本发明专利技术涉及一种FRP筋增强GRC的建筑承重装置及方法，其包括用于浇筑以形成具体的外形结构的基材，用于形成受力框架并在整个承重装置中充当承重结构的筋骨架，以及连接于所述筋骨架，用于增大自身与基材的接触面积并将所述基材的受力均匀分散并传递至筋骨架上织网。其特征在于，筋骨架能够根据建筑承重需要被构造为具有稳定结构和力学性能的框架，其包括若干个主体筋以及若干个连接于主体筋的斜形筋，斜形筋能够按照将至少部分施加在主体筋径向上的剪切力分散并转化为施加在主体筋和斜形筋轴向上的拉伸力和/或压力的方式与主体筋形成具有预设结构和形状的筋骨架。具有预设结构和形状的筋骨架。具有预设结构和形状的筋骨架。
【技术实现步骤摘要】
一种FRP筋增强GRC的建筑承重装置及方法
[0001]本专利技术涉及建筑承重
，尤其涉及一种FRP筋增强GRC的建筑承重装置及方法。
技术介绍
[0002]纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀、可设计和易加工等多种优点。作为众多FRP制品形式中的一种，FRP筋经常被用作普通钢筋的替代者应用于极端服役环境中。FRP筋的种类多样，按纤维种类可划分为玻璃纤维增强复合筋(Glass FiberReinforced Polymer，简称GFRP)、碳纤维增强复合筋(Carbon Fiber Reinforced Polymer，简称CFRP)、芳纶纤维增强复合筋(Aramid Fiber ReinforcedPolymer，简称AFRP)以及研发较晚的玄武岩纤维增强复合筋(Basalt Fiber Reinforced Polymer，简称BFRP)。此外，通过混杂设计，陆续开发了混杂纤维复合筋(Hybrid Fiber Reinforced Polymer，简称HFRP)和钢
‑
连续纤维复合筋(Steel
‑
FRP CompositeBar，简称SFCB)等混杂筋。
[0003]FRP筋是以连续纤维为增强体、聚合物树脂为基体，经过浸润、固化等工序制备而成的新型复合材料。FRP筋由三部分组成：连续纤维、树脂基体以及纤维/树脂界面。其中，连续纤维均匀分散在树脂基体中，借由树脂基体的联系协同受力。FRP筋的拉挤成型工艺流程如下：在牵引机的拉力作用下，连续纤维纱束依次经过浸胶、表面处理、预成型、固化成型和切割等步骤最后得到FRP筋制品。
[0004]近三十年，钢筋混凝土被广泛应用于土木工程建造领域。随着时间延长，钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀日益严重，导致结构耐久性能退化、极限承载能力降低、使用寿命缩短。此外，钢筋混凝土结构维修成本高，对环境和社会的影响大。因此，寻找一种无腐蚀性的新型材料代替钢筋尤为重要。纤维增强复合(FRP)筋具有耐腐蚀性好、抗拉强度高、质量轻和耐疲劳能力强等优点，被应用于既有结构修复加固和新建工程结构中。FRP筋是由树脂和纤维材料复合而成，其常见类型主要包括玻璃纤维增强复合(GFRP)筋、碳纤维增强复合(CFRP)筋、芳纶纤维增强复合(AFRP)筋及玄武岩纤维增强复合(BFRP)筋。目前，FRP筋已在众多领域中得到了成功应用，其代表性的应用领域有，变电站中；利用其易被切割清理的特性，应用于临时支护结构中；利用其轻质高强的性能特点，应用于斜拉桥拉索中。此外，FRP筋在核磁共振仪的底座、磁悬浮铁路的导轨混凝土板、采矿工程中的坑道支护以及公路路面配筋等领域中都有应用。
[0005]近年来，在腐蚀环境下(如海岛建筑、海港码头等)，利用FRP筋替代钢筋作为建筑的结构配筋，从而提高结构的耐久性能，已成为土木工程研究的一个热点方向。由于FRP筋的弹性模量低，与混凝土的黏结性能差以及脆性破坏等性质制约了FRP筋在结构工程中的应用。此外，FRP筋的剪切强度低，影响了FRP筋增强混凝土结构的抗剪性能。
[0006]在公开号为CN111321840A的中国专利中，其公开了一种FRP筋
‑
格栅增强混凝土板。FRP筋
‑
格栅增强混凝土板包括混凝土主体和位于所述混凝土主体内的FRP筋骨架、FRP
格栅；所述FRP格栅在所述FRP筋骨架的顶部和底部分别与所述FRP筋骨架相连。所述FRP筋骨架包括纵向筋、横向筋和分布筋；多个所述纵向筋和多个所述横向筋相交构成网格状平板，所述网格状平板与所述FRP格栅呈平行设置；所述网格状平板为多个，多个所述网格状平板相互平行，且相邻两个所述网格状平板之间通过所述分布筋相连，所述分布筋与所述网格状平板呈垂直设置。该专利技术采用FRP和混凝土为主要材料制作FRP筋
‑
格栅增强混凝土板，FRP具有重量轻、抗拉强度高、耐腐蚀的特点，使得FRP材料的相关制品，如FRP筋，相较于钢筋，具有强度高的显著优势。FRP筋骨架和FRP格栅并且与混凝土的粘合特性好，可显著提高混凝土板的抗拉特性，有效延缓裂纹开展、缩减裂纹宽度、降低裂纹数量和提高剩余承载力。该专利技术通过采用FRP筋骨架和FRP格栅替代钢筋，制备成的FRP筋
‑
