CN108118785A - 梁内置碳纤维框架结构及其制作方法、施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明梁内置碳纤维框架结构及其制作方法、施工方法，所述结构包括多个沿横向并排设置的柱钢筋骨架结构，两个相邻柱钢筋骨架结构上端搭设有梁钢筋骨架结构，梁钢筋骨架结构内部沿横向设置有多个吊筋，在吊筋上铺设有碳纤维布，碳纤维布的两端穿过梁钢筋骨架结构延伸至柱钢筋骨架结构中，在碳纤维布的两个端部固设有悬挂钢棒。在正常施工的梁、柱结构的钢筋骨架结构内置碳纤维布，并浇筑混凝土进行固化，使其成为一体结构，在发生大地震时，梁内碳纤维布则开始承受梁传递来的荷载，防止梁掉落，不会导致因为梁端破坏引发梁掉落引起的伤人事故，从而增强了结构的安全性能，操作更简便，对人员和环境要求不高，操作流程少，施工速度快，实用性强。
Description
技术领域：
本发明涉及组合框架结构技术领域，具体涉及梁内置碳纤维框架结构及其制作方法、施工方法。
背景技术：
地震是人类突发的自然灾害之一，严重威胁着人类的生命财产安全。地震造成的建筑结构破坏，是地震重要灾害之一。因此，如何提高结构的安全性能，一直是广大科研人员和土木工程师努力解决的重要问题。本发明基于这种背景，提出了在框架结构中布置碳纤维，作为抗震设防的补充防线。因为碳纤维具有很高的抗拉性能，因此在框架结构的梁内布置碳纤维，在发生大的地震时，框架梁梁端破坏，但碳纤维不断开，这样不会导致因为梁端破坏引发梁掉落引起的伤人事故，从而大大增强了结构的安全性能。
发明内容：
本发明的目的是提供一种梁内置碳纤维框架结构及其制作方法、施工方法，在发生大地震时，能够有效减少因结构掉落伤人事故。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的梁内置碳纤维框架结构，包括：多个沿横向并排设置的柱钢筋骨架结构，所述柱钢筋骨架结构沿竖向设置，两个相邻所述柱钢筋骨架结构上端搭设有梁钢筋骨架结构，所述梁钢筋骨架结构沿横向设置，所述梁钢筋骨架结构内部沿横向设置有多个吊筋，所述吊筋竖向设置，在所述吊筋上铺设有碳纤维布，所述碳纤维布的两端穿过所述梁钢筋骨架结构延伸至所述柱钢筋骨架结构中，在所述碳纤维布的两个端部固设有悬挂钢棒。
所述柱钢筋骨架结构包括沿竖向设置的第一钢筋，所述第一钢筋排设呈正方形结构，所述第一钢筋外壁围设有第一箍筋，所述第一钢筋绑扎于所述第一箍筋上，在相对设置的所述第一钢筋上还套设有第二箍筋，两个相交的所述第二箍筋呈十字形。
所述梁钢筋骨架结构包括沿横向设置的第二钢筋，所述第二钢筋排设呈长方形结构，所述第二钢筋外壁围设有第三箍筋，所述第二钢筋绑扎于所述第三箍筋上，在所述长方形结构的长边上相对设置的所述第二钢筋上还套设有拉筋和吊筋。
所述吊筋包括水平部，所述碳纤维布铺设于所述水平部上，所述水平部的两端向上弯折，延伸至相对设置的两个所述第二钢筋处，并绑扎于所述第二钢筋。
所述悬挂钢棒卷装于碳纤维布的端部，并通过细铁丝或者粘胶固定。
所述碳纤维布通过细铁丝固装于所述吊筋上。
所述碳纤维布的宽度小于所述柱钢筋骨架结构和梁钢筋骨架结构边长的1/4，即所述碳纤维布的宽度小于所述长方形结构短边的1/4及所述正方形结构边长的1/4。
所述碳纤维布位于所述柱钢筋骨架结构中的长度大于等于所述柱钢筋骨架结构高度的一半。
上述梁内置碳纤维框架结构的制作方法，具体步骤如下：
步骤一：预制柱钢筋骨架结构
所述柱钢筋骨架结构包括沿竖向设置的第一钢筋，所述第一钢筋排设呈正方形结构，所述第一钢筋外壁围设有第一箍筋，所述第一钢筋绑扎于所述第一箍筋上，在相对设置的所述第一钢筋上还套设有第二箍筋，两个相交的所述第二箍筋呈十字形；
