一种结构用组合式FRP箱形型材制造技术

本实用新型专利技术涉及一种结构用组合式FRP箱形型材，所述组合式FRP箱形型材包括由至少两个标准型材和两块板材组成的重复单元，所述标准型材的形状为槽形、工字形或箱形；两个标准型材并排间隔设置，两个标准型材的顶板、底板与两块板材固定连接以使重复单元的截面呈箱形。该FRP箱形型材组合方式灵活、能够实现较大的截面尺寸，结构耐久性高，制作过程简便，易操作，同时具有较强的可设计性，技术效果突出，巧妙地实现了建筑工业化对结构构件标准化和模数化的要求，节约了拉挤模具的种类，可以较为有效的克服目前大尺寸FRP型材拉挤成型难度大的问题，从而降低了大尺寸FRP型材的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种结构用组合式FRP箱形型材
本技术属于工程结构
，具体涉及一种结构用组合式FRP箱形型材。
技术介绍
由于钢筋锈蚀所导致的基础设施耐久性严重下降，造成了巨大的经济损失。提高基础设施耐久性是世界各国经济和社会发展面临的重要问题。纤维增强复合材料(FiberReinforced Polymer，简称FRP)的出现，为提升基础设施耐久性带来了希望。与传统的钢材、钢筋和混凝土等结构材料相比，FRP材料具有优异的耐腐蚀性能、较高的比强度、比模量和较好的抗疲劳性能等显著优点。 在FRP型材-混凝土组合结构中，FRP型材不仅可以作为混凝土结构的模板，还能作为组合梁的抗弯增强材料，在提高混凝土结构耐久性的同时也可提升结构的安全性能，因而在恶劣环境中使用时FRP型材-混凝土组合结构的性能优势更为明显。已有研宄表明，FRP型材-混凝土组合结构能够较为充分的发挥FRP材料的轻质高强、耐腐蚀的优点以及混凝土高抗压强度的优势，具有高耐久、重量轻、施工快速和耐疲劳等优点，是一种极具应用潜力的结构形式。 在一些大型的采用复合材料型材的建筑和桥梁结构中，经常需要一些截面尺寸较大的FRP型材。然而，现有的拉挤成型技术在成型大尺寸(截面高度大于Im)的FRP型材时仍具有一定的技术难度。另一方面，大尺寸FRP型材的拉挤成型模具也十分昂贵。这在一定程度上限制了 FRP型材-混凝土组合材料的推广应用，因而亟待研宄大截面尺寸FRP型材及其制造方法。
技术实现思路
本技术目的在于克服现有技术缺陷，提供了一种结构用组合式FRP箱形型材，该型材制作简便，易操作，同时具有较强的可设计性，技术效果突出。 为实现上述目的，本技术采用如下技术方案: 一种结构用组合式FRP箱形型材，所述组合式FRP箱形型材包括由至少两个标准型材和两块板材组成的重复单元，所述标准型材的形状为槽形、工字形或箱形；两个标准型材并排间隔设置，两个标准型材的顶板、底板与两块板材固定连接以使重复单元的截面呈箱形。 具体的，所述标准型材的顶板和底板通过螺栓和/或环氧胶粘结的界面方式与两块板材固定连接。 所述组合式FRP箱形型材层数为两层以上时，上下层标准型材宜上下对齐放置。即腹板上下对齐放置，同时应对悬空的翼缘板作局部下挠验算，以保证同一层左、右两个标准型材之间的净距不宜过大。 所述标准型材与板材的接触面应设计为粗糙毛面，施工时在接触面的法线方向施加0.1 — 0.5MPa的均布压力，以增加各部件之间的粘结力。 所述标准型材和板材由纤维材料制成，所述纤维材料为玻璃纤维(GFRP)、芳纶纤维(AFRP)、碳纤维(CFRP)和玄武岩纤维(BFRP)中的一种或两种以上。标准型材和板材在制作过程中，所采用的成型树脂可以是不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂或环氧树脂等。 本技术基于叠加原理和组合界面的无滑移理论，考虑建筑工业化对结构构件的标准化模数化要求，将截面尺寸和惯性矩相对较小的FRP拉挤标准型材(型材尺寸符合一定的模数要求)和FRP拉挤板材通过螺栓和/或环氧胶粘结的方式拼接形成截面尺寸和惯性矩更大的组合式FRP箱形型材，组合式FRP箱形型材的截面可以为箱形、多箱形以及多层多箱形等截面形式。所述截面尺寸和惯性矩相对较小的FRP拉挤标准型材和FRP拉挤板材需要预先经过合理的设计，使得组合式FRP箱形型材能够满足受弯构件强剪弱弯的要求。组合后所得的组合式FRP箱形型材各部件之间应能够协同工作，共同受力。