CN103590538A

CN103590538A - 一种混凝土用非圆形筋材

Info

Publication number: CN103590538A
Application number: CN201310545272.5A
Authority: CN
Inventors: 于国友; 苗青
Original assignee: 于国友
Current assignee: Dongguan University of Technology
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-02-19
Also published as: US20150121801A1

Abstract

本发明涉及一种混凝土用非圆形筋材，该混凝土用非圆形筋材主截面包括：正方形筋材、长方形筋材、椭圆形筋材、梯形筋材、三角形筋材，及边角圆滑筋材。本发明通过采用正方形、长方形、椭圆形、梯形、三角形，及边角圆滑后的各种形状筋材代替传统的圆形筋材，使得筋材易于绑扎、节约了占用的空间，筋材拉力的合力距离混凝土边界变近或者混凝土保护层变厚，形状的改变增大了筋材与混凝土间的粘结力；为建筑的安全提供了保证。本发明包括光滑筋材和主截面为非圆形的加肋筋材。

Description

一种混凝土用非圆形筋材

技术领域

本发明属于混凝土材料技术领域.，尤其涉及一种混凝土用非圆形筋材。

背景技术

目前，筋材是指钢筋(FRP筋)混凝土用和预应力钢筋(FRP筋)混凝土用筋材，其横截面均为圆形。包括光圆筋材、带肋筋材、扭转筋材。筋材种类很多，通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小，以及在结构中的用途进行分类。如钢筋混凝土用筋材是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材，其外形分为光圆钢筋和加肋钢筋两种。钢筋在混凝土中主要承受拉应力。加肋钢筋由于肋的作用，和混凝土有较大的粘结能力，因而能更好地承受外力的作用。钢筋广泛用于各种混凝土结构、特别是建筑结构、路桥工程、铁路工程和水利工程。

传统的混凝土用筋材都是圆形的，其缺点：(1)由于是点点(线线)接触，所以圆形筋材叠加绑扎不方便，(2)圆形筋材存放占用较大空间，(3)会造成钢筋拉力的合力距离混凝土边界较远，或者造成混凝土保护层较薄，(4)筋材与混凝土间的粘结力也小。

发明内容

本发明为解决混凝土用筋材都是圆形存在的叠加绑扎不方便、存放占用较大空间、也会造成筋材拉力的合力距离混凝土边界较远、筋材与混凝土间的粘结力偏小的问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的混凝土用非圆形钢筋。

本发明实施例是这样实现的，一种混凝土用非圆形筋材，用主截面为非圆形的筋材代替传统的圆形主截面筋材；该筋材在混凝土结构中具有明确的设计承载力方向和功能，该混凝土用非圆形筋材包括：正方形筋材、长方形筋材、椭圆形筋材、梯形筋材、三角形筋材，及边角圆滑筋材。本发明包括光滑筋材和主截面为非圆形的加肋筋材。

进一步，该混凝土用非圆形筋材不仅包括钢材，也包括纤维增强复合材料，如FRP筋等。

本发明提供的混凝土用非圆形筋材，通过采用正方形、长方形、椭圆形、梯形、三角形，及边角圆滑后的各种形状筋材代替传统的圆形筋材，使得筋材易于绑扎、节约了占用的空间，筋材拉力的合力距离混凝土边界变近或者混凝土保护层变厚，增大了筋材与混凝土间的粘结力；为建筑的安全提供了保证。

附图说明

图1是本发明实施例提供的混凝土用非圆形筋材的正方形截面的示意图；

图2是本发明实施例提供的混凝土用非圆形筋材的长方形截面的示意图；

图3本发明实施例提供的混凝土用非圆形筋材的角度圆滑后的正方形截面的示意图；

图4本发明实施例提供的混凝土用非圆形筋材的角度圆滑后的长方形截面的示意图；

图5本发明实施例提供的不同形状筋材绑扎时的叠加情况示意图；

图6本发明实施例提供的不同形状筋材存放示意图；

图7本发明实施例提供的同等截面面积筋材混凝土保护层情况示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1-图4：