步骤二：预制梁钢筋骨架结构
所述梁钢筋骨架结构包括沿横向设置的第二钢筋，所述第二钢筋排设呈长方形结构，所述第二钢筋外壁围设有第三箍筋，所述第二钢筋绑扎于所述第三箍筋上，在所述长方形结构的长边上相对设置的所述第二钢筋上还套设有拉筋和吊筋；
步骤三：组装柱钢筋骨架结构和梁钢筋骨架结构
将所述第一钢筋的端部与所述第二钢筋的端部相互搭接，并进行绑扎，形成框架结构；
步骤四：铺设碳纤维布
将碳纤维布铺设于所述梁钢筋骨架结构的吊筋上，并进行固定，将碳纤维布固装有悬挂钢棒的两个端部悬吊于所述柱钢筋骨架结构中。
上述梁内置碳纤维框架结构的施工方法，具体步骤如下：
步骤一：将所述梁钢筋骨架结构搭设于所述柱钢筋骨架结构上端，并进行绑扎，形成框架结构；
步骤二：在组装好的框架结构外部围设支护模板，形成空腔结构；
步骤三：向所述空腔结构中浇筑混凝土；
步骤四：对浇筑的混凝土进行养护，待混凝土凝固后，拆除所述支护模板，形成梁内置碳纤维框架结构，完成整个施工过程。
本发明梁内置碳纤维框架结构及其制作方法、施工方法的有益效果：
①本发明的结构，在正常施工的梁、柱结构的钢筋骨架结构内置碳纤维布，并浇筑混凝土进行固化，使其成为一体结构，在发生大地震时，梁内碳纤维布则开始承受梁传递来的荷载，防止梁掉落，其余受力，仍由未破坏的框架结构的梁、柱结构内的混凝土和钢筋骨架结构中的钢筋来承担，不会导致因为梁端破坏引发梁掉落引起的伤人事故，从而大大增强了结构的安全性能；
②本发明的结构制作方法和施工方法操作更简便，对人员和环境要求不高，操作流程少，施工速度快，实用性强。
附图说明：
图1为本发明梁内置碳纤维框架结构的结构示意图；
图2为柱钢筋骨架结构的结构示意图；
图3为梁钢筋骨架结构的结构示意图；
图4为第一箍筋的结构示意图；
图5为第二箍筋的结构示意图；
图中：1-柱钢筋骨架结构，2-梁钢筋骨架结构，3-吊筋，4-碳纤维布，5-悬挂钢棒，6-第一钢筋，7-第一箍筋，8-第二箍筋，9-第二钢筋，10-第三箍筋，11-拉筋，12-水平部，13-混凝土。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，在本发明中涉及“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，也不在本发明要求的保护范围之内。
根据图1～图5所示，本发明提供的梁内置碳纤维框架结构，包括：多个沿横向并排设置的柱钢筋骨架结构1，所述柱钢筋骨架结构1沿竖向设置，两个相邻所述柱钢筋骨架结构1上端搭设有梁钢筋骨架结构2，所述梁钢筋骨架结构2沿横向设置，所述梁钢筋骨架结构2内部沿横向设置有多个吊筋3，所述吊筋3竖向设置，在所述吊筋3上铺设有碳纤维布4，所述碳纤维布4的两端穿过所述梁钢筋骨架结构2延伸至所述柱钢筋骨架结构1中，在所述碳纤维布4的两个端部固设有悬挂钢棒5，在本实施例中，所述悬挂钢棒5卷装于碳纤维布4的端部，并通过细铁丝或者粘胶固定。
所述柱钢筋骨架结构1包括沿竖向设置的第一钢筋6，所述第一钢筋6排设呈正方形结构，所述第一钢筋6外壁围设有第一箍筋7，所述第一钢筋6绑扎于所述第一箍筋7上，在相对设置的所述第一钢筋6上还套设有第二箍筋8，两个相交的所述第二箍筋8呈十字形。
