[实用新型]一种FRP筋-钢筋复合增强ECC-混凝土组合T型梁

说明书

一种FRP筋‑钢筋复合增强ECC‑混凝土组合T型梁，包括普通混凝土、ECC、FRP筋和钢筋、箍筋。所述ECC层位于T型梁受拉区，所述ECC层浇筑时不需要振捣；所述的FRP置于梁底边角处，充分利用其高强耐腐蚀等优点；在ECC层中沿构件纵向设置了受力纵筋；在ECC层下部设置了箍筋。本实用新型通过用ECC材料全部取代受拉区普通混凝土形成FRP筋‑钢筋增强ECC‑混凝土组合T型梁；为了增大ECC‑混凝土界面粘接，提出在ECC层设置横向凹槽的方法来增强界面粘结作用。本实用新型能极大的提高此类T型梁耐久性，用于工程不但经济而且施工方便。

技术领域

本实用新型涉及FRP筋-钢筋复合增强ECC-混凝土组合型梁，属建筑结构技术领域。

背景技术

传统的钢筋混凝土结构中，裂缝问题导致的工程事故经常发生；混凝土抗拉强度低、容易产生裂缝，并且一旦开裂，裂缝宽度便迅速增长，加快了有害物质侵入混凝土内部的速度，最终导致钢筋的锈蚀，促使了结构的劣化，降低了结构的耐久性。通过控制裂缝宽度的增长可以有效阻隔内部钢筋与腐蚀物质发生反应，从而降低钢筋锈蚀的速度，增加结构的耐久性。

ECC是的一种纤维增强水泥基复合材料，在拉伸和剪切负荷下呈现高延性特征。ECC作为一种具备拉伸应变硬化性能和多裂缝开展特性的新型建筑材料，已经开始在建筑行业中使用，由于ECC价格较混凝土高，钢筋混凝土梁整体使用ECC显得不经济。将ECC替代受拉区混凝土能够有效提高构件的裂缝控制能力。

纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合并经一定工艺复合形成的高性能材料。FRP 筋具有强度高、密度低和耐腐蚀等优点，FRP筋混凝土构件具有抗弯承载力高、耐久性好以及震后变形恢复能力强等优点。然而，FRP筋弹性模量低、变形大等缺点制约了其在混凝土结构中的运用。

发明内容

本实用新型的目的是，针对钢筋混凝土构件中混凝土裂缝控制能力差，受拉区容易产生裂缝，一旦开裂，裂缝宽度便迅速增长，加快了有害物质侵入混凝土内部的速度，最终导致钢筋的锈蚀，本设计提出用高强FRP筋和钢筋复合使用代替受拉区钢筋不仅可以充分发挥FRP筋抗拉强度高和耐腐蚀性能好等优点，而且能够获得较钢筋混凝土构件更高的屈服后刚度及更小的残余变形，显著提高构件的抗震承载能力和震后可修复性，构件屈服后刚度的提升还将使得塑性铰区域变大，从而降低截面曲率需求、提高构件的变形能力。本设计提出将ECC替代受拉区混凝土，利用其裂缝控制能力为FRP筋提供稳定的约束和有效的保护，从而保证FRP筋的受弯承载能力。

本实用新型的技术方案如下：FRP筋-钢筋复合增强ECC-混凝土组合T型梁，包括ECC层、普通混凝土层、箍筋、FRP筋和钢筋。所述ECC层位于中和轴的下层，所述ECC层浇筑时不需要振捣；其上表面沿构件纵向均匀布置横向凹槽；所述普通混凝土层浇注在ECC层上；在ECC层中沿构件纵向设置了受力纵筋；在ECC层下部设置了箍筋；中和轴在腹板内部。

所述ECC是一种高韧性纤维增强水泥基复合材料，由水、水泥、石英砂、高效减水剂、一级粉煤灰和PVA纤维组成。其中一级粉煤灰的含量占复合材料总质量的80％；PVA纤维占体积掺量的2％。

所述ECC层位于中和轴下面，为受拉区，全部用ECC浇筑。

所述的普通混凝土层由普通的混凝土浇筑而成。

本实用新型是通过运用ECC材料充分利用其细微裂缝能力，同时将FRP筋 -钢筋复合使用减少因FRP弹性模量低、延性差导致构件的挠度大的影响，形成一种新的FRP筋-钢筋复合增强ECC-混凝土组合T型梁。

附图说明

图1为本实用新型组合FRP筋-钢筋复合增强ECC-混凝土组合T型梁的结构示意图；

图2为ECC和混凝土受拉应力应变曲线及裂缝宽度对比图；