CN204754681U - 纤维增强材料-混凝土复合结构密闭门 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及防护设备的制作与应用技术领域，提出一种纤维增强材料<b>-</b>混凝土复合结构的密闭门。提出的纤维增强材料<b>-</b>混凝土复合结构的密闭门包括有门框、闭锁（3）、铰页（4）和门板（1）；门板（1）采用纤维增强材料与混凝土浇筑而成的复合结构；复合结构具有由主筋层、配筋网共同构成的门板成型骨架；门板成型骨架的外围设置包边钢板（11），且包边钢板（11）与门板成型骨架的四周具有间隙；混凝土（16）浇筑在包边钢板（11）所形成的模具内构成复合结构的门板。本实用新型保持或提高了其抗爆性。
Description
技术领域
本实用新型涉及防护设备的制作与应用技术领域，主要涉及一种纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门。
背景技术
密闭门是防护工程的重要防护设备，在其它重要的战备工程、洞库工程、人防工程中也有大量应用，是工程内部抵抗外部爆炸冲击波荷载的最后一道安全保障，对保护工程内部人员与设备的安全具有重要意义。对防护工程而言，随着科技水平的不断发展进步，外部爆炸荷载带来的毁伤威胁越来越大，因而，需不断增强工程本身及其相关设备的防护能力，提升整体防护等级，进而提高工程在战争条件下的生存概率，为赢得战争的胜利提供保障。密闭门主要利用高抗力结构阻隔爆炸冲击波及破片的作用，从密闭门的作用、意义及国防建设迫切需求的角度来说，均对其使用性和安全性提出了很高要求。
目前，国内外均开展了很多关于防护设备的研究，重点是密闭门的研究，建立了一系列指导性的标准规范，形成了丰富的成果体系。根据不同规模的工程的需要，密闭门具有多种形式，简单可分为单扇门和双扇门，标准密闭门尺寸包括从1×1.2（m）到6×3（m）之间的几十个类型，非标准密闭门尺寸则可从0.5×0.5（m）到数十米不等。现有密闭门的结构形式主要是钢筋混凝土结构和钢结构两类，均已应用多年，并发挥了巨大作用，但在多年运行实践中也暴露了很多问题，主要表现在：门板较重，门板及附属件易变形，导致运输与安装困难；地下潮湿环境中易腐蚀，缩短设备使用寿命；恶劣环境的影响可能导致失效操作；而为维护正常运转则需要较高的投入等。总的说来，现有密闭门不足主要体现在：重量较重、管理不便、易锈蚀、维护成本高等，并制约着运输、安装与使用，进而给工程带来安全隐患，影响工程整体的防护能力。
从材料学和结构力学的角度来看，采用复合结构型式能较好地解决上述问题，复合结构中通过合理设计，能有效发挥各组成部分的特长，从而提高结构的整体性能。大量研究和实践认为，纤维增强材料（FRP）具有优异的力学性能，其与混凝土组成的复合结构能够发挥双方的优点、克服钢结构或钢筋混凝土结构存在的问题；纤维增强材料是轻质高强材料，耐蚀性能好，用以替代钢材料，能够降低自重、提高抗力与耐蚀性；常用的纤维增强材料包括碳纤维增强材料（CFRP）、玻璃纤维增强材料（GFRP）、芳纶纤维增强材料（AFRP）和玄武岩纤维增强材料（BFRP）等；目前在建筑工程领域，已有将碳纤维增强材料或芳纶纤维增强材料以片材的形式粘贴于混凝土表面用以补强加固，获得了较广泛的应用，但这种粘贴片材的处理方式工艺复杂，使用范围有局限，显然不适合用于提高密闭门设备的整体性能。还有利用碳纤维增强材料筋代替锚杆、锚索等锚固工程中钢筋材料的方法，用以解决钢筋材料自重大、比强度相对较低、易锈蚀等不足之处，该方法也有了一定的应用，但在应用中仅利用碳纤维增强材料的优良性能。
实用新型内容
为了克服背景技术中的不足，本实用新型的目的是提出一种纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门。
本实用新型为完成上述目的采用如下技术方案：
