本實用新型涉及一種組合結構，尤其是涉及組合梁結構以及組合板結構。

背景技術：
當前整體澆筑形式的鋼筋混凝土、裝配形式的鋼筋混凝土以及型鋼混凝土組合結構形式是我國目前建筑、橋梁中廣泛采用的結構形式。但對于鋼筋混凝土構件，特別是對于受彎構件，由于混凝土材料本身抗拉強度遠低于其抗壓強度以及鋼筋的抗壓強度。因此在受彎構件中，受拉混凝土會首先產生裂縫，進一步的影響整個構件的抗彎剛度以及失去對內部鋼筋的保護作用。對于型鋼梁加混凝土板的組合結構，由于型鋼缺乏混凝土的保護，很容易出現腐蝕、抗火等方面的問題。隨著科學技術的發展各種采用材料用于土木工程結構中，通過組合，充分利用兩種及兩種以上材料優缺點相互彌補的原則進行結合，使得各種材料的優點得到發揮，彌補其他材料的缺點，形成新型的組合結構形式。例如：利用FRP材料高強、抗腐蝕性、輕質等特點提高組合梁的整體性能。把FRP材料放置在彎曲構件的受拉側，可有效避免混凝土受拉開裂，保證整體結構的性能，保護混凝土內部的鋼筋。本實用新型提供一種新的FRP-鋼筋混凝土組合結構形式，相比于鋼筋混凝土結構，具有良好的延性和抗彎性能。并能夠有效減少混凝土的受拉開裂現象，起到對整體結構的保護作用。

技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是針對上述鋼筋混凝土結構易開裂導致的梁(板)剛度下降以及內部鋼筋的腐蝕問題。受一些生物的蜂窩結構中存在小柱-它的外層為纖維，芯層為蛋白質的啟發，提煉出仿生蜂窩結構模型，并通過ABAQUS有限元解析驗證以該仿生結構為基礎的組合結構梁(板)具有更好的力學性能。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種組合梁/板結構，其特征在于：包括仿生蜂窩結構層以及鋼筋混凝土層，所述鋼筋混凝土結構層位于所述仿生蜂窩結構層的上面，所述仿生蜂窩結構層包括上面板、下面板以及中間的蜂窩多邊形格柵，相鄰兩格柵具有一個公共邊，在所有格柵交匯處，均設置有以交匯線為中心、與多邊形格柵固連于一體的連接柱。所述連接柱為空心。所述連接柱的截面為多邊形或圓形。所述蜂窩多邊形柵格為蜂窩六邊形柵格、蜂窩四邊形柵格和蜂窩三角形柵格。所述仿生蜂窩結構層的材料為FRP或鋼材。鋼筋混凝土結構層與仿生蜂窩結構層之間采用抗剪連接件、砂粒或濕連接。一種組合梁/板結構的施工方法，其特征在于，步驟為：第一步：預制仿生蜂窩結構層并運輸到施工現場，吊裝到相應位置后固定；第二步：在固定好的仿生蜂窩結構層表面設置粘結層；第三步：配置并安裝鋼筋籠骨架；第四步：以仿生蜂窩結構層作為底層模板，澆筑混凝土并養護。本實用新型新型組合結構梁(板)是一種具有仿生結構層的組合結構。包括仿生蜂窩結構層、鋼筋混凝土層以及用于使二者共同工作的粘結層。由上述可知，用仿生結構層作為組合結構的下層，可有效降低梁高，減少混凝土的受拉開裂現象，保護混凝土內部的鋼筋，提高構件的延性以及抗彎性能，是一種重量輕，強度高的仿生結構保護層。隨著高層、超高層建筑結構以及大跨橋梁的使用，本實用新型具有很廣的應用前景。