所述梁钢筋骨架结构2包括沿横向设置的第二钢筋9，所述第二钢筋9排设呈长方形结构，所述第二钢筋9外壁围设有第三箍筋10，所述第二钢筋9绑扎于所述第三箍筋10上，在所述长方形结构的长边上相对设置的所述第二钢筋9上还套设有拉筋11和吊筋3，所述吊筋3包括水平部12，所述碳纤维布4铺设于所述水平部12上，并通过细铁丝固装于所述吊筋3的水平部12上，所述水平部12的两端向上弯折，延伸至相对设置的两个所述第二钢筋9处，并绑扎于所述第二钢筋9。
所述碳纤维布4的宽度小于所述柱钢筋骨架结构1和梁钢筋骨架结构2边长的1/4，即所述碳纤维布4的宽度小于所述长方形结构短边的1/4及所述正方形结构边长的1/4，以保证碳纤维布4不影响梁、柱钢筋骨架结构内混凝土13的灌注，所述碳纤维布4位于所述柱钢筋骨架结构1中的长度大于等于所述柱钢筋骨架结构1高度的一半，以确保其有充分的锚固。
上述梁内置碳纤维框架结构的制作方法，具体步骤如下：
步骤一：预制柱钢筋骨架结构1
所述柱钢筋骨架结构1包括沿竖向设置的第一钢筋6，所述第一钢筋6排设呈正方形结构，所述第一钢筋6外壁围设有第一箍筋7，所述第一钢筋6绑扎于所述第一箍筋7上，在相对设置的所述第一钢筋6上还套设有第二箍筋8，两个相交的所述第二箍筋8呈十字形；
步骤二：预制梁钢筋骨架结构2
所述梁钢筋骨架结构2包括沿横向设置的第二钢筋9，所述第二钢筋9排设呈长方形结构，所述第二钢筋9外壁围设有第三箍筋10，所述第二钢筋9绑扎于所述第三箍筋10上，在所述长方形结构的长边上相对设置的所述第二钢筋9上还套设有拉筋11和吊筋3；
步骤三：组装柱钢筋骨架结构1和梁钢筋骨架结构2
将所述第一钢筋6的端部与所述第二钢筋9的端部相互搭接，并进行绑扎，形成框架结构；
步骤四：铺设碳纤维布4
将碳纤维布4铺设于所述梁钢筋骨架结构2的吊筋3上，并进行固定，将碳纤维布4固装有悬挂钢棒5的两个端部悬吊于所述柱钢筋骨架结构1中，且在实际作业时，碳纤维布4的截面宽度，碳纤维布4的厚度和宽度，根据碳纤维布4的截面面积进行确定，碳纤维布4的截面面积则是根据碳纤维布4能够承受其负荷面积内结构的自重来计算确定，即保证梁端破坏后，梁掉下来，碳纤维布4能能承受该梁自重及其传递的荷载，同时要保证所述碳纤维布4的宽度小于所述柱钢筋骨架结构1和梁钢筋骨架结构2边长的1/4，以保证碳纤维布4不影响梁、柱钢筋骨架结构内混凝土13的灌注。
上述梁内置碳纤维框架结构的施工方法，具体步骤如下：
步骤一：将所述梁钢筋骨架结构2搭设于所述柱钢筋骨架结构1上端，并进行绑扎，形成框架结构；
步骤二：在组装好的框架结构外部围设支护模板，形成空腔结构；
步骤三：向所述空腔结构中浇筑混凝土；
步骤四：对浇筑的混凝土进行养护，待混凝土凝固后，拆除所述支护模板，形成梁内置碳纤维框架结构，完成整个施工过程。
本发明的梁内置碳纤维框架结构，在未发生地震，正常使用时，碳纤维布4不受力，框架结构的受力由梁、柱结构内的混凝土及梁、柱钢筋骨架结构的钢筋承担，当发生大地震，引发梁端断裂时，梁端大变形或有掉落趋势，梁内置的碳纤维布4则开始承受梁传递来的荷载，防止梁掉落，其余受力，仍由未破坏的框架结构的梁、柱结构内的混凝土和钢筋骨架结构中的钢筋来承担。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种梁内置碳纤维框架结构，其特征在于：包括：多个沿横向并排设置的柱钢筋骨架结构，所述柱钢筋骨架结构沿竖向设置，两个相邻所述柱钢筋骨架结构上端搭设有梁钢筋骨架结构，所述梁钢筋骨架结构沿横向设置，所述梁钢筋骨架结构内部沿横向设置有多个吊筋，所述吊筋竖向设置，在所述吊筋上铺设有碳纤维布，所述碳纤维布的两端穿过所述梁钢筋骨架结构延伸至所述柱钢筋骨架结构中，在所述碳纤维布的两个端部固设有悬挂钢棒。
