CN214364422U - 一种frp工字型材-木集成材复合梁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种FRP工字型材‑木集成材复合梁，包括木集成材、FRP工字型材。所述FRP工字型材嵌于复合梁内部，FRP工字型材由上下翼缘、腹板组成，翼缘纤维方向为单向，腹板纤维方向为双向；所述木集成材与FRP工字型材通过拉挤法一体成型。本发明构造形式简单、安装方便、力学性能优越、耐久性好、轻质高强，具有广泛的推广和应用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑领域，具体涉及一种FRP工字型材-木集成材复合梁。
背景技术
现代木结构传承了古建筑的古朴精致美学，结合新材料新技术呈现出焕然一新的风貌，其中木集成材结构得到越来越多的工程应用。同时，木集成材结构的装配程度高，抗震性能好，符合绿色节能的建筑理念。
现代木结构采用工程木作为构件材料，木材的弹性模量和强度均较低，且受天然纹理及结节等瑕疵的影响，其力学性能可靠度低，具有较大的强度变异性，其性能还与胶黏剂性能有关。现代木结构由于所用木材的性能缺陷，限制了构件的跨度尺寸，从而也限制了现代木结构的应用范围；同时，木梁构件在受弯时容易出现脆性受拉破坏，限制了木梁的适用承载范围和跨度范围。在木结构中加入轻钢结构，可以提升木结构的力学性能，但钢材由于密度较大，轻钢结构的自重远超木结构，不符合轻质高强的木结构设计理念。
纤维增强复合材料(简称FRP)是由纤维和树脂通过一定工艺固化形成的具有一定或特定形状的结构材料，具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳性能好、可设计性强等优点。FRP 材料的密度仅为钢材的五分之一，强度却为钢材的4倍，因此用FRP结构代替轻钢结构与木结构复合，在力学性能、连接方式上要优于或等同轻钢结构，并能保持传统木结构的部分古拙美学风貌。
发明内容
本实用新型所采用的技术方案为：
一种FRP工字型材-木集成材复合梁，其特征在于：
包括：木集成材、FRP工字型材。
所述FRP工字型材位于木集成材内部，FRP工字型材由上下翼缘、腹板组成。翼缘水平放置，腹板垂直放置。翼缘为梯形截面，两端厚度小，由端部至腹板翼缘厚度逐渐变厚。腹板为矩形截面，上下厚度相同。
所述FRP工字型材采用的纤维为玄武岩纤维或玻璃纤维。翼缘纤维方向为复合梁长度方向；腹板纤维方向为双向，两种方向纤维呈90度均匀分布，一种为复合梁长度方向，另一种为复合梁高度方向。
所述FRP工字型采用的树脂为耐高温环氧树脂，其燃点较高，有利于复合梁的防火性能。
所述木集成材，采用的木材为楠竹，采用的木材为樟子松和铁杉。
所述复合梁为矩形截面。
所述木集成材与FRP工字形材通过拉挤法一体成型。复合梁底部与FRP工字型材下翼缘之间留有木纤维保护层，复合梁梁侧面与FRP工字型材翼缘之间留有相同厚度的木纤维保护层。
本实用新型与传统木集成材梁相比，采用FRP工字型材与木集成材材复合，提高了复合梁的力学性能，相同受力条件下可以大大减小截面的尺寸，减轻结构自重；利用木集成材和FRP型材的生产工艺相近，采用拉挤的方法，一体化生产，整体性好，可保证构件生产质量；相较于钢-木组合梁，省去了钢材和木材的机械连接，减少整体结构的明火操作，大大提高了组合梁的力学性能和可靠性；FRP型材的燃点和耐火性能比木集成材好，在发生火灾时，其强度损失较少，安全性能高。
附图说明
图1为本发明FRP工字型材-木集成材复合梁平面示意图。
1-木集成材；2-FRP工字型材腹板；3FRP工字型材翼缘。
图2为本发明FRP工字型材-木集成材复合梁分解详图。
