CN206888351U - 一种新型frp筋和钢筋混合配筋ecc‑混凝土复合梁 - Google Patents
一种新型frp筋和钢筋混合配筋ecc‑混凝土复合梁 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206888351U CN206888351U CN201720763153.0U CN201720763153U CN206888351U CN 206888351 U CN206888351 U CN 206888351U CN 201720763153 U CN201720763153 U CN 201720763153U CN 206888351 U CN206888351 U CN 206888351U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ecc
- concrete
- reinforcing bar
- reinforcement
- frp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways
Landscapes
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
一种新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC‑混凝土复合梁，属于建筑结构技术领域。本实用新型在FRP筋和普通钢筋混合配筋混凝土结构的基础上，引入具有优良的抗拉能力的工程用水泥基复合材料ECC，对混凝土梁截面进行分层设计，将受拉钢筋和FRP筋周围的普通混凝土用ECC代替形成新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC‑混凝土复合梁，受压区混凝土仍采用普通混凝土，界面区无需特殊处理技术，在浇筑ECC后直接浇筑普通混凝土，并以FRP筋和钢筋作为纵向受拉钢筋，综合利用FRP筋抗拉强度高和ECC优良的抗拉能力，形成承载能力高和耐久性能好的新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC‑混凝土复合梁。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种建筑构件的结构，尤其涉及一种新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁，属于建筑结构技术领域。
背景技术
钢筋混凝土结构的耐久性问题一直是土木工程领域的重要研究课题。钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀问题十分突出，因钢筋锈蚀导致许多建筑物、桥梁提前破坏，造成巨大的经济损失。
纤维增强复合材料筋（Fiber Reinforced Polymer Tendon，简称FRP 筋）具有良好的抗腐蚀性能及材料力学性能。钢筋混凝土的锈蚀问题促进了对FRP筋及FRP筋混凝土结构的研究，近年来，FRP筋及其应用的研究在国际上非常活跃，国内外对于FRP筋的材料受拉性能及FRP筋混凝土结构的研究开展的很多，并制定了相应的一系列技术规程，且在多个实际工程中得到了应用。
但是，FRP筋为线弹性材料，不存在类似于钢筋的屈服平台，所以FRP筋混凝土梁的弯曲破坏表现为脆性破坏，延性较差。设计规范和设计指南一般都建议将FRP筋梁设计成超筋梁，利用受压区混凝土的塑性变形来获得构件的延性。更重要的是，由于FRP筋弹性模量较低，与配置相同受拉纵筋面积的钢筋混凝土梁相比，FRP筋梁表现出更大的挠度和更宽的裂缝宽度，故构件在正常使用极限状态下的性能要求常成为设计控制因素，FRP筋的强度不能充分发挥，限制了FRP筋混凝土结构的推广应用。
对普通的混凝土受弯梁来说，受拉区混凝土的开裂加快了钢筋的锈蚀，继而造成了混凝土保护层的进一步开裂和剥落。
ECC（Engineered Cementitious Composite，工程用水泥基复合材料）克服了传统水泥基材料在抗拉荷载下的软化性能, 表现出与金属材料类似的伪硬化特征, 可实现传统水泥基材料单一裂纹宏观开裂发展模式向多重微细裂纹稳态开裂模式的转变, 具有显著的非线性变形、优良的韧性和能量吸收能力。
实用新型内容
本实用新型针对FRP筋混凝土结构推广过程中遇到的挠度变形、裂缝宽度控制问题，以及FRP筋混凝土存在的脆性破坏、延性差等缺点，提供一种新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁，旨在解决如何使配置FRP筋和钢筋的混凝土梁在充分利用ECC受拉多裂缝开展的特点，FRP筋强度高、钢筋具有屈服点的同时控制其在正常使用极限状态下的挠度变形、裂缝宽度以满足要求的问题。
本实用新型是在FRP筋和普通钢筋混合配筋混凝土结构的基础上，引入具有优良的抗拉能力的工程用水泥基复合材料ECC，对混凝土梁截面进行分层设计，将受拉钢筋和FRP筋周围的普通混凝土用ECC代替形成新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁，受压区混凝土仍采用普通混凝土，界面区无需特殊处理技术，在浇筑ECC后直接浇筑普通混凝土，并以FRP筋和钢筋作为纵向受拉钢筋，综合利用FRP筋抗拉强度高和ECC优良的抗拉能力，形成承载能力高和耐久性能好的新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁。
为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁，包括梁体，其特征是，该梁体由作为受压区的混凝土层、作为受拉区的工程用水泥基复合材料层构成，所述工程用水泥基复合材料层内纵向设有由若干根钢筋和若干根FRP筋构成的受拉纵筋，若干根钢筋置于受拉纵筋的中间位置，若干根FRP筋均匀置于钢筋两侧。
进一步地，所述工程用水泥基复合材料层设置在梁体整个纵向长度范围内的受拉区或特定梁段的受拉区；所述特定梁段是指以梁的弯矩控制截面为对称中心且其长度为梁长的1/4-1/2的梁段。
