專利名稱：提高frp筋混凝土結(jié)構(gòu)延性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法，在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)建造時(shí)采用，提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)的延性性能。
背景技術(shù)：
鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性有十分嚴(yán)重的影響，會(huì)降低結(jié)構(gòu)的TF常使用壽命，提高結(jié)構(gòu)的維護(hù)費(fèi)用，而纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber- Reinforced Plastics簡(jiǎn)稱FRP)筋是一種高性能的復(fù)合材料，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性高(耐酸、堿、鹽和氧化物等)、電磁中性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期綜合效益要優(yōu)于鋼筋，具有良好的應(yīng)用前景。但由于FRP筋為脆性材料，變形能力比普通鋼筋明顯偏小，其高抗拉強(qiáng)度和線性的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，使得FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)可能沒有相應(yīng)的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞呈明顯脆性。延性不足成為FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)的最大缺陷，也是FRP筋能否得到廣泛應(yīng)用所需解決的根本性問題之一。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)存在的問題，提供一種能有效提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性的新方法，滿足FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形能力。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是本發(fā)明針對(duì)的是FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)，在其彎矩較大的區(qū)域，在建造FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)安裝具有一定抗壓強(qiáng)度和變形能力的元構(gòu)件，使得構(gòu)件中的FRP筋極限拉應(yīng)變不變的前提下，通過元構(gòu)件的受壓變形，增加FRP筋混凝土構(gòu)件受壓區(qū)的變形，增大構(gòu)件的截面曲率延性，從而提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形能力。
根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法，其特征在于建造時(shí)，在結(jié)構(gòu)具有彎矩區(qū)域，安裝具有有效抗壓強(qiáng)度和變形能力的元構(gòu)件，通過元構(gòu)件的變形，提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)的延性能力。
上述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法操作步驟如下
a. 在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)建造時(shí)，將所需的元構(gòu)件加工成一個(gè)整片或幾小片組合成一整片，其截面尺寸與FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸相同；
b. 在元構(gòu)件上，按照所連接的FRP筋構(gòu)件中FRP筋的數(shù)量和直徑，鉆孔；
c. 在安裝FRP筋材時(shí)，將FRP筋穿過元構(gòu)件，并將元構(gòu)件放入指定位置；
d. 在指定位置處固定元構(gòu)件，然后澆注混凝土，建造成嵌有元構(gòu)件的FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)。在上述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法中，所述的FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)可為多層在上述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法中，所述的元構(gòu)件位于FRP筋混凝土構(gòu)件截面內(nèi)。
在上述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法中，所述的元構(gòu)件與FRP筋材可以粘結(jié)(或不粘結(jié))在一起。
在上述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法中，所述的FRP筋可為各種有效抗拉拉強(qiáng)度的FRP筋材為碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維及其他纖維復(fù)合材料中任選一種或多種纖維編織而成的單向、或雙向、或具有多角度方向的FRP筋材。
在上述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法中，所述的元構(gòu)件可為具有一定抗壓強(qiáng)度和變形能力的彈性、塑性或彈塑性材料，可以整片或分成幾塊進(jìn)行安裝，其材質(zhì)可以是橡膠塑料、復(fù)合材料、有色金屬材料及各種合金材料等。
在上述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法中，所述的元構(gòu)件在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)中的不同構(gòu)件中可以根據(jù)需要采用不同材料制作或相同材料而厚度不同。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明中采用增加安裝具有良好變形能力的元構(gòu)件，可以在FRP筋變形能力不變的情況下，有效增加混凝土受壓區(qū)的變形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土構(gòu)件脆性破壞的缺陷，使FRP筋得到更為廣泛的應(yīng)用；本發(fā)明提供的方法不改變混凝土結(jié)構(gòu)的外形尺寸，而且施工便捷，經(jīng)濟(jì)可行，是一種有效提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性的方法。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單層單跨的FRP筋混凝土框架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的FRP筋混凝土框架柱的剖面示意圖，圖中(a)為整體式元構(gòu)件詳圖，(b)
