[实用新型]FRP筋纤维高强混凝土梁构件

说明书

技术领域

本实用新型涉及FRP筋纤维高强混凝土梁构件，属于建筑、桥梁及港口工程领域。

背景技术

目前在建筑、桥梁及港口工程领域广泛使用的普通钢筋混凝土梁具有如下缺陷：普通混凝土抗裂性差，只能使用非高强钢筋，限制了高强钢筋的使用；由于混凝土和钢筋的强度均较低，只有依靠增大梁截面尺寸和增配受力钢筋的方法提高其承载力，不仅造成材料的极大损耗，增加建筑成本和施工难度，而且大截面严重压缩了可利用空间；混凝土材料抗拉强度低，受拉区混凝土在远低于使用荷载作用下已经开裂且以较宽的主裂缝形式出现，而过大的裂缝不仅引起梁的刚度降低，挠度增大，影响结构的正常使用，给人造成不安全的心理影响，而且难以应用于大跨度结构。对于处于恶劣环境下的钢筋混凝土结构，内部钢筋在外部不良介质的侵蚀下会发生锈蚀，使得结构承载力下降，耐久性降低，使用寿命缩短。有资料表明，处于沿海地区的钢筋混凝土结构，投入使用二十年左右即产生严重的钢筋锈蚀而发生破坏。对于需要满足非(低)导电和非电磁等特殊功能要求的结构工程领域，若使用钢筋，就要求非常复杂的设计以确保每根钢筋都与周围的钢筋绝缘，这是很难实现的。

已开始应用于实际工程中的高强钢筋增强高强混凝土梁构件，充分利用了高强钢筋和高强混凝土的高强特性，可大幅度提高梁的承载能力，减小截面尺寸和材料消耗。但是，随着混凝土强度的提高，脆性逐渐增大，构件延性逐渐降低，对结构抗震等极为不利，且钢筋锈蚀问题依然存在。

FRP筋具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀、抗电磁等优点，国内外学者和技术人员将FRP筋部分或全部代替钢筋用于增强混凝土梁，以解决钢筋的锈蚀问题，并可以满足抗电磁干扰等结构的特殊使用要求。研究结果表明，FRP筋增强普通混凝土梁虽然可以有效解决钢筋锈蚀问题，但由于普通混凝土抗裂性差，抗拉强度低，而FRP筋又具有弹性模量低、应力应变关系为线弹性等特性，导致FRP筋混凝土梁构件裂缝过宽、挠度过大等，严重影响梁的正常使用功能、同时，利用FRP筋的电绝缘和易透电磁波等特有性能，采用FRP筋混凝土结构，可以有效解决钢筋混凝土结构的电磁干扰困境，现已广泛应用于敏感军用设备测试设施、医疗部门的磁共振成像设施等抗电磁干扰建筑物中。

高强混凝土是通过掺加适量的活性掺合料和高效外加剂而实现的，具有较高的抗压强度、弹性模量和较好的耐久性能，但脆性较大，高强混凝土构件的延性较差。在高强混凝土中掺加适量的钢纤维、聚丙烯纤维等短纤维，可大幅度提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折强度和韧性，显著增大结构刚度及延性性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服钢筋混凝土梁和FRP筋混凝土梁的缺陷，将性能优越的FRP筋和纤维高强混凝土两种材料结合形成FRP筋纤维高强混凝土梁。FRP筋代替钢筋可以有效解决钢筋混凝土梁中钢筋锈蚀问题，提高混凝土构件的耐久性；短纤维对高强混凝土具有显著的增强、增韧、阻裂作用，用于混凝土梁中可以使构件利用较小的截面尺寸承受较大的荷载，有效节约材料、减小结构自重，并且限制裂缝的出现与发展，减小裂缝宽度和高度，增加抗弯刚度，减少构件总挠度，大幅度提高混凝土结构的正常使用性能。而且，由于纤维对高强混凝土韧性的有效改善，可以显著提高FRP筋混凝土梁的延性及抗震性能。

为了实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

所述FRP筋纤维高强混凝土梁构件，包括纤维高强混凝土和浇筑在内的FRP筋骨架：所述梁构件横截面形状有实心矩形、空心矩形、T形或箱形；对矩形和空心矩形截面，所述的FRP筋骨架由纵向受拉FRP筋、FRP筋箍筋及纵向架立FRP筋组成，纵向受拉FRP筋和架立FRP筋依附于FRP箍筋内侧并与之绑扎在一起；对T形截面和箱形截面，所述的FRP筋骨架由纵向受拉FRP筋、FRP箍筋、架立FRP筋、梁腹分布FRP筋和顶板受力FRP筋组成，纵向受拉FRP筋依附于FRP箍筋的内侧，分布FRP筋依附于FRP筋箍筋的内侧，架立FRP筋依附于顶板受力FRP筋的内侧，顶板受力FRP筋与FRP箍筋相连形成有效连接。

所述的FRP筋包括CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋、AFRP筋；

所述的纤维高强混凝土为强度等级C50及以上，并且掺入钢纤维、塑钢纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、木质素纤维等短纤维的一种或多种的混凝土；

所述的梁构件横截面沿纵向是等截面或变截面。

本实用新型的制作步骤如下：

依据梁构件尺寸制作模板；

绑扎FRP筋骨架；

浇筑纤维高强混凝土，之后进行养护。

FRP筋纤维高强混凝土梁主要具有以下优点：