[实用新型]一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁

说明书

技术领域

本实用新型涉及，尤其涉及的是一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁。

背景技术

我国盛产竹子，且拥有量和品质均居世界首位。竹子可再生、可降解，一般3-5年即可成材。竹材的抗拉强度约为木材的2倍，抗压强度约为木材的1.5倍，竹材的比强度高于普通木材、结构用钢材、铝合金、混凝土等。竹材具有较好的弹性和韧性，变形能力强。以竹材全部或部分代替混凝土、钢材或粘土砖等建造房屋，符合“十二五”规划部署的重大任务——“绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”的根本要求，也符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的节能降耗、开发利用农林生物质资源的重点领域及优先主题。

现有的主要技术方案是将钢筋埋置在混凝土中，形成钢筋混凝土实心梁或工字形截面梁。传统混凝土梁自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大；施工要支模和拆模，工序麻烦。另外就是桥梁中应用比较广泛的箱型截面梁。

传统钢筋混凝土受弯构件是将钢筋埋置在混凝土中，形成钢筋混凝土实心梁或工字形截面梁。该类构件自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大；施工要支模和拆模，工序麻烦。箱型梁也存在一个施工工序麻烦的问题。也有其他学者提出了双钢管梁、双FRP管梁和FRP-混凝土-钢组合双壁空心梁(一种由FRP外管、钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的组合构件)。这些方案均是以矿物质资源能源为主，而地球上矿物质资源能源有限。

现有方案均是以矿物质资源为主形成的受弯构件，并且有些方案施工工序麻烦，本实用新型的目的就是要克服现有技术方案的缺点，将我国蕴藏量丰富的生物质资源运用到受弯构件体系中。

FRP为纤维增强复合材料，常用的有玻璃纤维增强复合材料(Glass FRP)和碳纤维增强复合材料(Carbon FRP)。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁。

本实用新型的技术方案如下：

一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，包括FRP矩形管(2)、混凝土(1)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。

所述的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土(1)里面布置FRP筋或钢筋。

本实用新型充分利用了3种材料(或4种)的特点，将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种梁具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点，并且施工工序简单，可应用于土木建筑结构领域中的受弯构件。

附图说明

图1、图2、图3分别为三种不同结构的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁截面图；

1为混凝土，2为FRP矩形管，3为空心原竹筒，4为FRP筋(或钢筋)。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参考图1、图2、图3，在本实用新型中，FRP、混凝土、空心原竹矩形梁包括FRP矩形管2、混凝土1和空心原竹筒3，其中空心原竹筒3布置在梁底。另外可以根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋4(或钢筋)。

该种新型构件的外管为主要包含环向或接近环向纤维的FRP矩形管2，纵向刚度很小，其主要作用是约束混凝土以及提高抗剪承载力；混凝土1和空心原竹筒3则作为主要纵向受力材料，而混凝土里面在需要时也可布置FRP筋4(或钢筋)。由于其价格较低且变形能力较好等特点，玻璃纤维增强复合材料(Glass FRP)比碳纤维增强复合材料(Carbon FRP)更适合用于制作该类构件的外管。

空心原竹筒3的个数可以根据实际情况调整(见图1或图2)。FRP筒也可以改成其他的截面形式。

所有材料及相关尺寸均需根据实际工程的需要进行计算选取。根据梁的跨度和承担的荷载大小选择梁截面尺寸(尺寸确定同普通混凝土梁构件)，然后根据梁截面尺寸确定矩形管尺寸，根据具体工程受力分析，计算所需要原竹筒的多少和尺寸，如果需要配置FRP筋或钢筋，可由计算确定，方法均同普通混凝土梁构件。

本实用新型的目的是提供一种能广泛应用于土木建筑领域的FRP-混凝土-空心原竹矩形梁，克服现有技术方案自重大、工序麻烦、耗钢量及耗混凝土量均较大或耗费矿物质资源能源比较大等缺点，用于桥梁、建筑等各类结构的受弯构件。