进一步地，所述工程用水泥基复合材料层的厚度是受拉纵筋混凝土保护层厚度的2倍。
本实用新型包括普通混凝土、工程用水泥基复合材料ECC和布置在普通混凝土、工程用水泥基复合材料ECC中的FRP筋和普通钢筋，普通混凝土、工程用水泥基复合材料ECC分层组合，混凝土梁的受压区采用普通混凝土，在梁的整个纵向长度范围内或特定梁段的受拉区浇筑工程用水泥基复合材料ECC，在普通混凝土与工程用水泥基复合材料ECC的结合区域界面无需采用特殊处理，普通钢筋分布在梁内受拉纵筋中间位置，FRP筋分布在梁内受拉纵筋两侧位置。
梁的整个纵向长度范围内工程用水泥基复合材料ECC的浇筑厚度是纵向受拉筋(受拉纵筋)混凝土保护层厚度的2倍，也可根据实际情况计算确定；特定梁段是指以梁的弯矩控制截面为对称中心且其长度为梁长的1/4-1/2的梁段，其浇筑厚度是纵向受拉筋(受拉纵筋)混凝土保护层厚度的2倍，也可根据实际情况计算确定。
本实用新型中，普通混凝土强度等级在C15-C80，FRP筋可选用国内外厂家生产的各种高强度FRP筋，如CFRP、BFRP、GFRP、AFRP等，布置在工程用水泥基复合材料ECC层内。工程用水泥基复合材料ECC可在梁的整个纵向长度范围内浇筑于梁的受拉区并具有合适的厚度或者浇筑在某一特定梁段的受拉区并具有合适的厚度；所述特定梁段是指对称于梁的弯矩控制截面并具有一定长度的梁段。
本实用新型的有益效果：本实用新型以FRP筋和普通钢筋混合配筋作为纵向受拉钢筋，用工程用水泥基复合材料ECC取代受拉区部分混凝土以解决混凝土开裂后不能继续受拉的问题，实现传统水泥基材料单一裂纹发展的宏观开裂模式向多重微细裂纹的稳态开裂模式的转变，可控制梁在正常使用状态下的变形和裂缝宽度。该种FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁既保留了传统钢筋混凝土梁延性好的特点，又可以充分利用FRP筋强度高的优点，减小纵向受拉钢筋用量，节约资源，发挥ECC优异的受拉性能，提高混凝土梁的耐久性。因此，本实用新型综合、充分利用了FRP筋和工程用水泥基复合材料ECC的优良性能，节约建材资源，提高结构耐久性。
附图说明
图1实施例一中普通混凝土和工程用水泥基复合材料ECC的分层形式；
图2为图1中A-A剖面图；
图3为实施例二中普通混凝土和工程用水泥基复合材料ECC的分层形式；
图4为图3中B-B剖面图；
图5为图3中C-C剖面图；
图中：1普通混凝土（即混凝土层）、2工程用水泥基复合材料ECC（即工程用水泥基复合材料层）、3 FRP筋、4普通钢筋（钢筋）。
具体实施方式
本实用新型由两种水泥基材料分层组合而成，用工程用水泥基复合材料ECC取代受拉区部分混凝土，受压区混凝土仍采用普通混凝土。
实施例一
作为一种优选方案，本实用新型在梁的整个纵向长度范围内浇筑工程用水泥基复合材料ECC（见图1、2），其浇筑厚度是纵向受拉筋（受拉纵筋）混凝土保护层厚度的2倍，也可根据实际情况计算确定。
另外，本实用新型中的纵向受力FRP筋（两根）布置在工程用水泥基复合材料ECC层内，并且分布在梁内受拉纵筋两侧位置，普通钢筋（4）（一根）分布在梁内受拉纵筋中间位置（见图2）。
实施例二
作为另一种优选方案，本实用新型在某一特定梁段的受拉区浇筑工程用水泥基复合材料ECC（见图3、4、5），该某一特定梁段是指以梁的弯矩控制截面为对称中心且其长度为梁长的1/4-1/2的梁段，其浇筑厚度是纵向受拉筋（受拉纵筋）混凝土保护层厚度的2倍，也可根据实际情况计算确定。
另外，本实用新型中的纵向受力FRP筋（两根）布置在工程用水泥基复合材料ECC层内，并且分布在梁内受拉纵筋两侧位置，普通钢筋（4）（一根）分布在梁内受拉纵筋中间位置（见图4、5）。
如图所示，在本实用新型中，FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁包括普通混凝土（1）、工程用水泥基复合材料ECC（2）、FRP筋（3）、普通钢筋（4），其中FRP筋布置在工程用水泥基复合材料ECC层内并且分布在梁内受拉纵筋两侧位置，普通钢筋分布在梁内受拉纵筋中间位置。另外应根据结构所承担荷载的实际情况适当地在梁中布置其他配筋。
本实用新型的目的是提供一种能广泛应用于土木建筑领域的新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁，它既保留了传统钢筋混凝土梁延性好的特点，又可以充分发挥FRP筋强度高的优点，减小纵向受拉筋用量，节约资源，发挥ECC优异的受拉性能，提高混凝土梁的耐久性，可用作各类建筑、桥梁等结构的受弯构件。
Claims (3)
1.一种新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁，包括梁体、钢筋骨架，其特征是，该梁体由作为受压区的混凝土层、作为受拉区的工程用水泥基复合材料层构成，所述工程用水泥基复合材料层内纵向设有由若干根钢筋和若干根FRP筋构成的受拉纵筋，若干根钢筋置于受拉纵筋的中间位置，若干根FRP筋均匀置于钢筋两侧。
2.根据权利要求1所述的一种新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁，其特征是，所述工程用水泥基复合材料层设置在梁体整个纵向长度范围内的受拉区或特定梁段的受拉区；所述特定梁段是指以梁的弯矩控制截面为对称中心且其长度为梁长的1/4-1/2的梁段。
3.根据权利要求1所述的一种新型FRP筋和钢筋混合配筋ECC-混凝土复合梁，其特征是，所述工程用水泥基复合材料层的厚度是受拉纵筋混凝土保护层厚度的2倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720763153.0U CN206888351U (zh) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | 一种新型frp筋和钢筋混合配筋ecc‑混凝土复合梁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720763153.0U CN206888351U (zh) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | 一种新型frp筋和钢筋混合配筋ecc‑混凝土复合梁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206888351U true CN206888351U (zh) | 2018-01-16 |
