一種纖維複合材料鋼骨混凝土結構的製作方法

2023-08-13 02:15:21

專利名稱：一種纖維複合材料鋼骨混凝土結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及增強型鋼骨混凝土結構， 一種可替代鋼骨混凝土用於加固改造工程和特 殊環境的結構，特別適用於建築、橋梁和特殊結構的梁、柱和支撐構件，屬於結構工程技術 領域。
背景技術：
鋼骨混凝土是指在鋼骨周圍配置鋼筋，並澆築混凝土的結構，又稱型鋼混凝土或勁性鋼 筋混凝土，在高層建築、重載結構中廣泛應用。鋼骨混凝土在長期自然環境和使用環境的雙 重作用下會受到不同程度的損傷，如物理老化、化學腐蝕等，同時火災、水災和地震等災害 對這類結構或構件的破壞時有發生，這些都會嚴重降低鋼骨混凝土結構的安全性、耐久性和 適用性，降低其使用壽命。
在實際工程中，由於設計、施工錯誤和材料質量問題造成工程事故，或己建結構的技術 改造，需要提高結構承載力和剛度，改變其結構使用功能。這些原因會導致目前巳有鋼骨混 凝土結構在受力性能、承載力和剛度等方面不能很好地滿足安全和使用要求。

實用新型內容
本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種可用於加固改造工程和 特殊環境的結構，特別適用於建築、橋梁和特殊結構的梁、柱和支撐構件的纖維複合材料鋼 骨混凝土結構，以期獲得優越的抗震性能、良好的耐久性和防火性能、較大的剛度和阻尼， 並且能有利於結構變形控制，節約鋼材，加快施工速度。
本實用新型解決技術問題採用如下技術方案
本實用新型纖維複合材料鋼骨混凝土結構，其結構特點是所述結構包括在鋼骨的周圍配 置縱向受力鋼筋和周向箍筋形成鋼筋籠，在鋼筋籠內澆築混凝土形成鋼骨混凝土，在鋼骨混 凝土的外表面以浸有纖維粘結劑的纖維複合材料布纏繞形成固結的纖維複合材料外包層。
本實用新型纖維複合材料鋼骨混凝土組合結構的結構特點也在於，鋼筋籠按截面形式可 以為圓形或矩形。
與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在-
1、本實用新型不僅充分體現了纖維複合材料FRP、混凝土和鋼材各自的優點，更充分
發揮了其間相互作用所帶來的有益效果。由纖維複合材料為鋼骨混凝土提供緊箍力，其間的 共同作用明顯改善結構的受力性能、提高了鋼骨混凝土構件的承載力和剛度，同時具有優越 的抗震性能、良好的耐久性和防火性能、較大的剛度和阻尼，有利於結構變形控制，比純鋼
結構節約鋼材50%以上，施工速度快，可有效降低工程造價。
2、本實用新型可廣泛用於各種加固改造工程和特殊環境的結構，特別適用於作為建築、
橋梁和特殊結構的梁、柱和支撐構件。


