组合梁高的一倍。

所述的钢纤维混凝土翼板，其中钢纤维的长度为6- 10 mm，直径为0.15-0.175 mm，与混凝土的比例为1.5%- 3 % 。

有益效果：本发明的延性可控的纤维增强复合材料混凝土组合梁弥补了当前FRP-混凝土组合梁破坏呈脆性的不足，使得改良后的组合梁呈延性破坏模式，既能发挥混凝土受压和FRP受拉的材料性能优势，又使得组合梁在破坏前有明显的前兆，可以采取相应的控制措施。

附图说明

图1为普通混凝土与增韧的钢纤维混凝土应力应变关系的对比。

图2为延性可控的FRP-混凝土组合梁的结构组成方式。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：本发明所述的延性可控FRP-混凝土组合梁由FRP梁1，普通混凝土翼板2，以及跨中区域延性可控的钢纤维混凝土翼板3组成。

在FRP梁1的上面长度方向的中间部分设置延性可控的钢纤维混凝土翼板3，在延性可控的钢纤维混凝土翼板3的两端设置普通混凝土翼板2，三者连为一体的；延性可控的钢纤维混凝土翼板3的长度为该组合梁高的一倍。

根据权利要求1所述的延性可控的纤维增强复合材料混凝土组合梁，其特征在于所述的钢纤维混凝土翼板3，其中钢纤维的长度为6- 10 mm，直径为0.15-0.175 mm，与混凝土的比例为1.5%- 3 %。

具体施工方式为，先将FRP梁1架设完成，然后在FRP梁1上浇注普通混凝土翼板2，待普通混凝土翼板2凝固后，浇注跨中区域的钢纤维混凝土翼板3，最后使得三个组成部分在剪力连接件的作用下连接成为一个整体共同工作。跨中区域钢纤维混凝土翼板3的长度为一倍梁高。

在组合梁受压力最大的混凝土区域选用延性较好的钢纤维混凝土，与组合梁其他区域的普通混凝土协同工作，使得FRP-混凝土组合梁在达到混凝土抗压强度后还能保持一定的延性，破坏前有明显的预兆，让使用者及时采取控制措施，避免结构完全破坏造成的损失。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。