一种纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门，所述的密闭门包括有门框、闭锁、铰页和门板；所述的门板采用纤维增强材料与混凝土浇筑而成的复合结构；所述复合结构具有按门板尺寸铺设、由纤维增强材料制成的主筋；所述的主筋为沿门板纵向设置的多根，多根所述的主筋构成主筋层；所述的主筋层作为门板成型骨架；所述的门板成型骨架的外围设置包边钢板，包边钢板与主筋层的四周具有间隙，所述的包边钢板平放于平整地表上形成作为浇筑门板混凝土的模具；所述的混凝土浇筑在包边钢板所形成的模具内，将纤维增强材料、包边钢板浇筑为一体构成复合结构的门板。
所述主筋层的上下两侧分别铺设配筋网；所述的配筋网由纵向钢筋和横向钢筋编制而成；两层所述的配筋网之间设置有拉筋，所述拉筋的一端与上层配筋网上的纵向钢筋和横向钢筋交叉部位连接，另一端连接在下层配筋网上相对应纵向钢筋和横向钢筋的交叉部位，用于增强两层配筋网及主筋层的层间抗剪力；所述的主筋层、配筋网以及拉筋共同构成门板成型骨架；
所述纤维增强材料的结构形式为筋材，其截面形状为圆形。
所述纤维增强材料的结构形式为型材，其截面形状为工字型或角型或槽型或矩形。
所述纤维增强材料的结构形式为异型材，其截面形状为H型或T型或矩管型或圆管型。
所述门板的钢筋体积配筋率为0%～1.0%。
所述门板中纤维增强材料的体积配筋率为0.5%～10%。
本实用新型提出的一种纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门，门板采用将混凝土浇筑于纤维增强材料中形成纤维增强材料-混凝土的复合结构，纤维增强材料与混凝土组成的复合结构具有低自重、高承载力的优越性能，在密闭门外观尺寸相同的情况下，保持了或提高了其抗爆性能，并提高了密闭门使用中的安全性、经济性与便捷性，收到了显著的军事和社会效益，有效减轻了门板的重量并降低了成本，从而为运输、安装、使用与维护等带来极大的便利。
附图说明
图1是本实用新型密闭门整体示意图。
图2是本实用新型密闭门门板的结构示意图。
图3是图2的截面图。
图中：1、门板；2、门板挂钩；3、闭锁；4、铰页；5、闭锁旋钮；6、门把手；7、纤维增强材料；8、纵向钢筋；9、横向钢筋；10、拉筋；11、包边钢板；12、混凝土。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明，该实施例以人防工程上常用的6025型密闭门为例，通过该实施例可以更详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切变化和改进，本实用新型并不局限于下面的实施例：
如图1、图2所示，一种纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门，所述的密闭门包括有门框、闭锁3、铰页4和门板1；所述的门框、闭锁、铰页等均采用成熟技术，根据现行有关标准规范的要求执行，本实用新型不再对其进行详述；结合图2、图3，所述的门板1采用纤维增强材料与混凝土浇筑而成的复合结构；所述复合结构具有按门板尺寸铺设、由纤维增强材料7制成的主筋；所述的主筋为沿门板纵向设置的多根，多根所述的主筋构成主筋层；所述的纤维增强材料主要为常用的碳纤维增强材料、玻璃纤维增强材料、芳纶纤维增强材料和玄武岩连续纤维增强材料；所述纤维增强材料的结构形式可为筋材，其截面形状为圆形，所述纤维增强材料的结构形式还可为型材，其截面形状为工字型或角型或槽型或矩形；所述纤维增强材料的结构形式还可为异型材，其截面形状为H型或T型或矩管型或圆管型，该实施例中，所述的纤维增强材料7选用工字型玻璃纤维增强材料型材，高101mm，宽75mm，工字型玻璃纤维增强材料型材d翼板与腹板均厚8mm，单根长2700mm，选用20根型材，纵向均匀排布，形成主筋层，主筋每根间距150mm；所述主筋层的上下两侧分别铺设配筋网；所述的配筋网由纵向钢筋8和横向钢筋9编制而成，两层所述的配筋网之间设置有拉筋10，所述拉筋10的一端与上层配筋网上的纵向钢筋8和横向钢筋9交叉部位连接，另一端连接在下层配筋网上相对应纵向钢筋8和横向钢筋9的交叉部位，所述拉筋41的两端弯折，且两端的弯