1-FRP工字型材；2-木集成材；3-侧面木纤维保护层；4-顶部木纤维保护层；5-连接部位。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
具体实施例是一种FRP工字型材-木集成材复合梁，包括木集成材、FRP工字型材。复合梁关于水平中轴和竖直中轴对称，FRP工字型材嵌入木集成材内部，通过拉挤，木集成材和FRP工字型材一体成型。
FRP工字型材位于复合梁内部，FRP工字型材由下翼缘、腹板组成，腹板为垂直方向，翼缘为水平方向。翼缘为梯形截面，两端厚度小，由端部至腹板翼缘厚度逐渐变厚。腹板为矩形截面，上下厚度相同。上下翼缘关于工字型材中心对称布置，上翼缘顶部到组合梁顶部、下翼缘底部到组合梁底部、翼缘两侧到梁两侧都有一定厚度的保护层，厚度与翼缘中心宽度相同。
FRP工字型材采用的纤维为玄武岩纤维或玻璃纤维。翼缘纤维方向为复合梁长度方向；腹板纤维方向为双向，两种方向纤维呈90度均匀分布，一种为复合梁长度方向，另一种为复合梁高度方向。
木集成材与FRP工字型材通过拉挤法一体成型。木集成材包括2根梯形截面木集成材4根矩形截面木集成材和2块矩形木块组成。2根梯形截面木集成材布置在工字型材腹板两侧。4根矩形截面木集成材布置在复合梁四边，为复合梁的木纤维保护层，厚度同工字型材翼缘中部相同。2块矩形木块布置在复合梁两端，并开有工字形槽，与工字型材相嵌，充当木纤维保护层，当两根复合梁需要连接时，可以去掉矩形木块，用连接件连接两根复合梁。
本实用新型具有以下技术优势：
(1)轻质高强。采用FRP工字型材与木集成材复合，提高了复合梁的力学性能，相同受力条件下可以大大减小截面的尺寸，减轻结构自重。
(2)耐久性好。FRP材料耐久性和耐疲劳性能优越，在腐蚀环境下，FRP材料的强度保有率较高。
(3)抗剪性能好。腹板采用FRP双向纤维布，增加了FRP型材的抗剪承载力，防止复合梁发生抗剪破坏。
(4)施工便利，可靠性高。利用木材和FRP型材的生产工艺相近，利用拉挤的方法，一体化生产，整体性好，可保证构件生产质量。相较于钢-木组合梁，省去了钢材和木材的机械连接，减少整体结构的明火操作，减少人为误差，大大提高了复合梁的力学性能和可靠性。
本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种FRP工字型材-木集成材复合梁，其特征在于：FRP工字型材中轴线与复合梁中轴线重合，通过拉挤工艺，将2根梯形截面木集成材嵌入工字型材腹板两侧，将木纤维保护层镶嵌在复合梁的四个侧面上，2块开有工字形槽矩形的木块嵌在复合梁的两个正截面上形成一体结构梁。
2.根据权利要求1所述的FRP工字型材-木集成材复合梁，其特征在于：FRP工字型材位于木集成材内部，FRP工字型材由上下翼缘、腹板组成，翼缘水平放置，腹板垂直放置，翼缘为梯形截面，两端厚度小，由端部至腹板翼缘厚度逐渐变厚，腹板为矩形截面，上下厚度相同。
3.根据权利要求1所述的FRP工字型材-木集成材复合梁，其特征在于：竹木集成材与FRP工字型材通过拉挤法一体成型，复合梁底部与FRP工字型材下翼缘之间留有木纤维保护层，复合梁侧面与FRP工字型材翼缘之间留有相同厚度的木纤维保护层。
4.根据权利要求1所述的FRP工字型材-木集成材复合梁，其特征在于：FRP工字型材采用的纤维为玄武岩纤维或玻璃纤维，翼缘纤维方向为复合梁长度方向；腹板纤维方向为双向，两种方向纤维呈90度均匀分布，一种为复合梁长度方向，另一种为复合梁高度方向。
5.根据权利要求1所述的FRP工字型材-木集成材复合梁，其特征在于：FRP工字型材采用的树脂为耐高温环氧树脂。
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