一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复材纵筋‑缠绕网格箍筋增强混凝土梁及其制备方法，该混凝土梁包括混凝土部分、混凝土内部骨架，混凝土内部骨架包括纵筋组件、纵筋定位组件、网格箍筋组件，纵筋组件包括四个FRP复材纵筋，纵筋定位组件包括至少两个纵筋定位矩形箍筋；网格箍筋组件包括至少两个FRP复材缠绕网格箍筋，各FRP复材缠绕网格箍筋分别由FRP格栅缠绕于纵筋组件外围而形成；该混凝土梁施工方便、耐久性良好、力学性能优异。该制备方法包括以下步骤：a、编织FRP格栅；b、FRP复材纵筋定位固定；c、缠绕FRP格栅；d、胶合；e、浇筑混凝土；该制备方法能够有效地制备上述复材纵筋‑缠绕网格箍筋增强混凝土梁。

【技术实现步骤摘要】
一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁及其制备方法
本专利技术涉及建筑工程
，尤其涉及一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁及其制备方法。
技术介绍
在钢筋混凝土结构中，箍筋起到抗剪、抗扭、抗裂、固定主筋、防止纵筋屈曲、约束核心混凝土等一系列作用。纤维增强复合材料（FiberReinforcedPolymers，简称FRP）是一种轻质、高强、耐腐蚀等优点的新型材料，在航空、船舶、工程领域具有广阔的应用空间；采用轻质高强的纤维增强复合材料成型筋材作为箍筋，其能够大幅度地提高箍筋性能，从而提高配有FRP筋混凝土构件的性能；与传统钢材箍筋相比，FRP箍筋具有抗腐蚀性能优良、抗拉强度高、重量轻等优点，特别适用于桥梁、水工等恶劣环境下的混凝土结构。然而，但FRP筋抗剪强度低，易发生弯折和剪切破坏；对于FRP箍筋而言，在箍筋弯折处，FRP筋材性能退化明显，可对梁的抗剪性能带来不利影响；通过对FRP箍筋一系列分析可知，FRP箍筋存在以下问题，具体的：1、FRP筋的弹性模量低，同等荷载情况下，FRP箍筋将比钢材箍筋产生更大的应变，从而使梁构件出现过大变形；2、FRP筋的抗剪强度低，易发生弯折及剪切破坏，FRP箍筋弯折区性能退化明显；3、在恶劣环境长时间承受较大荷载时，FRP箍筋将产生老化和徐变，随着FRP箍筋损伤继续发展，混凝土梁构件工作性能降低；4、由于FRP材料纵横向热胀系数差异大，温差荷载作用下，FRP箍筋纵向、横向变形差较大，从而对其性能产生不利影响，降低整体混凝土构件的抗剪性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足而提供一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，该复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁施工方便、耐久性良好、力学性能优异。本专利技术的另一目的在于提供一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的制备方法，该复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的制备方法能够有效地制备上述复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，且所制备的复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁施工方便、耐久性良好、力学性能优异。为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现。一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，包括有混凝土梁主体，混凝土梁主体包括有混凝土部分、位于混凝土部分内部的混凝土内部骨架，混凝土部分与混凝土内部骨架浇筑成一体结构；混凝土内部骨架包括有纵筋组件、纵筋定位组件、网格箍筋组件，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体纵向延伸的FRP复材纵筋，纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋，各FRP复材纵筋分别纵筋定位矩形箍筋绑扎固定；网格箍筋组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的FRP复材缠绕网格箍筋，各FRP复材缠绕网格箍筋分别由FRP格栅缠绕于纵筋组件外围而形成，FRP格栅为FRP筋材采用纤维束编织工艺编织而成的格栅结构，各FRP复材缠绕网格箍筋分别通过高强浸渍胶与各FRP复材纵筋粘接成一体。其中，所述FRP复材缠绕网格箍筋由所述FRP格栅缠绕于所述纵筋组件外围至少两层而形成。其中，所述FRP复材缠绕网格箍筋中的竖向FRP筋材对齐。其中，所述FRP复材缠绕网格箍筋中的竖向FRP筋材沿着所述混凝土梁主体纵向等距排布，且各竖向FRP筋材分别与混凝土梁主体的纵向相垂直；或者，FRP复材缠绕网格箍筋中的竖向FRP筋材沿着所述混凝土梁主体纵向变距排布，且各竖向FRP筋材分别倾斜延伸。其中，所述纵筋定位矩形箍筋为由钢筋弯折而成的矩形箍筋结构；或者，纵筋定位矩形箍筋为由四个FRP筋材收尾依次粘接成矩形全围形状的矩形箍筋结构，相邻两个FRP筋材的夹角为90度。一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的制备方法，包括有以下步骤，具体的：a、采用纤维束编织工艺将FRP筋材编织成FRP格栅；b、将纵筋组件中的所有FRP复材纵筋通过纵筋定位组件进行定位固定，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体纵向延伸的FRP复材纵筋，纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋，各FRP复材纵筋分别纵筋定位矩形箍筋绑扎固定；c、将FRP格栅缠绕于纵筋组件外围至少两层以形成FRP复材缠绕网格箍筋，纵筋组件外围缠绕至少两个间隔布置的FRP复材缠绕网格箍筋，并根据FRP复材缠绕网格箍筋锚固长度要求裁剪多余部分；d、各FRP复材缠绕网格箍筋分别通过高强浸渍胶与各FRP复材纵筋粘接成一体，以完成混凝土内部骨架制备；e、将混凝土内部骨架定位放置于混凝土浇筑模具中，往混凝土浇筑模具中浇筑混凝土以形成混凝土部分，养护后即可获得复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁。其中，于所述步骤c中，在缠绕FRP格栅以形成FPR复材缠绕网格箍筋时，对FRP格栅施加预应力以保证FPR复材缠绕网格箍筋平直，且保证FPR复材缠绕网格箍筋与FRP复材纵筋贴合。其中，所述FRP复材缠绕网格箍筋中的竖向FRP筋材沿着所述混凝土梁主体纵向等距排布，且各竖向FRP筋材分别与混凝土梁主体的纵向相垂直；或者，FRP复材缠绕网格箍筋中的竖向FRP筋材沿着所述混凝土梁主体纵向变距排布，且各竖向FRP筋材分别倾斜延伸。其中，所述纵筋定位矩形箍筋为由钢筋弯折而成的矩形箍筋结构；或者，纵筋定位矩形箍筋为由四个FRP筋材收尾依次粘接成矩形全围形状的矩形箍筋结构，相邻两个FRP筋材的夹角为90度。其中，在FRP复材缠绕网格箍筋通过高强浸渍胶与各FRP复材纵筋粘接成一体后，对FRP复材缠绕网格箍筋的表面进行喷砂处理。本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其包括有混凝土梁主体，混凝土梁主体包括有混凝土部分、位于混凝土部分内部的混凝土内部骨架，混凝土部分与混凝土内部骨架浇筑成一体结构；混凝土内部骨架包括有纵筋组件、纵筋定位组件、网格箍筋组件，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体纵向延伸的FRP复材纵筋，纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋，各FRP复材纵筋分别纵筋定位矩形箍筋绑扎固定；网格箍筋组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的FRP复材缠绕网格箍筋，各FRP复材缠绕网格箍筋分别由FRP格栅缠绕于纵筋组件外围而形成，FRP格栅为FRP筋材采用纤维束编织工艺编织而成的格栅结构，各FRP复材缠绕网格箍筋分别通过高强浸渍胶与各FRP复材纵筋粘接成一体。通过上述结构设计，本专利技术的复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁具有施工方便、耐久性良好、力学性能优异的优点。本专利技术的另一有益效果为：本专利技术所述的一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的制备方法，其包括有以下步骤，具体的：a、采用纤维束编织工艺将FRP筋材编织成FRP格栅；b、将纵筋组件中的所有FRP复材纵筋通过纵筋定位组件进行定位固定，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体纵向延伸的FRP复材纵筋，纵筋定位组件包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其特征在于：包括有混凝土梁主体（1），混凝土梁主体（1）包括有混凝土部分（2）、位于混凝土部分（2）内部的混凝土内部骨架（3），混凝土部分（2）与混凝土内部骨架（3）浇筑成一体结构；/n混凝土内部骨架（3）包括有纵筋组件、纵筋定位组件、网格箍筋组件，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体（1）纵向延伸的FRP复材纵筋（4），纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体（1）纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋（5），各FRP复材纵筋（4）分别纵筋定位矩形箍筋（5）绑扎固定；网格箍筋组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体（1）纵向依次间隔布置的FRP复材缠绕网格箍筋（6），各FRP复材缠绕网格箍筋（6）分别由FRP格栅（61）缠绕于纵筋组件外围而形成，FRP格栅（61）为FRP筋材采用纤维束编织工艺编织而成的格栅结构，各FRP复材缠绕网格箍筋（6）分别通过高强浸渍胶与各FRP复材纵筋（4）粘接成一体。/n

