CN104912259A - 一种带肋frp管材及构件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带肋FRP管材及构件。本发明的带肋FRP管材包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有一根以上的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；FRP圆管以FRP纵丝制成，FRP管肋以FRP横丝制成；纵向FRP管肋的截面形状为T形。多个带肋FRP管材通过配套的连接件连接形成带肋FRP管材构件，可取代梁及柱中的钢筋。本发明的带肋FRP管材制作简便，能简便地拼装成带肋FRP管材构件，施工速度快，其尺寸不受带肋FRP管材尺寸的限制，根据对带肋FRP构件实际尺寸的需要灵活拼装。带肋FRP管材构件抗拉强度高、耐久性能好，整体构件结构性能优越，经济性能可观。

Description

一种带肋FRP管材及构件
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种带肋FRP管材以及该带肋FRP管材拼接成带肋构件。
背景技术
在土木工程技术应用领域，纤维增强塑料(以下简称FRP)因具有强度高、面密度小，抗疲劳和耐腐蚀性能好等特点而备受青睐，但在实际应用中，FRP材料存在价格相对钢材和混凝土较高，FRP构件的制作成本相对较大，刚度较低，针对不同结构形状的FRP构件所需要的模具的制作成本也很高，而且FRP构件的尺寸受到了制作FRP构件所需模具尺寸的限制，制约了其推广应用。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能减少材料成本、增加材料刚度、模具制作简便且便于灵活拼装的带肋FRP管材。
本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：该带肋FRP管材，它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有一根或一根以上的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板。
具体的，所述FRP圆管以FRP纵丝制成，FRP管肋以FRP横丝制成。
具体的，所述纵向FRP管肋的截面形状为T形。
进一步，当需要穿插钢筋时，在FRP圆管管体外的一根纵向FRP管肋上均匀开有若干通孔。
进一步，所述小隔板之间的FRP圆管管体上开有圆孔，以便以当该区段管体在受压时填充受压材料。
本发明的目的之二在于提供由上述带肋FRP管材通过配套的连接件连接而成的带肋FRP管材构件，该管材构件有以下几种结构：
第一种：该带肋FRP管材构件，它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有一根截面形状为T形的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；两根FRP圆管通过其各自的T形纵向FRP管肋和一根双T形纵向凹槽连接件连接而形成FRP管材构件。
第二种：该带肋FRP管材构件，它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有两根截面形状为T形的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；FRP圆管通过其各自的T形纵向FRP管肋和双T形纵向凹槽连接件相互连接延伸而形成FRP管材构件；所述FRP圆管管体外固连的两根纵向FRP管肋之间的夹角为180度或90度。
第三种：该带肋FRP管材构件，它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有三根截面形状为T形的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；FRP圆管通过其各自的T形纵向FRP管肋和双T形纵向凹槽连接件相互连接延伸而形成FRP管材构件。
具体的，所述FRP圆管管体外固连的三根纵向FRP管肋中，两根相邻管肋之间的夹角为180度，另一根与其它两根管肋之间的夹角为90度。
第四种：该带肋FRP管材构件，它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有四根截面形状为T形的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；FRP圆管通过其各自的T形纵向FRP管肋和双T形纵向凹槽连接件相互连接延伸而形成FRP管材构件；所述FRP圆管管体外固连的四根纵向FRP管肋相邻管肋之间的夹角为90度。