圖1 (a)為本實用新型纖維複合材料圓形鋼骨混凝土組合結構示意圖1 (b)圖1 (c)、圖1 (d)、圖1 (e)圖1 (f)和圖1 (g)分別為內置工字鋼骨、十
字鋼骨、T字鋼骨、方管鋼骨、圓管鋼骨、格構鋼骨的橫斷面結構示意圖； 圖2 (a)為本實用新型纖維複合材料矩形鋼骨混凝土組合結構的示意圖； 圖2 (b)圖2 (c)、圖2 (d)、圖2 (e)圖2 (f)和圖2 (g)分別為內置工字鋼骨、十
字鋼骨、T字鋼骨、方管鋼骨、圓管鋼骨、格構鋼骨的橫斷面結構示意圖。
圖中標號l纖維複合材料外包層、2箍筋、3縱向受力鋼筋、4鋼骨、5混凝土。 以下通過具體實施方式
，並結合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
實施例l:
參見圖l (a)，設置圓柱形結構，包括在鋼骨4的周圍配置縱向受力鋼筋3和周向箍筋 2形成鋼筋籠，在鋼筋籠內澆築混凝土5形成鋼骨混凝土，在鋼骨混凝土的外表面以浸有纖 維粘結劑的纖維複合材料FRP布纏繞形成固結的纖維複合材料外包層1 。
具體實施中，鋼骨4可以分別為如圖1 (b)、圖l (c)、圖l (d)、圖l (e)、圖l (f) 和圖1 (g)所示的工字鋼骨、十字鋼骨、T字鋼骨、方管鋼骨、圓管鋼骨或格構鋼骨的橫斷 面結構。
實施例2:
參見圖2(a)，設置矩形柱體結構，包括在鋼骨4的周圍配置縱向受力鋼筋3和周向箍 筋2形成鋼筋籠，在鋼筋籠內澆築混凝土5形成鋼骨混凝土，在鋼骨混凝土的外表面以浸有 纖維粘結劑的纖維複合材料FRP布纏繞形成固結的纖維複合材料外包層1。
具體實施中，鋼骨4可以分別為如圖2 (b)、圖2 (c)、圖2 (d)、圖2 (e)、圖2 (f) 和圖2 (g)所示的工字鋼骨、十字鋼骨、T字鋼骨、方管鋼骨、圓管鋼骨或格構鋼骨的橫斷 面結構。
在實施例1和實施例2中，鋼骨4可以採用普通鋼材或高強鋼材，纖維複合材料FRP 可以是玻璃纖維GFRP、碳纖維CFRP、芳綸纖維AFRP等，混凝土可以是普通混凝土或抗 壓強度在80~120MPa的高強混凝土和自密實混凝土。
纖維複合材料FRP粘貼厚度為0.2 1.0mrn,密度為1.25 2.1g/cm3。
具體實施中，先將鋼骨混凝土構件的混凝土外表面打磨平整，對於局部破損的混凝土用
環氧砂漿修補；在5 °C ~38 T:的環境溫度下備環氧樹脂，根據所需尺寸裁剪FRP纖維布， 並將裁剪的FRP纖維布使用環氧樹脂均勻塗溼；同時在鋼骨混凝土的混凝土外表面塗刷備 好的環氧樹脂；隨後，將浸透有環氧樹脂的FRP纖維布平整地貼壁纏繞在混凝土表面；纖 維布之間緯向(即非主纖維方向)拼接不得小於10mm ，徑向(即主纖維方向)搭接長度 不得小於150mm ，搭接處須交錯布置；使用滾筒反覆沿纖維方向滾壓，去處氣泡，並使粘 結膠充分浸透纖維布；再使用刮板刮塗纖維布表層堆積的粘結膠，使之均勻；粘結膠自然幹 燥後形成固結的纖維複合材料外包層。多層粘貼應重複上述步驟，待纖維布表面指觸乾燥方 可進行下一層的粘貼。
權利要求1.一種纖維複合材料鋼骨混凝土結構，其特徵在於所述結構包括在鋼骨(4)的周圍配置縱向受力鋼筋(3)和周向箍筋(2)形成鋼筋籠，在所述鋼筋籠內澆築混凝土(5)形成鋼骨混凝土，在所述鋼骨混凝土的外表面以浸有纖維粘結劑的纖維複合材料布纏繞形成固結的纖維複合材料外包層(1)。
2 、根據權利要求1所述的纖維複合材料鋼骨混凝土組合結構，其特徵在於鋼筋籠按截 面形式可以為圓形或矩形。
專利摘要一種纖維複合材料鋼骨混凝土結構，其特徵是所述結構包括在鋼骨的周圍配置縱向受力鋼筋和周向箍筋形成鋼筋籠，在鋼筋籠內澆築混凝土形成鋼骨混凝土，在鋼骨混凝土的外表面以浸有纖維粘結劑的纖維複合材料布纏繞形成固結的纖維複合材料外包層。本實用新型結構具有優越的抗震性能，良好的耐久性和防火性能，較大的剛度和阻尼，有利於結構變形控制，比純鋼結構節約鋼材50％以上，施工速度快；可用於加固改造工程和特殊環境的結構；特別適用於建築、橋梁和特殊結構。
文檔編號E04C3/00GK201198631SQ200820036809
公開日2009年2月25日 申請日期2008年5月23日 優先權日2008年5月23日
發明者夏竟成, 王靜峰, 雷愛君 申請人:合肥工業大學