本技术组合式FRP箱形型材组合方式灵活、能够实现较大的截面尺寸，结构耐久性高，制作过程简便，易操作，同时具有较强的可设计性，技术效果突出，巧妙地实现了建筑工业化对结构构件标准化和模数化的要求，节约了拉挤模具的种类，可以较为有效的克服目前大尺寸FRP型材拉挤成型难度大的问题，从而降低了大尺寸FRP型材的生产成本，有利于大截面尺寸的FRP型材结构及其与混凝土组合结构在公路桥梁结构中的推广应用。此外，建筑工业化的需求要求构件尽可能的标准化、模数化，本技术提出的组合式FRP箱形型材的思路符合了建筑工业化的上述要求，减少了拉挤产品的种类，从而可以减少拉挤型材模具的数量和种类，降低成本，提高生产效率。 与现有技术相比，本技术的有益效果: I)采用预先设计的截面尺寸和惯性矩相对较小FRP拉挤标准型材和FRP拉挤板材通过通过螺栓和/或环氧胶粘结的方式拼接形成截面尺寸和惯性矩更大的组合式FRP箱形型材。 2)可以灵活的组合形成箱形和工字形等受力更加合理的截面形式，节省拉挤成型的模具成本。 3)制作过程简便，易操作，同时具有较强的可设计性，克服目前大尺寸FRP型材拉挤成型难度大的问题。 4)大量采用符合一定模数的标准化FRP拉挤型材制造大截面的组合式FRP箱形型材，减小了拉挤模具的种类和制作难度，有利于实现工业化生产。 【附图说明】 图1为实施例1所述组合式FRP箱形型材的结构示意图； 图2为实施例2所述组合式FRP箱形型材的结构示意图； 图3为实施例3所述组合式FRP箱形型材的结构示意图； 图4为实施例4所述组合式FRP箱形型材的结构示意图； 图5为实施例5所述组合式FRP箱形型材的结构示意图； 图6为实施例6所述组合式FRP箱形型材的结构示意图。 【具体实施方式】 以下通过实施例对本技术做进一步的说明，但本技术的保护范围不限于此。 实施例1 如图1所示，一种粘结式单层单箱组合式FRP箱形型材，包括由两个标准型材I和两块板材2组成的重复单元。所述标准型材I的形状为工字形。两个标准型材I并排间隔设置，两个标准型材I的顶板21、底板22通过环氧胶3粘结的方式与两块板材2固定连接以使重复单元的截面呈箱形。 两个标准型材I和两块板材2的接触面为预先设计好的粗糙表面，以增加环氧胶的粘结强度。施工时在接触面的法线方向施加0.2MPa的均布压力，以增加各部件之间的粘结力。两个标准型材I和两块板材2需要预先经过合理的设计，使得组合式FRP箱形型材能够满足强剪弱弯的要求。 实施例2 如图2所示，一种混合连接式单层单箱组合式FRP箱形型材，包括由两个标准型材I和两块板材2组成的重复单元。所述标准型材I的形状为工字形。两个标准型材I并排间隔设置，两个标准型材I的顶板21、底板22通过不锈钢螺栓4和环氧胶3粘结相结合的界面方式与两块板材2固定连接以使重复单元的截面呈箱形。 两个标准型材I和两块板材2的接触面为预先设计好的粗糙表面，以增加环氧胶的粘结强度。施工时在接触面的法线方向施加0.2MPa的均布压力，以增加各部件之间的粘结力。两个标准型材I和两块板材2需要预先经过合理的设计，使得组合式FRP箱形型材能够满足强剪弱弯的要求。 实施例3 如图3所示，一种粘结式双层单箱组合式FRP箱形型材，包括由四个标准型材I和三块板材2组成的两个垂直排列的重复单元。所述标准型材I的形状为工字形。所述标准型材I的顶板21、底板22通过环氧胶3粘结的方式与板材2固定连接形成截面呈箱形的重复单元。组合式FRP箱形型材层数为两层，每层的两个标准型材I并排间隔设置，上下层的标准型材I上下对齐放置(即腹板上下对齐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构用组合式FRP箱形型材，其特征在于，所述组合式FRP箱形型材包括由至少两个标准型材和两块板材组成的重复单元，所述标准型材的形状为槽形、工字形或箱形；两个标准型材并排间隔设置，两个型材的顶板、底板与两块板材固定连接以使重复单元的截面呈箱形。

【技术特征摘要】
1.一种结构用组合式FRP箱形型材，其特征在于，所述组合式FRP箱形型材包括由至少两个标准型材和两块板材组成的重复单元，所述标准型材的形状为槽形、工字形或箱形；两个标准型材并排间隔设置，两个型材的顶板、底板与两块板材固定连接以使重复单元的截面呈箱形。2.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张普，高丹盈，赵航，刘华娜，唐国斌，李昕，郑立弟，王一鑫，徐芳洁，钱文文，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：河南;41