為分離式元構(gòu)件詳圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一參見圖l、圖2，本提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法如下根據(jù)FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)1的截面尺寸及FRP筋2的數(shù)量及直徑，制作本實(shí)施例中所需的元構(gòu)件3，并在元構(gòu)件3中鉆相應(yīng)孔洞，在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)中的FRP筋2安裝時(shí)，在圖1中標(biāo)注的所需元構(gòu)件3位置處安裝固定元構(gòu)件3，然后澆注混凝土完成FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)建造。具體操作步驟如下
(1)根據(jù)FRP筋混凝土構(gòu)件1的截面尺寸及FRP筋2的的數(shù)量及直徑，制作元構(gòu)件3 (整體式)；(2) 在元構(gòu)件3中鉆與表面相垂直的孔洞；
(3) 在FRP筋2安裝時(shí)，將FRP筋2穿過元構(gòu)件3，并在指定位置安裝元構(gòu)件3;
(4) 固定元構(gòu)件3，然后澆注混凝土，完成FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)1建造。
實(shí)施例二參見圖2，本實(shí)施例基本上與上述實(shí)施例相同，所不同之處在于所述的元構(gòu)件3為分離式，即在可在每根或每幾根FRP筋上安裝元構(gòu)件3，元構(gòu)件3組合安裝好后，仍可拼成FRP筋混凝土構(gòu)件1的整個(gè)截面形狀。
權(quán)利要求
1、一種提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法，包括建造FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)建造時(shí)，在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)的較大彎矩區(qū)域，安裝具有有效抗壓強(qiáng)度和變形能力的元構(gòu)件(3)，從而提高結(jié)構(gòu)的延性能力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法，其特征在于操作步驟如下a) 在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)建造前，將所需的元構(gòu)件(3)加工成一個(gè)整片或幾小片組合成一整片，其截面尺寸與FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)件截面尺寸相同；b) 在元構(gòu)件(3)上按照所連接的FRP筋混凝土構(gòu)件中FRP筋(2)的數(shù)量和直徑，鉆孔;c) 在安裝FRP筋(2)時(shí)，將FRP筋穿過元構(gòu)件(3)上鉆好的孔洞，并將元構(gòu)件(3)放入指定位置；d) 在指定位置處固定元構(gòu)件(3)，然后澆注混凝土，建成能有元構(gòu)件(3)的FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l、或2所述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)延性能力的方法，其特征在于所述的FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)為多層多跨結(jié)構(gòu)或單層單跨結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、或2所述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)延性能力的方法，其特征在于所述的元構(gòu)件(3)位于FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)件截面內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)延性能力的方法，所述的元構(gòu)件(3)與FRP筋(2)粘結(jié)或不粘結(jié)在一起。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)延性能力的方法，所述的FRP筋(2)為各種有效抗拉拉強(qiáng)度的FRP筋材為碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維中任選一種或多種纖維編織而成的單向、或雙向、或具有多角度方向的FRP筋材。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)延性能力的方法，其特征在于所述的元構(gòu)件(3)為彈性、塑性或彈塑性材料，其材質(zhì)是橡膠塑料、復(fù)合材料、有色金屬材料或各種合金材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性能力的方法。它包括建造FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)，在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)建造時(shí)，在FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)的較大彎矩區(qū)域，安裝具有有效抗壓強(qiáng)度和變形能力的元構(gòu)件，從而提高結(jié)構(gòu)的延性能力。本發(fā)明在FRP筋變形能力不變的情況下，有效增加混凝土受壓區(qū)的變形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土構(gòu)件脆性破壞的缺陷，使FRP筋得到更為廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明不改變混凝土的外形尺寸，而且施工便捷，經(jīng)濟(jì)可行，是一種有效提高FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)延性的方法。
文檔編號(hào)E04B1/16GK101672076SQ20091019656
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者公孫銘, 濤 劉, 張晏戌, 張智梅, 王英銳, 褚衛(wèi)豐, 許文前 申請(qǐng)人:上海大學(xué)