本发明的带肋FRP管材，分为中间的FRP圆管与其四周的FRP基本纵向管肋两部分，FRP圆管以纵丝为主，主要起抗拉作用，管肋以横丝为主，主要起抗剪作用，圆管中设置小隔板，可根据受力要求填充，小隔板之间必要时可填充受压材料，多个FRP管材按受力要求填充且通过配套的连接件连接形成带肋FRP管材构件，以及可在管肋通孔中串插钢筋，因而刚度增强，可取代梁、柱以及板中的部分或全部钢筋。采用FRP圆管为管材主体，减少了FRP材料用量，降低了成本。该带肋FRP管材制作简便，模具制作简单，且能简便地拼装成带肋FRP管材构件，施工速度快，其尺寸不受带肋FRP管材尺寸的限制，根据对带肋FRP构件实际尺寸的需要灵活拼装，以满足工程力学需要。在实际应用中，FRP-混凝土组合梁、柱及板可省去复杂的钢筋加工、绑扎工序、模板安拆的施工过程，将混凝土抗压强度高、成本低的优点与FRP抗拉强度高、耐久性能好的特点相结合，整体构件结构性能优越，经济性能可观。
附图说明
图1是本发明实施例1带肋FRP管材的立体结构示意图。
图2是图1的横剖面图。
图3是图2的A-A剖面图。
图4是图3中小隔板的正面视图。
图5是本发明实施例2带肋FRP管材构件的立体结构示意图。
图6是图5的横剖面图。
图7是图5中连接件的立体结构示意图。
图8是图7的横剖面图。
图9是图5中一根带肋FRP管材和一根连接件连接的横剖面图。
图10是本发明实施例3带肋FRP管材构件的横剖面图。
图11是本发明实施例4带肋FRP管材的立体结构示意图。
图12是图11的横剖面图。
图13是本发明实施例5带肋FRP管材的立体结构示意图。
图14是图13的横剖面图。
图15是本发明实施例6带肋FRP管材的立体结构示意图。
图16是图15的横剖面图。
图17是本发明实施例7带肋FRP管材的立体结构示意图。
图18是图17的横剖面图。
图19是本发明实施例8带肋FRP管材的立体结构示意图。
图20是图19所示带肋FRP管材拼接成带肋FRP管材构件的立体结构示意图。
图21是图20所示带肋FRP管材构件插有钢筋时的立体结构示意图。
图22是本发明实施例1带肋FRP管材上面浇注混凝土的立体结构示意图。
图23是本发明实施例2带肋FRP管材构件上面浇注混凝土的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：
参见图1至图4，本实施例的带肋FRP管材包括作为主体的FRP圆管1，在FRP圆管1的管体外固连有四根纵向FRP管肋2，四根纵向FRP管肋2相邻管肋之间的夹角为90度。在FRP圆管1的管体内均匀设有横向的小隔板3，小隔板3的数量根据受力要求填充，增加管材刚度；小隔板之间的FRP圆管管体上还可开设圆孔，必要时在小隔板之间的管体内填充受压材料。其中，FRP圆管1以FRP纵丝制成，主要起抗拉作用，FRP管肋2以FRP横丝制成，主要起抗剪作用，结合管材以纵向受力为主，管肋以横向受力为主，这充分利用了材料的力学性能。从图1、图2中可见，纵向FRP管肋2的截面形状为T形，这一设计明显增大了与混凝土的接触面积。
实施例2：
参见图5至图9，本实施例的带肋FRP管材构件，是由实施例1的带肋FRP管材通过双T形纵向凹槽连接件4依次连接而成的。从图5、图6中可见，各带肋FRP管材通过其各自两侧同一平面内的T形纵向FRP管肋2和双T形纵向凹槽连接件4相互依次连接延伸而形成带肋FRP管材构件。两带肋FRP管材连接时，将其T形纵向FRP管肋2的T形头部从连接件4的端部插入连接件4相应的T形凹槽中。
实施例3：
参见图10，本实施例与实施例2不同的是，带肋FRP管材之间的连接方式有所变换。从图10中可见，以一个带肋FRP管材为中心，其四个T形纵向FRP管肋2分别通过双T形纵向凹槽连接件4与其它四个带肋FRP管材连接而形成带肋FRP管材构件。
实施例4：
参见图11至图12，是另一种带肋FRP管材，与实施例1不同的是，在FRP圆管1的管体外固连一根纵向FRP管肋2。如此两个带肋FRP管材可以通过其各自的T形纵向FRP管肋和一根双T形纵向凹槽连接件连接而形成FRP管材构件。
实施例5：
参见图13至图14，本实施例的带肋FRP管材，与实施例1不同的是，在FRP圆管1的管体外固连两根相互夹角成180度的纵向FRP管肋2。与实施例2相似，各带肋FRP管材可以通过其各自两侧同一平面内的T形纵向FRP管肋2和双T形纵向凹槽连接件4相互依次连接延伸而形成带肋FRP管材构件。
实施例6：
参见图15至图16，本实施例的带肋FRP管材，与实施例5不同的是，在FRP圆管1的管体外固连两根相互夹角成90度的纵向FRP管肋2。该带肋FRP管材的一个或两个纵向FRP管肋2上可以通过双T形纵向凹槽连接件4与另外一个或两个带肋FRP管材连接而形成带肋FRP管材构件。除此，还可以灵活拼接而构成其它形式的带肋FRP管材构件。
实施例7：
