本技術(shù)涉及一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，屬于結(jié)構(gòu)工程。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在腐蝕或惡劣環(huán)境下易出現(xiàn)鋼筋腐蝕的現(xiàn)象，這也導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能的嚴(yán)重惡化，需要昂貴的修復(fù)費用。纖維增強聚合物(frp)筋被認為是克服混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕問題的一種有效措施。frp筋與鋼筋相比有許多明顯的優(yōu)點，包括高拉伸強度和疲勞強度、高耐腐蝕性、重量輕、易于運輸和搬運、熱絕緣和電絕緣性能以及對磁場不敏感，這些優(yōu)點使其在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。然而，由于frp筋的彈性模量較低，frp筋加固的混凝土構(gòu)件往往比鋼筋混凝土構(gòu)件表現(xiàn)出更大的變形和更寬的裂縫。因此，frp筋混凝土構(gòu)件的設(shè)計往往受到正常使用極限狀態(tài)的制約，進而使frp筋的高抗拉強度不能得到充分發(fā)揮。此外，由于frp筋的線彈性特性，使用frp筋的結(jié)構(gòu)往往需要設(shè)計為超配筋構(gòu)件以獲得更大延性。然而，極限壓應(yīng)變較低的普通混凝土是一種準(zhǔn)脆性材料，這使得frp增強普通混凝土結(jié)構(gòu)存在發(fā)生受壓破壞的風(fēng)險。

2、超高性能混凝土(uhpc)是一種創(chuàng)新的水泥基工程材料，由硅酸鹽水泥、細硅砂、硅灰、石英粉、高效減水劑和鋼或有機短纖維混合而成,水灰比小于0.25。與普通混凝土相比，uhpc具有更佳的抗壓和抗拉強度、顯著的耐久性和延展性以及熱養(yǎng)護后收縮小等優(yōu)良性能?，F(xiàn)有的研究成果已表明frp筋增強的uhpc梁具有較高的抗彎剛度，短鋼纖維的加入阻止了uhpc微裂縫向宏觀裂縫發(fā)展，開裂后的抗彎剛度仍可維持較高水平，并且由于uhpc的應(yīng)變硬化特性，在使用極限狀態(tài)下滿足裂縫寬度要求。由此可見，將frp筋和uhpc的獨特優(yōu)勢結(jié)合有望生產(chǎn)出具有高延性、輕自重和顯著耐久性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

3、然而，一些缺點限制了uhpc在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，如初始成本高，缺乏uhpc結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范，以及由于纖維的隨機分布，混凝土的材料性能相對分散，制備和養(yǎng)護條件苛刻。uhpc的生產(chǎn)應(yīng)用是成本和能源密集型的，由于其黏性較大，承包商使用機械泵輸送uhpc十分困難?？傊耆褂贸咝阅芑炷羴順?gòu)建新的結(jié)構(gòu)單元是不太現(xiàn)實的，目前uhpc的應(yīng)用僅限于對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的改造和修復(fù)，這并不能充分反映這種材料的優(yōu)越性能。事實上，在結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，如梁和梁柱節(jié)點的塑性鉸區(qū)域，采用超高性能混凝土更現(xiàn)實。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的在于，提供一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，能夠在腐蝕和惡劣環(huán)境下提高構(gòu)件耐久性的同時，滿足使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度要求，此類梁構(gòu)件具有受力性能好、材料利用率高、經(jīng)濟性好等技術(shù)優(yōu)勢。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為：一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，包括frp筋籠、梁下部uhpc層、梁上部普通混凝土層，所述frp筋籠貫穿于梁下部uhpc層和梁上部普通混凝土層中，通過frp筋籠使梁下部uhpc層和梁上部普通混凝土層連接為整體。

3、進一步，所述梁下部uhpc層或/和梁上部普通混凝土層的截面為矩形、梯形或弧形結(jié)構(gòu)。

4、進一步，所述梁下部uhpc層的高度小于或等于整個混凝土復(fù)合梁高度的1/2。

5、進一步，所述梁下部uhpc層與梁上部普通混凝土層之間植入有一組錨栓。

6、進一步，所述frp筋籠包括frp縱筋、frp箍筋以及區(qū)域約束frp筋，所述frp箍筋和區(qū)域約束frp筋沿著frp縱筋的長度放下均勻布置。

7、更進一步，所述錨栓間距與frp箍筋的間距相同，并與frp箍筋交錯布置。

8、進一步，所述梁下部uhpc層的頂面設(shè)置有uhpc頂部噴砂糙面。

9、由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的優(yōu)點為：本實用新型充分利用了uhpc強度高、延性好的特點，同時充分發(fā)揮了frp筋高抗拉強度的優(yōu)點，在腐蝕和惡劣環(huán)境下提高構(gòu)件耐久性的同時，滿足使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度要求，具有受力性能好、材料利用率高、經(jīng)濟性好等技術(shù)優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，包括frp筋籠(1)、梁下部uhpc層(2)、梁上部普通混凝土層(3)，其特征在于：所述frp筋籠(1)貫穿于梁下部uhpc層(2)和梁上部普通混凝土層(3)中，通過frp筋籠(1)使梁下部uhpc層(2)和梁上部普通混凝土層(3)連接為整體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，其特征在于：所述梁下部uhpc層(2)或/和梁上部普通混凝土層(3)的截面為矩形、梯形或弧形結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，其特征在于：所述梁下部uhpc層(2)的高度小于或等于整個混凝土復(fù)合梁高度的1/2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，其特征在于：所述梁下部uhpc層(2)與梁上部普通混凝土層(3)之間植入有一組錨栓(5)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，其特征在于：所述frp筋籠(1)包括frp縱筋(11)、frp箍筋(12)以及區(qū)域約束frp筋(13)，所述frp箍筋(12)和區(qū)域約束frp筋(13)沿著frp縱筋(11)的長度放下均勻布置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，其特征在于：所述錨栓(5)間距與frp箍筋(12)的間距相同，并與frp箍筋(12)交錯布置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種frp筋增強的混凝土復(fù)合梁，其特征在于：所述梁下部uhpc層(2)的頂面設(shè)置有uhpc頂部噴砂糙面(4)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種FRP筋增強UHPC?普通混凝土復(fù)合梁構(gòu)造，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，包括FRP筋籠、梁下部UHPC層、梁上部普通混凝土層，所述FRP筋籠貫穿于梁下部UHPC層和梁上部普通混凝土層中，通過FRP筋籠使梁下部UHPC層和梁上部普通混凝土層連接為整體。本技術(shù)充分利用了UHPC強度高、延性好的特點，同時充分發(fā)揮了FRP筋高抗拉強度的優(yōu)點，在腐蝕和惡劣環(huán)境下提高構(gòu)件耐久性的同時滿足使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度要求，具有受力性能好、材料利用率高、經(jīng)濟性好等技術(shù)優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：張瀚銘,肖建春,周正榮,陳靖,劉聰
受保護的技術(shù)使用者：貴州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240408
技術(shù)公布日：2024/12/23