CN215330947U

CN215330947U - 一种bfrp筋再生混凝土梁

Info

Publication number: CN215330947U
Application number: CN202121562512.9U
Authority: CN
Inventors: 吴竞; 赵海烨; 辛阔; 曹梓豪; 励蜜蜜; 徐宇棋
Original assignee: Tongji Zhejiang College
Current assignee: Tongji Zhejiang College
Priority date: 2021-07-10
Filing date: 2021-07-10
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2031-07-10

Abstract

本实用新型公开了一种BFRP筋再生混凝土梁，包括梁主体，所述梁主体内埋设有沿其长度方向作延伸的主受弯筋和次受弯筋，次受弯筋设在所述主受弯筋的下方，所述梁主体内还埋设有若干沿其长度方向作排列的捆扎筋，捆扎筋捆绑在所述主受弯筋和次受弯筋上；所述次受弯筋为玄武岩复合筋；所述主受弯筋和捆扎筋均为钢筋；所述梁主体内含有粗骨料，所述粗骨料为再生骨料。该再生混凝土梁通过使用BFRP作为受弯构件的受力筋，研究不同骨料取代率的再生混凝土的受力性能，研究结果发现这两种材料结合后的受弯构件的承载力没有降低，延性有所增加，裂缝分布较均匀，整体功能完善，实用性强。

Description

一种BFRP筋再生混凝土梁

技术领域

本实用新型涉及土木工程技术领域，更具体地说，它涉及一种BFRP筋再生混凝土梁。

背景技术

根据现有的资料，有关FPR和再生混凝土的技术主要针对的是再生混凝土制备、FRP加固等方面，梳理如下：

1.辽宁工业大学刘华新等人授权的实用新型专利“内置FRP筋网自密实再生混凝土深梁”中，在梁基础中布置了短切纤维、FRP筋网和FRP筋、自密实再生混凝土，保证了构件的强度、使用性能和耐久性能。

2.广西大学应敬伟等人授权的发明专利“外包FRP预应力再生混凝土管桩”、南昌大学雷斌等人授权的发明专利“一种BP-FRP管钢筋再生混凝土组合柱及其制备方法”、东莞理工大学詹飞杨等人授权的实用新型专利“一种FRP管海水海砂再生自密实混凝土环保建筑构件”、扬州大学杨洋等人授权的发明专利“一种高温预应力FRP管约束型再生混凝土柱及其制备方法”等专利中，基本均利用构件外部的FPR管对构件内侧混凝土形成的三向受压约束作用，来提高构件的强度和变形能力，抑制了裂缝的开展，提高了构件的刚度和耐久性。

总之，FRP和再生混凝土结合作为结构构件的专利不多，特别是FRP作为受力筋的基本没有。据此，本实用新型提出了一种BFRP筋再生混凝土梁。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种BFRP筋再生混凝土梁，该再生混凝土梁一方面用玄武岩复合筋(BFRP筋)代替钢筋作为受力筋，即满足了受力强度，又避免了钢筋锈蚀等带来的不利影响；另一方面结合了再生混凝土，吻合了我国资源再利用、绿色化建筑的要求。这两种材料结合后承载力没有降低，但变形较明显，裂缝条数多而密，作为结构非框架梁来使用是可行的。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型所涉及的一种BFRP筋再生混凝土梁，包括梁主体，所述梁主体内埋设有沿其长度方向作延伸的主受弯筋和次受弯筋，次受弯筋设在所述主受弯筋的下方，所述梁主体内还埋设有若干沿其长度方向作排列的捆扎筋，捆扎筋捆绑在所述主受弯筋和次受弯筋上；所述次受弯筋为玄武岩复合筋。

本实用新型进一步设置为：所述主受弯筋的数量不少于两根。

本实用新型进一步设置为：所述次受弯筋的数量不少于两根。

本实用新型进一步设置为：所述次受弯筋的数量为三根。

本实用新型进一步设置为：所述主受弯筋和捆扎筋均为钢筋。

本实用新型进一步设置为：所述梁主体内含有粗骨料，所述粗骨料为再生骨料。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所涉及的BFRP筋再生混凝土梁，通过使用BFRP(玄武岩复合筋)作为受弯构件的受力筋，研究不同骨料取代率的再生混凝土的受力性能，研究结果发现这两种材料结合后的受弯构件的承载力没有降低，延性有所增加，裂缝分布较均匀，整体功能完善，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型BFRP筋再生混凝土受弯构件的截面结构示意图；

图2是本实用新型BFRP筋再生混凝土受弯构件的

关系曲线；

图3是本实用新型BFRP筋再生混凝土受弯构件的P-f关系曲线；

图4是本实用新型BFRP筋再生混凝土受弯构件的裂缝数量增长情况；

图5是本实用新型裂缝形态对比图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型专利要求的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图和优选实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

参见图1至5所示，本实施例所涉及的一种BFRP筋再生混凝土梁，包括梁主体1，所述梁主体1内埋设有沿其长度方向作延伸的主受弯筋2和次受弯筋3，次受弯筋3设在所述主受弯筋2的下方，所述梁主体1内还埋设有若干沿其长度方向作排列的捆扎筋4，捆扎筋4捆绑在所述主受弯筋2和次受弯筋3上；所述次受弯筋3为玄武岩复合筋；所述主受弯筋2和捆扎筋4均为钢筋；所述主受弯筋2的数量为两根；所述次受弯筋3的数量为三根。

