專利名稱：一種frp、混凝土、空心原竹矩形梁的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及，尤其涉及的是一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁。
背景技術：
我國盛產竹子，且擁有量和品質均居世界首位。竹子可再生、可降解，一般3-5年即可成材。竹材的抗拉強度約為木材的2倍，抗壓強度約為木材的I. 5倍，竹材的比強度高于普通木材、結構用鋼材、鋁合金、混凝土等。竹材具有較好的彈性和韌性，變形能力強。以竹材全部或部分代替混凝土、鋼材或粘土磚等建造房屋，符合“十二五”規劃部署的重大任務——“綠色發展，建設資源節約型、環境友好型社會”的根本要求，也符合《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》確定的節能降耗、開發利用農林生物質資源的重 點領域及優先主題。現有的主要技術方案是將鋼筋埋置在混凝土中，形成鋼筋混凝土實心梁或工字形截面梁。傳統混凝土梁自重大、耗鋼量及耗混凝土量均較大；施工要支模和拆模，工序麻煩。另外就是橋梁中應用比較廣泛的箱型截面梁。傳統鋼筋混凝土受彎構件是將鋼筋埋置在混凝土中，形成鋼筋混凝土實心梁或工字形截面梁。該類構件自重大、耗鋼量及耗混凝土量均較大；施工要支模和拆模，工序麻煩。箱型梁也存在一個施工工序麻煩的問題。也有其他學者提出了雙鋼管梁、雙FRP管梁和FRP-混凝土 -鋼組合雙壁空心梁(一種由FRP外管、鋼內管以及兩者之間填充的混凝土組成的組合構件)。這些方案均是以礦物質資源能源為主，而地球上礦物質資源能源有限。現有方案均是以礦物質資源為主形成的受彎構件，并且有些方案施工工序麻煩，本實用新型的目的就是要克服現有技術方案的缺點，將我國蘊藏量豐富的生物質資源運用到受彎構件體系中。FRP為纖維增強復合材料，常用的有玻璃纖維增強復合材料(Glass FRP)和碳纖維增強復合材料(Carbon FRP)。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁。本實用新型的技術方案如下一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，包括FRP矩形管(2)、混凝土(I)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。所述的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，根據結構承擔荷載的實際情況適當在混凝土(I)里面布置FRP筋或鋼筋。本實用新型充分利用了 3種材料(或4種)的特點，將我國蘊藏量豐富的農林生物質資源應用到土木建筑結構構件中。該種梁具有自重輕、剛度大、延性好、自恢復能力強、經濟性能好、抗震性能優越等優點，并且施工工序簡單，可應用于土木建筑結構領域中的受彎構件。

圖I、圖2、圖3分別為三種不同結構的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁截面圖；I為混凝土，2為FRP矩形管，3為空心原竹筒，4為FRP筋(或鋼筋)。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。參考圖I、圖2、圖3，在本實用新型中，FRP、混凝土、空心原竹矩形梁包括FRP矩形管2、混凝土 I和空心原竹筒3，其中空心原竹筒3布置在梁底。另外可以根據結構承擔荷載的實際情況適當在混凝土里面布置FRP筋4 (或鋼筋)。該種新型構件的外管為主要包含環向或接近環向纖維的FRP矩形管2，縱向剛度很小，其主要作用是約束混凝土以及提高抗剪承載力；混凝土 I和空心原竹筒3則作為主要縱向受力材料，而混凝土里面在需要時也可布置FRP筋4 (或鋼筋)。由于其價格較低且變形能力較好等特點，玻璃纖維增強復合材料(Glass FRP)比碳纖維增強復合材料(CarbonFRP)更適合用于制作該類構件的外管。空心原竹筒3的個數可以根據實際情況調整(見圖I或圖2)。FRP筒也可以改成其他的截面形式。所有材料及相關尺寸均需根據實際工程的需要進行計算選取。根據梁的跨度和承擔的荷載大小選擇梁截面尺寸(尺寸確定同普通混凝土梁構件)，然后根據梁截面尺寸確定矩形管尺寸，根據具體工程受力分析，計算所需要原竹筒的多少和尺寸，如果需要配置FRP筋或鋼筋，可由計算確定，方法均同普通混凝土梁構件。本實用新型的目的是提供一種能廣泛應用于土木建筑領域的FRP-混凝土 -空心原竹矩形梁，克服現有技術方案自重大、工序麻煩、耗鋼量及耗混凝土量均較大或耗費礦物質資源能源比較大等缺點，用于橋梁、建筑等各類結構的受彎構件。該類新型組合構件的主要優點包括①將我國蘊藏量豐富的農林生物質資源應用到受彎構件中，節省礦物質資源能源；②自重較輕構件內部的空隙有效減輕了結構自重；③施工方便FRP矩形管和空心原竹筒可作為施工時澆鑄混凝土的模板，從而避免了傳統混凝土結構制作及拆除模板的工序耐腐蝕性能好FRP矩形管耐腐蝕性強，如果配置適量鋼筋的話，鋼筋被FRP矩形管和厚混凝土層保護在內；⑤延性及抗震性能好FRP矩形管和空心原竹筒對混凝土提供約束，從而提高構件的延性。FRP矩形管的環向剛度遠大于其縱向剛度，不存在屈曲問題，空心原竹筒的向外屈曲變形則被混凝土所限制。還應指出，即使從初始造價來看，該類新型組合構件也是一種經濟的構件形式竹材強度高，可以節省鋼材的用量；而較普通鋼筋混凝土空心構件而言，該種新型構件節約了澆鑄混凝土所用模板的費用；相對于實心鋼筋混凝土構件而言，更節約了內部空心部分的混凝土。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，其特征在于，包括FRP矩形管(2)、混凝土(I)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。
2.根據權利要求I所述的FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，其特征在于，還在混凝土(I)里面布置FRP筋或鋼筋。
專利摘要本實用新型公開了一種FRP、混凝土、空心原竹矩形梁，包括FRP矩形管(2)、混凝土(1)和空心原竹筒(3)，其中空心原竹筒(3)布置在梁底。本實用新型充分利用了3種材料(或4種)的特點，將我國蘊藏量豐富的農林生物質資源應用到土木建筑結構構件中。該種梁具有自重輕、剛度大、延性好、自恢復能力強、經濟性能好、抗震性能優越等優點，并且施工工序簡單，可應用于土木建筑結構領域中的受彎構件。
文檔編號E04C3/29GK202689337SQ20122017811
公開日2013年1月23日 申請日期2012年4月25日 優先權日2012年4月25日
發明者李海濤, 蘇靖文, 李淑恒, 張齊生, 黃東升, 楊平 申請人:南京林業大學