【技术特征摘要】
1.一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其特征在于：包括有混凝土梁主体（1），混凝土梁主体（1）包括有混凝土部分（2）、位于混凝土部分（2）内部的混凝土内部骨架（3），混凝土部分（2）与混凝土内部骨架（3）浇筑成一体结构；
混凝土内部骨架（3）包括有纵筋组件、纵筋定位组件、网格箍筋组件，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体（1）纵向延伸的FRP复材纵筋（4），纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体（1）纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋（5），各FRP复材纵筋（4）分别纵筋定位矩形箍筋（5）绑扎固定；网格箍筋组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体（1）纵向依次间隔布置的FRP复材缠绕网格箍筋（6），各FRP复材缠绕网格箍筋（6）分别由FRP格栅（61）缠绕于纵筋组件外围而形成，FRP格栅（61）为FRP筋材采用纤维束编织工艺编织而成的格栅结构，各FRP复材缠绕网格箍筋（6）分别通过高强浸渍胶与各FRP复材纵筋（4）粘接成一体。


2.根据权利要求1所述的一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其特征在于：所述FRP复材缠绕网格箍筋（6）由所述FRP格栅（61）缠绕于所述纵筋组件外围至少两层而形成。


3.根据权利要求2所述的一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其特征在于：所述FRP复材缠绕网格箍筋（6）中的竖向FRP筋材对齐。


4.根据权利要求3所述的一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其特征在于：所述FRP复材缠绕网格箍筋（6）中的竖向FRP筋材沿着所述混凝土梁主体（1）纵向等距排布，且各竖向FRP筋材分别与混凝土梁主体（1）的纵向相垂直；或者，FRP复材缠绕网格箍筋（6）中的竖向FRP筋材沿着所述混凝土梁主体（1）纵向变距排布，且各竖向FRP筋材分别倾斜延伸。


5.根据权利要求1所述的一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其特征在于：所述纵筋定位矩形箍筋（5）为由钢筋弯折而成的矩形箍筋结构；或者，纵筋定位矩形箍筋（5）为由四个FRP筋材收尾依次粘接成矩形全围形状的矩形箍筋结构，相邻两个FRP筋材的夹角为90度。


6.一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤，具体的：
a、采用纤维束编织工艺将FRP筋材编织成FRP格栅（61）...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸博，郑愚，张黎飞，夏立鹏，孙璨，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44