[发明专利]具有延性的FRP筋混凝土梁及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有延性的FRP筋混凝土梁及其制备方法，其中混凝土梁包括混凝土简支梁体，混凝土简支梁体内嵌有FRP筋骨架，混凝土简支梁体上开设有贯通的与混凝土简支梁体轴向平行的槽道，且槽道沿混凝土简支梁体轴向延伸的长度与混凝土简支梁体上受弯时塑性铰区域沿混凝土简支梁体轴向延伸的长度一致，受弯时塑性铰区域外侧包裹有CFRP布，该CFRP布通过由槽道穿过后绕过混凝土简支梁体表面包裹受弯时塑性铰区域。与现有技术相比，本发明在FRP筋混凝土梁受弯时，利用其塑性铰区域CFRP约束混凝土的屈服来提高FRP筋混凝土梁的延性，得以应用于实际工程。

技术领域

本发明涉及一种结构技术，尤其是涉及一种具有延性的FRP筋混凝土梁及其制备方法。

背景技术

FRP筋具有密度小、抗拉强度高、疲劳性能好、耐腐蚀性能好等特点。可将FRP筋作为预应力筋或加强筋配置于混凝土结构体内或体外，用于工程结构的加固和维修。与钢筋相比，FRP筋应用于恶劣环境中不易被腐蚀，因而在新建建筑和已有建筑的加固改造中拥有广阔的应用前景。作为线弹性材料，FRP筋具有受拉达到极限强度时突然断裂的性质，若将其用于普通混凝土梁，会因为FRP筋没有屈服点和塑性阶段而脆性破坏，因此FRP筋混凝土梁的弯曲破坏表现为脆性破坏，延性差，只有解决了这个问题，FRP筋混凝土梁才能更好的被应用在实际工程中。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有延性的FRP筋混凝土梁及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有延性的FRP筋混凝土梁，包括混凝土简支梁体，所述混凝土简支梁体内嵌有FRP筋骨架，所述混凝土简支梁体上开设有贯通的与混凝土简支梁体轴向平行的槽道，且槽道沿混凝土简支梁体轴向延伸的长度与混凝土简支梁体上受弯时塑性铰区域沿混凝土简支梁体轴向延伸的长度一致，所述受弯时塑性铰区域外侧包裹有CFRP布，该CFRP布通过由所述槽道穿过后绕过混凝土简支梁体表面包裹所述受弯时塑性铰区域。

包裹所述受弯时塑性铰区域的CFRP布共有多层。

所述CFRP布的单层厚度为0.15毫米。

所述槽道位于混凝土简支梁体的中央。

所述槽道的厚度为5毫米。

所述FRP筋骨架包括受拉纵筋、受压区架立钢筋和箍筋。

所述CFRP布的弹性模量为230Gpa，抗拉强度为3450Mpa～4600Mpa，极限伸长率为1.5％～2％。

所述槽道沿混凝土简支梁体轴向延伸的长度为：

l_p＝2(1-0.5ρf_y/f_c)h₀

其中：l_p为槽道沿混凝土简支梁体轴向延伸的长度，ρ为FRP筋的配筋率，f_y为受拉纵筋的屈服强度，f_c为混凝土抗压强度设计值，h₀为梁截面有效高度。

一种FRP筋混凝土梁的制备方法，包括：

步骤S1：确定需要制备的混凝土简支梁体中受弯时塑性铰区域的位置；

步骤S2：按照结构施工图绑扎FRP筋骨架得到筋笼；

步骤S3：根据预先确定的受弯时塑性铰区域的位置在浇筑模板上标记槽道位置，将筋笼置于模板中，并在浇筑混凝土至槽道位置时放入槽道模板，再继续浇筑混凝土至充满整个模具；

步骤S4：在混凝土简支梁体上覆盖土工布或者草帘并洒水，再用塑料布或帆布将土工布或草帘包覆后，养护7天后拆模，拆模后只覆盖土工布或者草帘，定期洒水养护20～30天；