[实用新型]一种轻质混凝土-竹集成材T型梁

说明书

本实用新型提供了一种轻质混凝土‑竹集成材T型梁，包括混凝土(1)、上翼缘(2)、下翼缘(3)、边腹板(4)、中腹板(5)、钢筋(6)、FRP(7)和剪力键(8)组成，其特征在于混凝土(1)位于T型梁顶部，边腹板(4)和中腹板(5)位于上翼缘(2)和下翼缘(3)中部，上翼缘(2)位于箱梁的上部，下翼缘(3)位于箱梁下部，钢筋(6)位于下翼缘(3)内，FRP(7)粘贴于下翼缘(3)底部，混凝土(1)和上翼缘(2)通过剪力键(8)连接。本实用新型具有质量轻、承载能力高和刚度大的特点，可应用于土木建筑领域中的受弯构件。

技术领域

本实用新型涉及一种轻质混凝土-竹集成材T型梁构件，尤其是一种竹材与其它材料的T 型梁构件，属于土木建筑结构领域。

背景技术

为了减少对粘土粘、钢材和水泥等高耗能、高污染建材的依赖，节能环保、可再生的绿色建材日益受到人们的青睐。我国拥有极其丰富的竹材资源，竹子具有强度高、生长快、加工简便及韧性好等优点，可取代普通阔叶木材和针叶材，是一种有着广泛应用前景的可再生原料。将竹材作为主要建材应用于工程领域利国利民，“以竹代木”有利于降低对钢材、水泥和粘土砖等传统建筑材料的依赖。竹结构建筑具有抗震性能好以及对环境的负荷小的特点，其应用范围得到不断拓展。采用原竹建造房屋，在南美的哥伦比亚、东南亚的印度和中国等国有着十分悠久的历史。原竹梁是竹结构建筑中最常用的基本构件之一，在原竹梁的使用过程中发现，存在以下问题：(1)破坏前无明显征兆，表现出典型的脆性破坏特征；(2)原竹横纹方向受力十分不利，使得原竹梁的承载能力偏低；(3)原竹弹性模量低，变形能力差； (4)竹子离散性较大，材质不均匀；(4)原竹存在直径小、尖削度大、壁薄中空、易遭虫蛀以及严重的各向异性等缺陷，增加了原竹材选用的难度，无法形成规模化生产；(5)直接暴露在室外未经防腐处理的竹材极易遭虫蛀、腐朽和霉变，严重缩短了其使用寿命。因此，有必要将原竹改性加工成工程竹型材，消除原材料的缺陷并改善其力学性能。

如何改善和提高木梁的变形能力和力学性能是其在木结构建筑应用中所面临的难题，竹集成材是将速生、短周期的毛竹加工成一定规格的竹片，干燥至含水率8％～12％，再通过胶粘剂将同方向竹片胶合成矩形截面的规格材，具有弹性模量高、力学强度高、易加工的特点。相比原竹梁而言，轻质混凝土-竹集成材T型梁拥有更高的承载能力、更好的变形性能、更好的耐火性能以及良好的隔音性能，市场应用前景十分广阔。

发明内容

本实用新型所要解决的目的旨在克服现有原竹梁承载能力低、延性差和变形性能差等缺点，提供一种力学性能好、成本低廉、结构简单以及节能环保型的轻质混凝土-竹集成材T型梁，用以取代原竹梁，可作为楼面梁和屋面梁应用于竹结构建筑以及竹木组合结构中。

在本实用新型中，轻质混凝土-竹集成材T型梁由混凝土、上翼缘、下翼缘、边腹板、中腹板、钢筋、FRP和剪力键共同组成。其中：混凝土位于T型梁的顶部，承担压应力；上翼缘位于箱梁顶部，承担压应力；下翼缘位于箱梁底部，承担拉应力，腹板位于箱梁的两侧，主要承担剪应力；腹板通过胶粘剂和上、下翼缘相连；上翼缘与混凝土通过金属剪力键连接。

本实用新型的解决方案：其包括混凝土、上翼缘、下翼缘、边腹板、中腹板、钢筋、FRP 和剪力键。所述箱梁由两块腹板对称布置于翼缘的两侧，腹板与翼缘通过胶粘剂连接，所述上翼缘与混凝土通过金属剪力键连接。

本实用新型的基本原理如下：腹板布置于箱梁侧面，其高度略低于箱梁高度，主要承担箱梁所承担的剪切力；上翼缘置于箱梁顶部，主要承担弯矩所产生的压力；下翼缘置于箱梁底部，抵抗弯矩所产生的拉力；混凝土位于T型梁的顶部，承担压力；剪力键将竹箱型梁和混凝土连接为一个整体，剪力键可为栓钉、木螺钉或螺栓等其他销类连接件。混凝土具有较高的抗压承载能力，竹材具有较高的强重比、较好的弹性和韧性，腹板具有较高的抗剪切能力、低廉的成本，通过剪力键和胶粘剂将这些材料有机结合，充分发挥各自的优点，拓宽了轻质混凝土-竹集成材T型梁在工业建筑和民用建筑中的应用范围。