2.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构，其特征在于：所述柱钢筋骨架结构包括沿竖向设置的第一钢筋，所述第一钢筋排设呈正方形结构，所述第一钢筋外壁围设有第一箍筋，所述第一钢筋绑扎于所述第一箍筋上，在相对设置的所述第一钢筋上还套设有第二箍筋，两个相交的所述第二箍筋呈十字形。
3.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构，其特征在于：所述梁钢筋骨架结构包括沿横向设置的第二钢筋，所述第二钢筋排设呈长方形结构，所述第二钢筋外壁围设有第三箍筋，所述第二钢筋绑扎于所述第三箍筋上，在所述长方形结构的长边上相对设置的所述第二钢筋上还套设有拉筋和吊筋。
4.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构，其特征在于：所述吊筋包括水平部，所述碳纤维布铺设于所述水平部上，所述水平部的两端向上弯折，延伸至相对设置的两个所述第二钢筋处，并绑扎于所述第二钢筋。
5.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构，其特征在于：所述悬挂钢棒卷装于碳纤维布的端部，并通过细铁丝或者粘胶固定。
6.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构，其特征在于：所述碳纤维布通过细铁丝固装于所述吊筋上。
7.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构，其特征在于：所述碳纤维布的宽度小于所述柱钢筋骨架结构和梁钢筋骨架结构边长的1/4。
8.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构，其特征在于：所述碳纤维布位于所述柱钢筋骨架结构中的长度大于等于所述柱钢筋骨架结构高度的一半。
9.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构的制作方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：预制柱钢筋骨架结构
所述柱钢筋骨架结构包括沿竖向设置的第一钢筋，所述第一钢筋排设呈正方形结构，所述第一钢筋外壁围设有第一箍筋，所述第一钢筋绑扎于所述第一箍筋上，在相对设置的所述第一钢筋上还套设有第一箍筋，两个相交的所述第一箍筋呈十字形；
步骤二：预制梁钢筋骨架结构
所述梁钢筋骨架结构包括沿横向设置的第二钢筋，所述第二钢筋排设呈长方形结构，所述第二钢筋外壁围设有第二箍筋，所述第二钢筋绑扎于所述第二箍筋上，在所述长方形结构的长边上相对设置的所述第二钢筋上还套设有拉筋和吊筋；
步骤三：组装柱钢筋骨架结构和梁钢筋骨架结构
将所述第一钢筋的端部与所述第二钢筋的端部相互搭接，并进行绑扎，形成框架结构；
步骤四：铺设碳纤维布
将碳纤维布铺设于所述梁钢筋骨架结构的吊筋上，并进行固定，将碳纤维布固装有悬挂钢棒的两个端部悬吊于所述柱钢筋骨架结构中。
10.根据权利要求1所述的梁内置碳纤维框架结构的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：将所述梁钢筋骨架结构搭设于所述柱钢筋骨架结构上端，并进行绑扎，形成框架结构；
步骤二：在组装好的框架结构外部围设支护模板，形成空腔结构；
步骤三：向所述空腔结构中浇筑混凝土；
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