本发明的混凝土用非圆形筋材包括一切主截面不是圆形的筋材，包括但不限于正方形、长方形、椭圆形、梯形、三角形，及边角圆滑后的各种形状。部分形状如图1-图4所示，其中角度圆滑的目的一是减小筋材内应力集中的发生，二是减小浇注过程中骨料和砂浆在筋材周围的流动阻力。

本发明中筋材不仅包括钢材，也包括纤维增强复合材料(FRP)等其它混凝土内筋材。其用途既包括工业与民用建筑，也包括路桥、铁路、水利等领域，筋材包括光滑筋材和加肋筋材(如：螺纹钢筋、人字形和月牙形加肋等)。

通过以下比较和计算对本发明的效果作进一步的说明：

如图5所示，圆形筋材是点点(线线)接触，所以圆形筋材叠加绑扎不方便，方形钢筋是面与面的接触，便于绑扎；

如图6所示，圆形筋材存放占用较大空间，方形筋材是面与面的接触，节约了占用的空间；

如图7所示，同等截面面积的圆形筋材直径大于方形筋材，结果会造成筋材拉力的合力距离混凝土边界较远，或者造成混凝土保护层较薄，同等截面面积的圆形筋材与混凝土接触面比方形截面小，相应的筋材与混凝土间的粘结力也小；

如果假设筋材截面面积为A，则如果采用圆形筋材，其直径

d = \sqrt{\frac{4 A}{π}} = 1.128 \sqrt{A},

筋材与混凝土间的交界面周长

L_{C} = πd = \sqrt{4 πA} = 3.545 \sqrt{A};

如果采用正方形筋材，则其边长

筋材与混凝土间的交界面周长

即正方形筋材与混凝土接触面积比同等截面面积的圆形筋材增加12.83％，相应的同等截面面积方形筋材与混凝土间的粘结力比圆形筋材大12.83％。

同时，由于方形筋材截面边长a比圆形筋材直径d小12.83％，所以可使筋材混凝土保护层厚度增加0.06415倍的直径，如圆形筋材直径为20mm，则改为方形筋材后，在其它条件不变的情况下可使混凝土保护层厚度增加1.283mm，如图7所示，当考虑箍筋或多根筋材绑扎时，其保护层厚度增加更明显，当采用长方形筋材时，其保护层厚度还可进一步增大。

筋材截面投影尺寸的减小也可增大筋材间的间距，便于骨料和砂浆在筋材间的流动。

本发明中的筋材是指根据混凝土受力分布方向而布置的有明确方向和位置的、尺寸较大筋材(筋材直径一般大于3mm，长度较长)，也包括预应力钢筋、分布筋、构造筋、锚固筋等。例如，主筋和斜筋的作用主要包括承受拉力和约束混凝土开裂，箍筋的作用主要包括承受构件所受剪力并对主筋起到约束；而混凝土主要承受压力和剪力。本发明中的筋材通过绑扎的形式预先固定在混凝土特定位置后再浇筑混凝土，其作用是提高构件整体的承载能力和延性。

本发明不包括尺寸很小的、方向和位置无序分布的旨在提高混凝土材料本身抗拉抗弯强度、韧性和延性的所谓筋材(即纤维混凝土中的钢纤维或复合材料纤维)。纤维混凝土中的纤维与混凝土一起通过搅拌方式混合，其目的是提高混凝土材料本身的抗拉抗弯强度、韧性和延性。纤维截面直径一般在0.4～0.7mm，最佳长径比一般为40～70。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种混凝土用非圆形筋材，其特征在于，用主截面为非圆形的筋材代替传统的圆形主截面筋材；该筋材在混凝土结构中具有明确的设计承载力方向和功能，该混凝土用非圆形筋材包括：正方形筋材、长方形筋材、椭圆形筋材、梯形筋材、三角形筋材，及边角圆滑筋材。本发明包括光滑筋材和主截面为非圆形的加肋筋材。

2.如权利要求1所述的混凝土用非圆形筋材，其特征在于，该混凝土用非圆形筋材不仅包括钢材，也包括纤维增强复合材料，如FRP筋等。