[发明专利]一种FRP筋部分钢纤维增强混凝土梁及其制备方法

说明书

本发明公开了一种FRP筋部分钢纤维增强混凝土梁及其制备方法，所述FRP筋部分钢纤维增强混凝土梁包含：由部分FRP筋和部分钢筋构成的复合筋笼以及填充浇筑在复合筋笼下部受拉区的普通混凝土和填充浇筑在复合筋笼上部受压区的钢纤维混凝土，且普通混凝土完全包裹住复合筋笼下部受拉区，钢纤维混凝土完全包裹住复合筋笼上部受压区。所述制备方法包含：1)复合筋笼及梁模具制作；2)普通混凝土制备、浇筑、振捣密实；3)钢纤维混凝土制备、浇筑、振捣密实；4)梁模具拆除、梁养护。本发明的优点有：结构简单，制备成本低，可提高梁受压区边缘混凝土的极限压应变和提高梁的极限承载力和延性，并能充分发挥并利用FRP和钢纤维的增强增韧作用。

技术领域

本发明涉及一种混凝土梁，属建筑施工领域，具体的说是涉及一种FRP筋部分钢纤维增强混凝土梁及其制备方法，其主要用于对于延性和耐腐蚀性要求较高的的结构工程中。

背景技术

近半个世纪以来，国内外大量钢筋混凝土结构都出现了因钢筋锈蚀引起耐久性不足而过早失效甚至彻底损坏的现象，因此，因钢筋锈蚀引起的耐久性不足问题，目前已经成为全世界工程界普遍关注的研究热点。

纤维增强复合材料(Fiber ReinforcedPolymer/Plastic，简称FRP)，因具备抗拉强度高，耐腐蚀性能优秀，电磁绝缘性好等优点，因此，在混凝土结构中，通常采用其来替代钢筋使用，目前也已有许多国家制定了相应的FRP混凝土结构设计规程。另外，通过在FRP混凝土中掺杂一定的纤维增强材料还可以有助于提高FRP混凝土梁的承载力和延性。

现有的纤维增强材料主要有：纤维增强水泥基复合材料(EngineeredCementitious Composites，简称ECC)、应变硬化纤维钢筋混凝土材料(Strain HardeningFiber Reinforced Concrete，简称SHFRC)以及钢纤维，其中，ECC和SHFRC材料由于成本高，故而难以在实际工程中广泛推广，钢纤维混凝土用于成本低，故而应用最广。目前已有研究表明：FRP筋全钢纤维混凝土梁和仅在梁受拉区掺钢纤维的FRP筋部分钢纤维混凝土梁，都可以有效提高FRP筋混凝土梁的承载力和延性。但是，因为FRP筋混凝土梁主要用于钢筋易锈蚀环境，当受拉区开裂后，掺在其受拉区的钢纤维作用通常不大，且现行设计规范一般也不计受拉区钢纤维混凝土的作用，反而，掺在受拉区的钢纤维还会因为锈蚀引起梁耐久性不足的问题。

由此可见，目前现有的FRP筋全钢纤维混凝土梁和仅在梁受拉区掺钢纤维的FRP筋部分钢纤维混凝土梁，都还并未充分利用FRP和钢纤维的增强增韧作用，以及并未充分发挥出FRP和钢纤维这两种材料的特性。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、能充分利用FRP和钢纤维的增强增韧作用的FRP筋部分钢纤维增强混凝土梁及其制备方法，同时还提出对单轴压缩韧性提升效果较佳的钢纤维混凝土材料配合比。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种FRP筋部分钢纤维增强混凝土梁，包含由部分FRP筋和部分钢筋构成的复合筋笼以及填充浇筑在所述复合筋笼下部受拉区的普通混凝土和填充浇筑在所述复合筋笼上部受压区的钢纤维混凝土，且所述普通混凝土完全包裹住所述复合筋笼下部受拉区，所述钢纤维混凝土完全包裹住所述复合筋笼上部受压区。

上技术方案中，所述复合筋笼的截面形状为矩形，且包含两根平行设置的受拉主FRP筋、两根平行设置的受压主钢筋及若干平行设置的箍筋，所述的两根平行设置的受拉主FRP筋依次对应穿设搭接在所述的若干平行设置的箍筋底部的两条棱边内侧，所述的两根平行设置的受压主钢筋依次对应穿设搭接在所述的若干平行设置的箍筋顶部的两条棱边内侧，相邻两根箍筋的间距为100mm。