[实用新型]预应力复材-超高性能混凝土组合梁

说明书

本实用新型公开了预应力复材‑超高性能混凝土组合梁，其包括：复材拉挤型材梁、超高性能混凝土翼缘面板、剪力连接件和预应力组合件。复材拉挤型材梁通过剪力连接件与超高性能混凝土翼缘面板连接；预应力组合件通过粘结层与复材拉挤型材梁连接；预应力组合件包括：复材手糊矩形截面管、混凝土、预应力孔洞和预应力构件，超高性能混凝土填充于复材手糊矩形截面管内，混凝土中设有预应力孔洞，预应力构件设在预应力孔洞内。将复材与混凝土组合，形成上部混凝土受压、下部复材受拉的组合梁，可在提升梁构件刚度、承载力和变形能力的基础上，减轻梁自重，并获得更佳的耐腐蚀性能和施工便捷性。

技术领域

本实用新型涉及土木建筑技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种预应力复材-超高性能混凝土组合梁。

背景技术

自19世纪以来，钢筋混凝土结构在工业与民用建筑、桥梁及隧道工程等领域的应用迅猛发展，成为世界上应用最为广泛的结构形式。然而，近几十年，钢筋混凝土结构在全球范围内暴露出了一系列耐久性问题。其中，钢筋锈蚀问题最为突出，每年在全球范围内造成大量经济财产损失。在冬季泼洒除冰盐的寒冷地区或氯离子富集的近海、海岛等地区，钢筋锈蚀问题尤为严重。而新型高性能结构材料的应用可以从根本上解决这一问题。近年来，纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，FRP，简称复材)和超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete，简称UHPC)这两种高性能建筑材料受到了越来越多的关注。

纤维增强复合材料是由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等高性能纤维与树脂基体混合，经过一定的加工工艺复合而成的非金属材料。其具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、成型方便等优点，适合在侵蚀环境中服役，现在已经广泛应用于结构工程当中，显示了良好的力学性能和耐久性。复合材料的性能与成型工艺密切相关，在各种工艺中，“拉挤”是一种工业化程度很高的连续生产工艺，生产过程中，浸渍过树脂的纤维通过高温模具的挤压，树脂与纤维充分浸润、固化，生产出来的复材拉挤型材质地密实、性能稳定、纤维方向保持一致，单向受力性能好。随着拉挤工艺的发展，拉挤型材的截面形式、尺寸更灵活，可设计性强，能够满足工程应用的需求，因而正被越来越广泛地应用于工业厂房、空间结构、多层建筑以及桥梁结构。但是复材具有剪切强度低、耐磨性和抗冲击能力差等缺点，且复材拉挤型材的板件较薄，受压时板件容易发生局部失稳。因此，多数情况下，在建筑结构中单独使用复合材料拉挤型材作为受力构件并不是一个经济合理的选择。

超高性能混凝土是一种具有高强度、高抗拉、髙韧性、低孔隙率的水泥基复合材料。相比于传统混凝土，其抗碳化、抗氯离子侵入、抗化学腐蚀能力有数量级的提高。其显著特征是超高强度、韧性和耐久性，几乎没有冻害问题，并具有应变硬化行为。

因此，本实用新型将以上两种高性能材料进行组合，可以取长补短，有效规避复材剪切强度低、耐磨性和抗冲击能力差等缺点，充分发挥复材抗拉和超高性能混凝土抗压强度高的优点，达到“1+12”的效果。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种预应力复材-超高性能混凝土组合梁。该预应力复材-超高性能混凝土组合梁通过将复材与超高性能混凝土组合，可以有效规避复材剪切强度低、耐磨性和抗冲击能力差等缺点，充分发挥复材抗拉强度高和混凝土抗压强度高的优点，形成上部混凝土受压、下部分复材受拉的组合梁，从而使该组合梁可以在提升梁构件刚度、承载力和变形能力的基础上，有效减轻梁自重，并获得更佳的耐腐蚀性能和施工便捷性。

根据本实用新型的实施例，该预应力复材-超高性能混凝土组合梁包括：超高性能混凝土翼缘面板，复材拉挤型材梁，所述复材拉挤型材梁通过剪力连接件与所述超高性能混凝土翼缘面板连接；预应力组合件，所述预应力组合件通过粘结层与所述复材拉挤型材梁连接，所述预应力组合件包括：复材手糊矩形截面管、第一混凝土、预应力孔洞和预应力构件，所述第一混凝土填充于所述复材手糊矩形截面管内，且所述第一混凝土中设有所述预应力孔洞，所述预应力构件设在所述预应力孔洞内。