Family
ID=61297679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720763153.0U Expired - Fee Related CN206888351U (zh) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | 一种新型frp筋和钢筋混合配筋ecc‑混凝土复合梁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206888351U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109680871A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-26 | 山东大学 | 一种复合截面简支梁及其制作方法 |
| CN112443337A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-03-05 | 湖南大学 | 超高性能混凝土—普通混凝土盾构隧道管片及其施工方法 |
-
2017
- 2017-06-28 CN CN201720763153.0U patent/CN206888351U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109680871A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-26 | 山东大学 | 一种复合截面简支梁及其制作方法 |
| CN112443337A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-03-05 | 湖南大学 | 超高性能混凝土—普通混凝土盾构隧道管片及其施工方法 |
| CN112443337B (zh) * | 2021-01-29 | 2021-08-31 | 湖南大学 | 超高性能混凝土—普通混凝土盾构隧道管片及其施工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Khan et al. | Effect of basalt fibers on mechanical properties of calcium carbonate whisker-steel fiber reinforced concrete | |
| CN105888132A (zh) | 一种纤维增强复合材料筋混凝土复合梁 | |
| CN106906951A (zh) | 一种带夹层的钢管约束的圆钢管混凝土构件及其加工方法 | |
| CN103496865A (zh) | 一种混杂frp网格增强ecc及用于加固混凝土结构 | |
| CN107217788A (zh) | 全frp筋增强ecc‑混凝土组合梁构件及其制备方法 | |
| CN105464288A (zh) | 复合筋增强ecc和混凝土组合梁及其施工方法 | |
| CN1936206A (zh) | 钢－连续纤维复合筋增强混凝土抗震结构 | |
| CN107447646B (zh) | 一种钢-连续纤维复合筋ecc-混凝土复合柱/桥墩的制备方法 | |
| Vakili et al. | Effect of fibers and hybrid fibers on the shear strength of lightweight concrete beams reinforced with GFRP bars | |
| CN206707122U (zh) | 一种带夹层的钢管约束的圆钢管混凝土构件 | |
| CN207537877U (zh) | 一种超韧性低干缩水泥基材料钢桥面铺装结构 | |
| CN201695573U (zh) | 一种新型预应力frp复合筋混凝土梁 | |
| CN205591398U (zh) | 一种frp编织网-ecc条带增强钢筋混凝土剪力墙 | |
| CN106917470A (zh) | 一种带夹层的钢管约束矩形钢管混凝土构件及其加工方法 | |
| CN205063178U (zh) | 水泥基复合材料组合梁构件 | |
| CN108532981A (zh) | 一种提高多叶砖砌体墙抗震性能的trc的加固方法 | |
| CN206888351U (zh) | 一种新型frp筋和钢筋混合配筋ecc‑混凝土复合梁 | |
| CN109057115A (zh) | 一种超高性能混凝土带肋夹芯楼板及其制造方法 | |
| CN107311571A (zh) | 纳米增强trc复合材料的制备方法 | |
| CN208718220U (zh) | 一种采用gfrp筋的型钢混凝土柱 | |
| CN202945818U (zh) | 一种碳纤维布加固钢筋混凝土方柱结构 | |
| CN108824696A (zh) | 一种frp筋海水海砂-uhdcc复合梁及其施工方法 | |
| CN104100042A (zh) | 钢骨-钢管纤维混凝土t形截面组合柱 | |
| CN203514635U (zh) | 内置frp筋网自密实再生混凝土深梁 | |
| CN107313552A (zh) | 一种frp板-混凝土组合梁 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180116 Termination date: 20200628 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |