一种高延性FRP‑混凝土梁及生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高延性FRP‑混凝土梁及生产工艺，高延性FRP‑混凝土梁外侧配置有FRP外管，高延性FRP‑混凝土梁内部受压区设有若干数量的FRP内管，受拉区则设有若干数量的FRP筋。FRP内管内填充核心混凝土，FRP内管、FRP筋与FRP外管之间填充主体混凝土。FRP外管保证结构的整体性，并承担部分剪力作用；FRP内管约束核心混凝土，使得其在压力作用下呈现出明显的延性，从而使得高延性FRP‑混凝土梁相比现有技术的混凝土梁具有明显的延性。本发明专利技术具备良好的延性、极限承载能力以及耐腐蚀性，能够促进FRP材料在土木工程中的应用。

A process for producing high ductility of FRP beams and concrete

The invention discloses a process for producing high ductility of FRP beams and concrete, high ductility FRP concrete beam lateral configuration has FRP outer tube, high ductility FRP concrete beam internal compression zone is provided with a plurality of number of FRP inner tube is provided with a tension zone of a certain number of FRP bars. FRP inner tube filled with core concrete, FRP inner tube, FRP bar and FRP tube filled between the main concrete. FRP pipe to ensure the integrity of the structure, and bear the partial shear effect; FRP tube confined concrete core, which shows obvious ductility under pressure, so that the high ductility of FRP concrete beam and concrete beam compared to the existing technology has obvious ductility. The invention has the advantages of good ductility, ultimate bearing capacity and corrosion resistance, and can promote the application of FRP material in civil engineering.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁、建筑等结构领域，特别涉及一种高延性FRP-混凝土梁及生产工艺。
技术介绍
钢筋混凝土梁及钢梁结构因为具有承载能力强、刚度大、整体性能较好等优点，因此在工程
上得到广泛的应用，钢筋混凝土梁或钢梁结构应用在野外、沿海或潮湿等环境中，钢材容易受到腐蚀，从而引发钢筋混凝土梁或钢梁结构的性能退化，甚至导致报废。因此，钢筋混凝土或钢结构在海洋等高腐蚀环境下并不是理想结构形式。纤维增强复合材料(FRP)因为具有强度高、质量轻、耐腐蚀性好、阻隔电磁辐射性能优越等特性，已被广泛应用于已有混凝土结构的维修、加固等用途，并逐渐应用于混凝土新建的结构中。通常采用FRP筋材替代钢材作为钢筋混凝土受弯构件的受拉筋材，以提升相关混凝土结构的耐久性能。但是，因为FRP筋材的材质是高强脆性材料，在FRP筋材达到其抗拉极限时，发生脆性断裂，因此，普通FRP筋-混凝土梁不能像传统钢筋混凝土梁一样，通过梁底受拉钢筋的拉伸屈服而实现延性破坏，从而使FRP在推广应用上受到一定的限制。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种高延性FRP-混凝土梁及生产工艺，旨在解决传统钢筋混凝土结构中钢筋耐久性不足和普通FRP筋材延性较差的问题，以拓展FRP筋材在混凝土梁结构中的应用范围。为实现上述目的，本专利技术提出一种高延性FRP-混凝土梁，所述高延性FRP-混凝土梁外侧配置FRP外管，所述高延性FRP-混凝土梁内部受压区配置若干FRP内管，所述高延性FRP-混凝土梁内部受拉区设有若干FRP筋，所述FRP内管内填充有核心混凝土，所述FRP内管、FRP筋与FRP外管之间填充主体混凝土。优选地，所述FRP外管、所述FRP内管及所述FRP筋的材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶之一。优选地，所述核心混凝土为自密实混凝土。优选地，所述核心混凝土内的骨料最大粒径小于所述FRP内管的四分之一内径。优选地，所述主体混凝土可为普通混凝土、高强混凝土、膨胀混凝土、自密实混凝土、回收骨料混凝土、粉煤灰混凝土、纤维混凝土之一。本专利技术还提出一种生产高延性FRP-混凝土梁的工艺，包括以下步骤：1)将所述核心混凝土浇筑于所述FRP内管内部并进行养护；2)预固定所述FRP外管，将养护完毕的所述FRP内管提前固定于所述高延性FRP-混凝土梁正常使用时的受压区域内，所述FRP筋固定于所述高延性FRP-混凝土梁的受拉区内；3)将所述FRP外管一端封固作为封闭端，并保留所述FRP外管的另一端作为所述主体混凝土的输送端；4)通过所述输送端向所述FRP外管内输送所述主体混凝土，以填充满所述FRP外管内壁与所述FRP内管及所述FRP筋之间的空间；5)封固所述FRP外管的输送端，并进行至少7天的养护。本专利技术技术方案通过在混凝土梁外侧配置FRP外管，并且在高延性FRP-混凝土梁内部受压区配置若干内部填充自密实混凝土的FRP内管，同时高延性FRP-混凝土梁内部受拉区设置FRP筋。FRP外管保证高延性FRP-混凝土梁的整体性，并承担部分抗剪力作用；FRP内管约束核心混凝土，使得核心混凝土在受压作用下的破坏呈现出明显的延性，从而使得高延性FRP-混凝土梁呈现良好的延性，能够拓展FRP材料在混凝土梁结构中的应用范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例的轴视图；图2为本专利技术一实施例的横截面视图；图3为本专利技术另一实施例的横截面视图。附图标号说明：标号名称标号名称1FRP外管4主体混凝土2FRP内管5FRP筋3核心混凝土本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提出一种高延性FRP-混凝土梁。参见图1至图3，本专利技术的高延性FRP-混凝土梁的外侧壁配置有FRP外管1，高延性FRP-混凝土梁的FRP外管1内部受压区域设置有若干数量的FRP内管2，高延性FRP-混凝土梁的FRP外管1内部受拉区设置有若干数量的FRP筋5，其中FRP内管2内部填充有核心混凝土3，而FRP外管1内壁与FRP内管2外壁及FRP筋5之间填充有主体混凝土4。在本专利技术的上述实施例中，FRP外管1、FRP内管2以及FRP筋5的材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶其中的一种；其中若干数量的FRP内管2分布于高延性FRP-混凝土梁内部受压区域内，能够在高延性FRP-混凝土梁中起到抗弯的作用；填充于FRP内管2中心的核心混凝土3为自密实混凝土，另外核心混凝土3内的骨料最大粒径小于FRP内管2的四分之一内径，以防止骨料粒径过大，使自密实混凝土灌注过程中避免因骨料的流动性较低而形成内部结构的部分空腔，从而能够将FRP内管2的内壁空间填充满；而填充于FRP外管1内壁与FRP内管2外壁以及FRP筋5之间填充的主体混凝土4可为普通混凝土、高强混凝土、膨胀混凝土、自密实混凝土、回收骨料混凝土、粉煤灰混凝土、纤维混凝土其中的一种或多种。参见图1至图3，需要说明的是，本专利技术的高延性FRP-混凝土梁的横截面不仅局限于矩形、圆形、方形等其他形状。在本专利技术的另一实施例中，配置于高延性FRP-混凝土梁内部受拉区域的FRP筋5的数量要求达到超筋标准，使得FRP-混凝土梁破坏于核心混凝土3压碎，从而实现FRP-混凝土梁的高延性。本专利技术还提出一种生产高延性FRP-混凝土梁的工艺。参见图1至图3，将核心混凝土3浇筑于FRP内管2内部空间并径一定时间养护；提前将FRP外管1固定，将养护并固化完毕的FRP内管2提前固定于高延性FRP-混凝土梁正常使用时的受压区域内，并且将FRP筋5固定于高延性FRP-混凝土梁的受拉区内；当FRP内管2和FRP筋5固定完毕后，将FRP外管1的一端进行封固处理，以便将封固的一端作为主体混凝土4灌注过程中的封固端，并且保留FRP外管1的另一端作为主体混凝土4的输送端；然后通过输送端向FRP外管1的内部输送主体混凝土4，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高延性FRP‑混凝土梁，其特征在于，所述高延性FRP‑混凝土梁外侧配置FRP外管，所述高延性FRP‑混凝土梁内部受压区配置若干FRP内管，所述高延性FRP‑混凝土梁内部受拉区设有若干FRP筋，所述FRP内管内填充有核心混凝土，所述FRP内管、FRP筋与FRP外管之间填充主体混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种高延性FRP-混凝土梁，其特征在于，所述高延性FRP-混凝土梁外侧配置FRP外管，所述高延性FRP-混凝土梁内部受压区配置若干FRP内管，所述高延性FRP-混凝土梁内部受拉区设有若干FRP筋，所述FRP内管内填充有核心混凝土，所述FRP内管、FRP筋与FRP外管之间填充主体混凝土。2.如权利要求1所述的高延性FRP-混凝土梁，其特征在于，所述FRP外管、所述FRP内管及所述FRP筋的材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶之一。3.如权利要求1所述的高延性FRP-混凝土梁，其特征在于，所述核心混凝土为自密实混凝土。4.如权利要求1所述的高延性FRP-混凝土梁，其特征在于，所述核心混凝土内的骨料最大粒径小于所述FRP内管的四分之一内径。5.如权利要求1所述的高延性FRP-混凝土梁，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：方舒，李丽娟，付兵，刘锋，涂强，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44