本實用新型以仿生結構層為基礎，與鋼筋混凝土結構形成組合結構，起到以下三個強化作用：1、該新型組合結構具有在彎矩作用下具有良好的延性和耗能能力；2、該新型組合結構能夠有效減少混凝土的受拉開裂現象；3、新型仿生組合結構具有更高的承載能力，當梁(板)上荷載不變時，可降低梁(板)高度，擴大建筑使用空間，降低建筑自重。申請人對上述新型仿生組合結構進行三維有限元解析得，在梁高度不變的條件下，新型仿生組合梁結構的彈性變形能力是鋼筋混凝土梁結構2倍。附圖說明圖1為本實用新型整體結構示意圖；圖2為本實用新型仿生蜂窩結構層側視圖；圖3為本實用新型中仿生蜂窩結構層正視圖；圖4為本實用新型中仿生蜂窩結構芯層示意圖；圖5為本實用新型中仿生蜂窩結構芯層細部結構示意圖；圖6為有限元分析加載示意圖；圖7為新型仿生組合梁結構與鋼筋混凝土梁結構的荷載-撓度曲線；圖中編號：1為鋼筋混凝土結構層；2為仿生蜂窩結構層；3為粘結層；4為簡支梁支座；5為仿生結構層上面板；7為仿生結構層下面板；6為仿生蜂窩結構層芯層。具體實施方式下面結合附圖，對本實用新型作詳細說明：受一些生物的蜂窩結構中存在小柱-它的外層為纖維，芯層為蛋白質的啟發，提煉出仿生蜂窩結構模型，并通過ABAQUS有限元解析驗證以該仿生結構為基礎的組合結構梁(板)具有更好的力學性能。如圖1所示，本實用新型組合梁/板結構，包括仿生蜂窩結構層2、鋼筋混凝土結構層1以及用于使二者共同工作的粘結層3。鋼筋混凝土結構層1為上層，仿生蜂窩結構層2為下層。上層的鋼筋混凝土結構層1可以使用任何強度等級的混凝土材料，宜使用C40等級及以上混凝土，特別適合使用高強混凝土。下層的仿生蜂窩結構層2既可以使用FRP材料，也可以使用鋼材或是其他材料。下層的仿生蜂窩結構層1如圖3所示，包括上面板5、下面板7以及中間的仿生蜂窩結構層芯層6，仿生蜂窩結構層芯層6采用柵格單元依次連接而成，柵格單元的形狀例如六邊形、四邊形和三角形。相鄰兩格柵單元具有一個公共邊，在所有格柵交匯處，均設置有以交匯線為中心、與多邊形格柵固連于一體的連接柱，連接柱可以是實心，也可以為空心。連接柱可以是截面為圓形的圓筒，也可以是截面為多邊形的柱體。且柵格的邊長和內接圓的直徑均可根據實際工程的需求而改變。鋼筋混凝土結構層與仿生蜂窩結構層之間采用抗剪連接件、砂粒、濕連接等方式進行連接，保證二者的共同作用。所述新型組合結構既可以作為簡支梁、板結構使用，又可以作為連續梁、板結構使用。本實用新型新型仿生組合梁(板)結構施工方法如下：第一步：圖1中的底層仿生結構在工廠預制并運輸到施工現場，吊裝到相應位置后固定；第二步：設置粘結層；第三步：配置并安裝鋼筋籠骨架；第四步：以該仿生結構層作為底層模板，澆筑混凝土。由于施工現場不需要支梁(板)底層模，且裝配好的仿生結構層可以作為受力結構，為支梁(板)四周的模時提供便利。新型仿生組合結構梁(板)模型示意圖及細部構造如圖1,2，3,4，5所示。本說明書中通過有限元軟件ABAQUS模擬分析得出仿生組合梁結構與鋼筋混凝土梁結構的荷載-撓度曲線來說明前者力學性能的優越性。本說明書中梁的詳細信息見表1。