进一步的，所述梁主体1内含有粗骨料，所述粗骨料为再生骨料。

在本实施方案中，通过将次要受弯构件的受拉钢筋替换为玄武岩复合筋(BasaltFiber Reinforced Plastics，简称BFRP)，混凝土中的粗骨料替换为再生骨料(见图1)，试验研究表明，在不同粗骨料取代率下，这种玄武岩复合筋再生混凝土受弯构件的承载力基本不变(见图2)，但延性明显增加(见图3)，且裂缝数量也明显增多(见图4、图5)，裂缝间距分布更加均匀，说明利用再生骨料制作的混凝土和BFRP筋之间有较好的粘结性，受力性能良好，作为结构构件来使用是可行的。

结合图2所示，在加载初期阶段，四种不同再生骨料取代率的构件的曲线大致上呈现直线关系，处于弹性阶段，这表明再生混凝土的含量对BFRP筋再生混凝土梁的初始刚度影响不大。裂缝在荷载达到3～6kN时开始出现，构件截面出现正截面裂缝，

曲线出现转折，试件抗弯刚度减小。随着荷载的不断加大，0％、10％、25％、40％骨料取代率的构件，

曲线大致呈现非线性关系，其中0％、10％和25％骨料取代率的构件随着荷载的增加，曲率增长的较慢，40％骨料取代率的构件，曲率增长的较快，且

曲线呈现接近45°，而破坏时不同取代率试件的承载力差别不大，说明再生骨料内部的微裂缝在受力过程中，经过延伸和扩展使得试件内部产生比较大的滑动变形，但对承载力影响不大。

结合图3所示，在加载初期，四种不同再生骨料取代率的构件的曲线大致上呈现直线关系，随着荷载的不断加大，不同的取代率的BFRP筋再生混凝土适筋梁的挠度随着荷载的增大而增加，幅度变大，荷载-挠度大致上仍然呈现线性关系。从整体上看，在同样的荷载加载情况下，四种构件挠度的大小顺序分别为：40％>25％>10％>0％，相比之下40％骨料取代率的构件可承受荷载较大，挠度也最大。从图中可看出，当再生混凝土取代率从0％增加到10％时，可承受极限荷载增大，但极限挠度基本不变；当再生混凝土取代率从10％增加到25％时，可承受极限荷载和极限挠度均有所提高；当再生混凝土取代率从25％增加到40％时，可承受极限荷载和极限挠度在前期比较接近，后期均有明显提高。

结合图4所示，为不同再生骨料取代率(0％、10％、25％、40％)的BFRP筋再生混凝土适筋梁荷载-裂缝数量曲线。这四类梁的曲线变化形态基本一致。当荷载在3～6kN时，构件开始出现裂缝；随着荷载进一步的施加，构件新增的裂缝越来越多，并且荷载-裂缝数量曲线切线的斜率明显减小。当施加荷载达到10kN左右时，骨料取代率为25％、40％的BFRP筋再生混凝土梁的裂缝数量明显多于取代率为0％、10％的BFRP筋再生混凝土适筋梁。当施加荷载达到30kN时，构件的荷载-裂缝数量曲线基本趋于平缓，构件的裂缝数量基本维持原状不再变化。并且取代率为0％的BFRP筋混凝土梁的裂缝数量增长速度比10％、25％、40％的BFRP筋再生混凝土适筋梁的裂缝数量增长速度更为平缓。

结合图5所示，为不同取代率(0％、10％、25％、40％)下BFRP筋再生混凝土梁的裂缝分布情况。由于不同骨料取代率下再生混凝土的强度不同，骨料取代率为25％(图5-c)、40％(图5-d)的BFRP筋再生混凝土适筋梁的裂缝的分布比取代率为0％(图5-a)、10％(图5-b)的BFRP筋再生混凝土适筋梁的分布更为均匀。

本实用新型是将次要受弯构件的受力钢筋替换为玄武岩复合筋，相较于普通钢筋而言，玄武岩复合筋混凝土的梁挠度增大，过程中没有突变点，说明玄武岩复合筋没有屈服阶段。并且停止加载时，玄武岩复合筋混凝土梁的最大裂缝宽度明显小于普通钢筋混凝土适筋梁，且玄武岩复合筋的裂缝条数相对较多，不难看出玄武岩复合筋与混凝土之间粘结力分布均匀。而且玄武岩复合筋混凝土梁卸载后形变基本消失，基本恢复原来的形状，且裂缝基本合拢消失，可以近似看作弹性形变。

并且将废弃的建筑材料经过破碎、清洗、分级并按照一定的比例代替天然集料，加入水泥和水而配成的再生混凝土，成为制作建筑构件的良好选择。不仅能够削弱制作构件对天然原料的使用以及依赖，而且可以减少废料对环境的影响，有效地响应国家的可持续发展政策，节约了成本，具有良好的生态效应。

如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于实际所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合实施例，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种BFRP筋再生混凝土梁，包括梁主体，其特征在于：所述梁主体内埋设有沿其长度方向作延伸的主受弯筋和次受弯筋，次受弯筋设在所述主受弯筋的下方，所述梁主体内还埋设有若干沿其长度方向作排列的捆扎筋，捆扎筋捆绑在所述主受弯筋和次受弯筋上；所述次受弯筋为玄武岩复合筋。

2.根据权利要求1所述的BFRP筋再生混凝土梁，其特征在于：所述主受弯筋的数量不少于两根。

3.根据权利要求2所述的BFRP筋再生混凝土梁，其特征在于：所述次受弯筋的数量不少于两根。

4.根据权利要求3所述的BFRP筋再生混凝土梁，其特征在于：所述次受弯筋的数量为三根。

5.根据权利要求1-4任一项所述的BFRP筋再生混凝土梁，其特征在于：所述主受弯筋和捆扎筋均为钢筋。

6.根据权利要求1所述的BFRP筋再生混凝土梁，其特征在于：所述梁主体内含有粗骨料，所述粗骨料为再生骨料。