格栅增强混凝土板具有显著优良的抗爆特性，具有较高抗拉强度的FRP筋和FRP格栅的组合使用，可对混凝土起到良好的约束、防整体塌落作用，可有效抑制震塌坑的形成，延缓爆炸震塌、爆炸贯穿状态的出现。
[0007]然而现有技术所公开的FRP筋增强混凝土的具体实施方式至少具有以下缺陷：对于FRP筋的高强度特性利用不完善，无法有效避免FRP的低抗剪能力所带来的缺陷，尤其是各个连接点由于受力作用而易产生较大的剪切力，当此剪切力过大时会超过FRP筋的耐受极限从而使整个装置的力学结构被破坏而丧失使用价值，因此如何在FRP增强混凝土结构中充分发挥FRP筋的高强度特性以及弥补FRP筋的低抗剪缺陷是当下研究的重要点。
[0008]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
[0009]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种FRP筋增强GRC的建筑承重装置及方法，其包括用于浇筑以形成具体的外形结构的GRC基材，用于形成受力框架并在整个承重装置中充当承重结构的FRP筋骨架，以及连接于FRP筋骨架，用于增大自身与GRC基材的接触面积并将GRC基材的受力均匀分散并传递至FRP筋骨架上FRP织网。
[0010]根据一种优选的实施方式，FRP筋骨架能够根据建筑承重需要被构造为具有稳定结构和力学性能的框架，其包括若干个主体筋以及若干个连接于主体筋的斜形筋，斜形筋能够按照将至少部分施加在主体筋径向上的剪切力分散并转化为施加在主体筋和斜形筋轴向上的拉伸力和/或压力的方式与主体筋形成具有预设结构和形状的FRP筋骨架。
[0011]根据一种优选的实施方式，FRP筋骨架包括第一主体筋以及与第一主体筋并行设置的第二主体筋、第三主体筋和第四主体筋，其中，任意主体筋与相邻的至少一个主体筋能够被若干个斜形筋以可拆卸的方式连接以使得相邻的两个主体筋能够以相对位置固定的状态处于二者共同构成的表面内。
[0012]根据一种优选的实施方式，位于同一表面内的若干个斜形筋包括按照预设角度连接于主体筋的若干个正向筋和与正向筋呈预定夹角设置的若干个反向筋，正向筋以及反向筋之间能够按照彼此交错的方式首尾相连并在第一方向上延伸至主体筋的两端以使得若干个正向筋和若干个反向筋之间能够形成一个折线形结构。
[0013]根据一种优选的实施方式，位于同一表面内的斜形筋的两端能够通过连接头以可拆卸的方式连接于该表面内的两本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种FRP筋增强GRC的建筑承重装置，其包括：基材，用于浇筑以形成具体的外形结构，筋骨架(0)，用于形成受力框架并在整个承重装置中充当承重结构，织网(4)，其连接于所述筋骨架(0)，用于增大自身与所述基材的接触面积并将所述基材的受力均匀分散并传递至筋骨架(0)上，其特征在于，所述筋骨架(0)能够根据建筑承重需要被构造为具有稳定结构和力学性能的框架，其包括若干个主体筋(1)以及若干个连接于所述主体筋(1)的斜形筋(2)，所述斜形筋(2)能够按照将至少部分施加在所述主体筋(1)径向上的剪切力分散并转化为施加在所述主体筋(1)和所述斜形筋(2)轴向上的拉伸力和/或压力的方式与所述主体筋(1)形成具有预设结构和形状的筋骨架(0)。2.根据权利要求1所述的建筑承重装置，其特征在于，所述筋骨架(0)包括第一主体筋(11)以及与第一主体筋(11)并行设置的第二主体筋(12)、第三主体筋(13)和第四主体筋(14)，其中，任意主体筋(1)与相邻的至少一个主体筋(1)能够被若干个斜形筋(2)以可拆卸的方式连接以使得相邻的两个主体筋(1)能够以相对位置固定的状态处于二者共同构成的表面内。3.根据权利要求2所述的建筑承重装置，其特征在于，位于同一表面内的所述若干个斜形筋(2)包括按照预设角度连接于所述主体筋(1)的若干个正向筋(21)和与所述正向筋(21)呈预定夹角设置的若干个反向筋(22)，所述正向筋(21)以及所述反向筋(22)之间能够按照彼此交错的方式首尾相连并在第一方向上延伸至主体筋(1)的两端以使得所述若干个正向筋(21)和若干个反向筋(22)之间能够形成一个折线形结构。4.根据权利要求3所述的建筑承重装置及方法，其特征在于，所述位于同一表面内的斜形筋(2)的两端能够通过连接头(3)以可拆卸的方式连接于该表面内的两个主体筋(1)，以使得所述若干个斜形筋(2)能够和两个主体筋(1)之间形成若干个能够对两个主体筋(1)之间的受力进行分散和传递的小三角结构，进一步地将来自于所述主体筋(1)径向上的剪切力的至少部分转化为所述斜形筋(2)以及另一主体筋(1)轴向上的拉伸力和/或压力。5.根据权利要求4所述的建筑承重装置及方法，其特征在于，任意的所述表面内的所述斜形筋(2)都能够通过连接头(3)与相邻的表面内的所述斜形筋(2)通过设置在所述主体筋(1)上的连接头(3)以可拆卸的方式连接，以使得...
【专利技术属性】
技术研发人员：车延飞，
申请(专利权)人：南京砼利建筑咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。