参见图17至图18，本实施例的带肋FRP管材，是在FRP圆管1的管体外固连三根纵向FRP管肋2。从图17、18中可见，三根纵向FRP管肋中，两根相邻管肋之间的夹角为180度，另一根与其它两根管肋之间的夹角为90度。用该带肋FRP管材通过双T形纵向凹槽连接件4拼接成带肋FRP管材构件时，可参照实施例2的连接方式。
实施例8：
参见图19至图21，本实施例的带肋FRP管材，与实施例1不同的是，在四根纵向FRP管肋2中的一根管肋上均匀开有若干通孔5，其截面形状可为圆形、椭圆形、弧形、多边形(边数n>3)，通孔5内面层混凝土可与管肋形成“销栓”效应，增大了带肋FRP管材与面层混凝土的机械咬合力，有效提高了接触面的抗剪性能。由该带肋FRP管材拼接成带肋FRP管材构件的连接方式与实施例2相同，如图18所示。参见图19，在横向通孔5中穿插横向钢筋6，实现了横向配筋，改善了FRP与混凝土组合桥面板的受力性能。
参见图22，是实施例1所示带肋FRP管材上面浇注混凝土的立体结构示意图。参见图23，是实施例2所示带肋FRP管材构件上面浇注混凝土的立体结构示意图。本实施例的纵向FRP管肋为T形，使管肋可作为抗剪键，管肋的存在明显增大了带肋FRP管材与面层混凝土7的接触面积，显著改善了叠合面的抗剪性能。
多个带肋FRP管材按受力要求填充且通过配套的连接件连接形成带肋FRP管材构件，拼接时，可根据实际工程中梁、柱等的尺寸调整带肋FRP管材的数目以及连接方式，带肋FRP管材带肋的数目和形式也可根据实际情况选择。本发明带肋FRP管材制作简便，能简便地拼装成带肋FRP管材构件，施工速度快，其尺寸不受带肋FRP管材尺寸的限制，根据对带肋FRP管材构件实际尺寸的需要灵活拼装。在实际应用中，FRP-混凝土组合梁及柱可省去复杂的钢筋加工、绑扎工序、模板安拆的施工过程，将混凝土抗压强度高、成本低的优点与FRP抗拉强度高、耐久性能好的特点相结合，整体构件结构性能优越，经济性能可观。

Claims (10)

1.一种带肋FRP管材，其特征在于：它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有一根或一根以上的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板。
2.根据权利要求1所述带肋FRP管材，其特征在于：所述FRP圆管以FRP纵丝制成，FRP管肋以FRP横丝制成。
3.根据权利要求1所述带肋FRP管材，其特征在于：所述纵向FRP管肋的截面形状为T形。
4.根据权利要求1所述带肋FRP管材，其特征在于：在FRP圆管管体外的一根纵向FRP管肋上均匀开有若干通孔。
5.根据权利要求1所述带肋FRP管材，其特征在于：所述小隔板之间的FRP圆管管体上开有圆孔。
6.一种带肋FRP管材构件，其特征在于：它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有一根截面形状为T形的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；两根FRP圆管通过其各自的T形纵向FRP管肋和一根双T形纵向凹槽连接件连接而形成FRP管材构件。
7.一种带肋FRP管材构件，其特征在于：它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有两根截面形状为T形的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；FRP圆管通过其各自的T形纵向FRP管肋和双T形纵向凹槽连接件相互连接延伸而形成FRP管材构件；所述FRP圆管管体外固连的两根纵向FRP管肋之间的夹角为180度或90度。
8.一种带肋FRP管材构件，其特征在于：它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有三根截面形状为T形的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；FRP圆管通过其各自的T形纵向FRP管肋和双T形纵向凹槽连接件相互连接延伸而形成FRP管材构件。
9.根据权利要求8所述带肋FRP管材构件，其特征在于：所述FRP圆管管体外固连的三根纵向FRP管肋中，两根相邻管肋之间的夹角为180度，另一根与其它两根管肋之间的夹角为90度。
10.一种带肋FRP管材构件，其特征在于：它包括作为主体的FRP圆管，在FRP圆管的管体外固连有四根截面形状为T形的纵向FRP管肋；在FRP圆管的管体内均匀设有若干横向的小隔板；FRP圆管通过其各自的T形纵向FRP管肋和双T形纵向凹槽连接件相互连接延伸而形成FRP管材构件；所述FRP圆管管体外固连的四根纵向FRP管肋相邻管肋之间的夹角为90度。
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