一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁制造技术

本实用新型专利技术公开了一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，包括FRP矩形管(2)、混凝土(1)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。本实用新型专利技术充分利用了3种材料(或4种)的特点，将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种梁具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点，并且施工工序简单，可应用于土木建筑结构领域中的受弯构件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及，尤其涉及的是一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁。
技术介绍
我国盛产竹子，且拥有量和品质均居世界首位。竹子可再生、可降解，一般3-5年即可成材。竹材的抗拉强度约为木材的2倍，抗压强度约为木材的I. 5倍，竹材的比强度高于普通木材、结构用钢材、铝合金、混凝土等。竹材具有较好的弹性和韧性，变形能力强。以竹材全部或部分代替混凝土、钢材或粘土砖等建造房屋，符合“十二五”规划部署的重大任务——“绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”的根本要求，也符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的节能降耗、开发利用农林生物质资源的重 点领域及优先主题。现有的主要技术方案是将钢筋埋置在混凝土中，形成钢筋混凝土实心梁或工字形截面梁。传统混凝土梁自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大；施工要支模和拆模，工序麻烦。另外就是桥梁中应用比较广泛的箱型截面梁。传统钢筋混凝土受弯构件是将钢筋埋置在混凝土中，形成钢筋混凝土实心梁或工字形截面梁。该类构件自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大；施工要支模和拆模，工序麻烦。箱型梁也存在一个施工工序麻烦的问题。也有其他学者提出了双钢管梁、双FRP管梁和FRP-混凝土 -钢组合双壁空心梁(一种由FRP外管、钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的组合构件)。这些方案均是以矿物质资源能源为主，而地球上矿物质资源能源有限。现有方案均是以矿物质资源为主形成的受弯构件，并且有些方案施工工序麻烦，本技术的目的就是要克服现有技术方案的缺点，将我国蕴藏量丰富的生物质资源运用到受弯构件体系中。FRP为纤维增强复合材料，常用的有玻璃纤维增强复合材料(Glass FRP)和碳纤维增强复合材料(Carbon FRP)。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁。本技术的技术方案如下一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，包括FRP矩形管(2)、混凝土(I)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。所述的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土(I)里面布置FRP筋或钢筋。本技术充分利用了 3种材料(或4种)的特点，将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种梁具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点，并且施工工序简单，可应用于土木建筑结构领域中的受弯构件。附图说明图I、图2、图3分别为三种不同结构的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁截面图；I为混凝土，2为FRP矩形管，3为空心原竹筒，4为FRP筋(或钢筋)。具体实施方式以下结合具体实施例，对本技术进行详细说明。参考图I、图2、图3，在本技术中，FRP、混凝土、空心原竹矩形梁包括FRP矩形管2、混凝土 I和空心原竹筒3，其中空心原竹筒3布置在梁底。另外可以根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋4 (或钢筋)。该种新型构件的外管为主要包含环向或接近环向纤维的FRP矩形管2，纵向刚度很小，其主要作用是约束混凝土以及提高抗剪承载力；混凝土 I和空心原竹筒3则作为主要纵向受力材料，而混凝土里面在需要时也可布置FRP筋4 (或钢筋)。由于其价格较低且变形能力较好等特点，玻璃纤维增强复合材料(Glass FRP)比碳纤维增强复合材料(CarbonFRP)更适合用于制作该类构件的外管。空心原竹筒3的个数可以根据实际情况调整(见图I或图2)。FRP筒也可以改成其他的截面形式。所有材料及相关尺寸均需根据实际工程的需要进行计算选取。根据梁的跨度和承担的荷载大小选择梁截面尺寸(尺寸确定同普通混凝土梁构件)，然后根据梁截面尺寸确定矩形管尺寸，根据具体工程受力分析，计算所需要原竹筒的多少和尺寸，如果需要配置FRP筋或钢筋，可由计算确定，方法均同普通混凝土梁构件。本技术的目的是提供一种能广泛应用于土木建筑领域的FRP-混凝土 -空心原竹矩形梁，克服现有技术方案自重大、工序麻烦、耗钢量及耗混凝土量均较大或耗费矿物质资源能源比较大等缺点，用于桥梁、建筑等各类结构的受弯构件。该类新型组合构件的主要优点包括①将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到受弯构件中，节省矿物质资源能源；②自重较轻构件内部的空隙有效减轻了结构自重；③施工方便FRP矩形管和空心原竹筒可作为施工时浇铸混凝土的模板，从而避免了传统混凝土结构制作及拆除模板的工序耐腐蚀性能好FRP矩形管耐腐蚀性强，如果配置适量钢筋的话，钢筋被FRP矩形管和厚混凝土层保护在内；⑤延性及抗震性能好FRP矩形管和空心原竹筒对混凝土提供约束，从而提高构件的延性。FRP矩形管的环向刚度远大于其纵向刚度，不存在屈曲问题，空心原竹筒的向外屈曲变形则被混凝土所限制。还应指出，即使从初始造价来看，该类新型组合构件也是一种经济的构件形式竹材强度高，可以节省钢材的用量；而较普通钢筋混凝土空心构件而言，该种新型构件节约了浇铸混凝土所用模板的费用；相对于实心钢筋混凝土构件而言，更节约了内部空心部分的混凝土。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。权利要求1.一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，其特征在于，包括FRP矩形管(2)、混凝土(I)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。2.根据权利要求I所述的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，其特征在于，还在混凝土(I)里面布置FRP筋或钢筋。专利摘要本技术公开了一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，包括FRP矩形管(2)、混凝土(1)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。本技术充分利用了3种材料(或4种)的特点，将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种梁具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点，并且施工工序简单，可应用于土木建筑结构领域中的受弯构件。文档编号E04C3/29GK202689337SQ20122017811公开日2013年1月23日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日专利技术者李海涛, 苏靖文, 李淑恒, 张齐生, 黄东升, 杨平 申请人:南京林业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，其特征在于，包括FRP矩形管(2)、混凝土(1)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，苏靖文，李淑恒，张齐生，黄东升，杨平，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：实用新型
国别省市：