折方向相反，便于对配筋网的拉紧，用于增强两层配筋网及主筋层的层间抗剪力；该实施例中，所述的纵向钢筋8、横向钢筋9和拉筋10，均由直径8mm的带肋钢筋（Ⅲ级钢）制成；所述的主筋层、配筋网以及拉筋10共同构成门板成型骨架；所述的门板成型骨架的外围设置包边钢板，所述的包边钢材采用与门板厚度相当的槽钢制作，或采用钢板折弯而成，槽钢或折弯钢板两端连接处满焊对接，形成方框形式，限定门板的外观尺寸，内部与构造钢筋和主筋形成一定的错位但不直接接触；该实施例中，所述的包边钢板选用13#槽钢制成，端部对接满焊，包边钢板将主体骨架包围，平铺于地表上作为混凝土模具；所述的混凝土12浇筑在包边钢板所形成的模具内，将纤维增强材料7、纵向钢筋8、横向钢筋9和拉筋10以及包边钢板浇筑为一体构成复合结构的门板1；所述的混凝土采用不低于C40标号的混凝土，混凝土组分及配比根据各地实际情况选定；该实施例中，所述的混凝土12选用C60混凝土，浇筑在混凝土模具内，将主体骨架等浇筑为一体构成门板，其中，混凝土浇筑之前先按尺寸要求安装好预埋件，混凝土浇筑过程中保证密实度，浇筑完成经过养护期后投入使用；所述的预埋件主要是用于闭锁和铰页的安装固定，需按要求与主筋、纵向钢筋、横向钢筋及包边钢材合理装配。
门板中所配置的纵向钢筋、横向钢筋和拉筋等钢筋材料的体积与混凝土体积的比值称为钢筋体积配筋率，所述门板的钢筋体积配筋率为0%～1.0%。即可说明，复合结构中钢筋材料的最大含量为1.0%，超过该含量则表明配筋是以钢筋为主，不能充分体现纤维增强材料的作用；同时也可说明，复合结构中可以不设纵向钢筋、横向钢筋和拉筋等钢筋材料，只用纤维增强材料与混凝土的复合。
门板中所配置的纤维增强材料的体积与混凝土体积的比值称为纤维增强材料体积配筋率，所述门板的纤维增强材料体积配筋率为0.5%～10%。
Claims (5)
1.一种纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门，所述的密闭门包括有门框（9）、闭锁（3）、铰页（4）和门板（1）；其特征在于：所述的门板（1）采用纤维增强材料与混凝土浇筑而成的复合结构；所述复合结构具有按门板尺寸铺设、由纤维增强材料（7）制成的主筋；所述的主筋为沿门板纵向设置的多根，多根所述的主筋构成主筋层；所述的主筋层形成门板成型骨架；所述门板成型骨架的外围设置包边钢板（11），且所述的包边钢板（11）与主筋层的四周具有间隙；所述的包边钢板作为浇筑门板混凝土的模具，所述的混凝土（12）浇筑在包边钢板所形成的模具内，将纤维增强材料（7）以及包边钢板（11）浇筑为一体构成复合结构的门板。
2.根据权利要求1所述的纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门，其特征在于：所述主筋层的上下两侧分别铺设配筋网；所述的配筋网由纵向钢筋（8）和横向钢筋（9）编制而成，两层所述的配筋网之间设置有用于增强两层配筋网及主筋层的层间抗剪力的拉筋（10），所述拉筋（10）的一端与上层配筋网上的纵向钢筋（8）和横向钢筋（9）交叉部位连接，另一端连接在下层配筋网上相对应纵向钢筋（8）和横向钢筋（9）的交叉部位；所述的主筋层、配筋网以及拉筋（10）共同构成门板成型骨架。
3.根据权利要求1所述的纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门，其特征在于：所述纤维增强材料（11）的结构形式为筋材，其截面形状为圆形。
4.根据权利要求1所述的纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门，其特征在于：所述纤维增强材料的结构形式为型材，其截面形状为工字型或角型或槽型或矩形。
5.根据权利要求1所述的纤维增强材料-混凝土复合结构的密闭门，其特征在于：所述纤维增强材料的结构形式为异型材，其截面形状为H型或T型或矩管型或圆管型。
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