其中L為梁跨度，b為梁寬，H為梁總高度，h1位仿生結構層高度，h2為鋼筋混凝土高度，新型仿生組合梁結構中的底層為玄武巖纖維復合材料(BFRP)，混凝土強度為C30，鋼筋類型為HPB235。表1梁詳細信息(單位mm)由于現行的鋼筋混凝土梁(板)結構存在易開裂，自重大，延性較差等缺點，采用新型仿生組合梁(板)結構則可以有效避免上述問題。使用非線性功能十分強大的有限元分析軟件ABAQUS對二者進行三點彎曲的承載力分析。通過對兩種梁結構在跨中位置施加豎向位移荷載，分別得到仿生組合梁結構和鋼筋混凝土梁結構的彎曲狀態以及荷載-撓度曲線。通過比較分析荷載-撓度曲線說明兩種結構在承載力、延性、破壞方式等方面的區別，以此說明新型仿生組合梁(板)結構的優越性。通過ABAQUS解析(見圖6加載模型)，對兩種梁結構跨中施加豎向位移荷載。梁左右兩端采用簡支支座。解析得撓度-位移曲線如圖7所示。由圖7可得，兩種梁結構的荷載-撓度曲線可分為三個階段：彈性變形階段(仿生組合梁：oa段；鋼筋混凝土梁：oa′段)、彈塑性變形階段(仿生組合梁：ba段；鋼筋混凝土梁：a′b′段)以及破壞階段(仿生組合梁：bc段；鋼筋混凝土梁：b′c′段)。圖中δE，δE′分別為仿生組合梁結構與鋼筋混凝土梁結構最大彈性變形的跨中撓度；δU，δU′分別為兩種梁結構破壞時的最大跨中撓度；NE，NE′分別為兩種梁結構最大彈性變形的跨中集中荷載；NU，NU′分別為兩種梁結構的破壞時的最大跨中荷載。先比較跨中撓度可知：1.δE＝3.15mm，δE′＝1.51mm，即δE是δE′的2.09倍。說明新型仿生組合梁結構的彈性變形能力是鋼筋混凝土梁的2.09倍。此時仿生組合梁結構處于彈性變形階段，其上層的鋼筋混凝土受拉側并未出現裂縫，從而有效保護了混凝土內部的鋼筋；2.δU≈δU′，即兩種梁結構破壞時的跨中撓度幾乎相同，說明二者的極限破壞狀態都是混凝土被壓碎。由于高強混凝土的脆性使得在傳統的鋼筋混凝土梁結構中，受拉側混凝土開裂問題是影響高強混凝土使用的其中因素之一。因此在仿生組合結構中使用高強混凝土可有效避免受拉混凝土的開裂問題，充分使用高強混凝土的受壓性能，顯著提高梁的承載能力。其次再比較跨中集中荷載可知：1.NE＝150KN，NE′＝78KN，即NE是NE′的1.92倍，與彈性變化時跨中撓度的倍數相近；2.NU′≈NE，即當受壓混凝土當仿生組合梁結構達到最大彈性變形得跨中荷載與鋼筋混凝土梁的破壞荷載相等。說明仿生組合梁結構的彈性變形能力取決于上層混凝土的抗壓強度，而普通鋼筋混凝土梁當混凝土受壓破碎時即宣告破壞。從而可知，仿生組合梁結構能夠充分發揮混凝土或是高強混凝土的抗壓性能；3.NU＝1.18NU′，即仿生組合梁結構的極限承載力比鋼筋混凝土梁提高18％。當使用高強混凝土時，承載能力則會進一步提高；4.當兩種梁結構分別達到跨中破壞撓度時，仿生組合梁結構依然可以繼續承受荷載(圖7bc段)，而鋼筋混凝土梁則不能繼續承受荷載(圖7b′＝c′段)。綜上所述，該類新型仿生組合梁(板)結構具有延緩裂縫形成時間、充分發揮混凝土乃至高強混凝土的材料性能、提高結構延性、承載力等多個力學性能。