專利名稱：纖維增強塑料管－鋼筋混凝土組合構(gòu)件的制作方法
纖維增強塑料管-鋼筋混凝土組合構(gòu)件，涉及建筑物或構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設計和制作技術(shù)，也可制作成纖維增強塑料管-混凝土組合構(gòu)件。
在現(xiàn)有的土木工程中建筑物或者構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要有三類，1.鋼筋混凝土構(gòu)件，是由鋼筋和混凝土完全結(jié)合在一起制成的構(gòu)件。2.鋼-混凝土(或鋼筋混凝土)組合構(gòu)件，是由預制或定制的型鋼、鋼管和混凝土或鋼筋混凝土組合而成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。3.鋼構(gòu)件，由鋼材制成的構(gòu)件。這些類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用在建筑物或構(gòu)筑物的各個部分，使得人們建造的建筑物或構(gòu)筑物可以越來越高，體積越來越大，但是這些構(gòu)件在實際使用中確實也存在不能忽視的問題，尤其是鋼筋混凝土構(gòu)件，雖然混凝土有良好的軸向抗壓能力，但抗拉強度很低，混凝土和鋼筋完全結(jié)合在一起制成的構(gòu)件，雖然可以改善混凝土的脆性，提高構(gòu)件的抗拉強度，但是混凝土仍極易產(chǎn)生裂縫，在潮濕或者酸、堿環(huán)境下由于裂縫的存在，使得構(gòu)件中的鋼筋很容易銹蝕，影響構(gòu)件在正常使用下的安全性和長期使用下的耐久性。為了改善鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫，常用予應力鋼筋替代普通的鋼筋，但是這會引起另外一些問題如使得予應力混凝土構(gòu)件脆性增大，予應力鋼筋錨頭應力集中，增加施工難度、施工作業(yè)量及構(gòu)件的成本。而且在地震區(qū)域地區(qū)建造的鋼筋混凝土柱，橋墩，為了滿足抗震要求，必須在這類構(gòu)件的塑性鉸范圍內(nèi)配置高含量的約束箍筋以提高構(gòu)件的非彈性變形，這樣實際上往往造成了這類構(gòu)件在塑性鉸范圍內(nèi)鋼筋的設置過密，造成鋼筋擠塞，構(gòu)件施工困難，鋼筋混凝土構(gòu)件的質(zhì)量難以保證。就鋼筋混凝土建筑物或構(gòu)筑物而言，在其整個結(jié)構(gòu)抵抗地震力的體系剪跨比較小的鋼筋混凝土柱和梁，容易發(fā)生脆性破壞，即使是增加箍筋的用量，在破壞性地震作用下，仍難以保證這類構(gòu)件不發(fā)生脆性破壞而引起整個建筑物或構(gòu)筑物的倒塌、毀壞。另外為了保證建筑物和構(gòu)筑物的安全使用，將鋼筋混凝土構(gòu)件的截面加大，設計成‘肥梁胖柱’，這樣的構(gòu)件不但影響美觀還影響結(jié)構(gòu)的有效利用空間，并且由于沒有充分利用不同材料的力學性能，產(chǎn)生了浪費。
鋼-混凝土組合構(gòu)件和鋼構(gòu)件克服了鋼筋混凝土的很多不足，構(gòu)件的工程性能也要比鋼筋混凝土構(gòu)件工程性能要好，可是鋼材容易銹蝕，這類構(gòu)件的后期維護也就成為一個承重的負擔。
正對上述鋼筋混凝土構(gòu)件，鋼-混凝土組合構(gòu)件，鋼構(gòu)件的不足，經(jīng)發(fā)明人長期研究后，提出了一種有效提高混凝土抗裂度、構(gòu)件具有優(yōu)異的塑性變形能力和抗震能力，而且可以大幅度減少鋼筋混凝土構(gòu)件塑性鉸區(qū)范圍內(nèi)的箍筋用量或者不設置箍筋的纖維增強塑料管-鋼筋混凝土組合構(gòu)件。
本發(fā)明的纖維增強塑料管-鋼筋混凝土組合構(gòu)件由纖維增強塑料管和澆注在管內(nèi)的鋼筋混凝土與塑料管緊密結(jié)合成一體而成，組合構(gòu)件工作時纖維增強塑料管和鋼筋混凝土共同承受荷載。組合構(gòu)件的形狀，截面尺寸纖維增強塑料管的厚度根據(jù)實際工程的要求，結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的要求，在地震區(qū)域還必須滿足抗震規(guī)范的要求來確定。組合構(gòu)件中的纖維增強塑料管由連續(xù)纖維，樹脂和砂根據(jù)組合構(gòu)件的工程要求，能滿足結(jié)構(gòu)性能、外形、色澤、耐外界環(huán)境，經(jīng)組份材料設計，鋪層結(jié)構(gòu)設計，工藝參數(shù)設計，采用不同形狀的芯模通過纏繞加夾工藝制成。連續(xù)纖維采用玻璃纖維和/或碳纖維和/或芳論纖維，樹脂采用不飽和聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂或乙烯基酯樹脂，砂采用石英砂。纖維增強塑料管-鋼筋混凝土組合構(gòu)件可以在構(gòu)件廠預制，也可以先在工廠按要求制作纖維增強塑料管，然后運到施工現(xiàn)場，固定在組合構(gòu)件的設計位置上，再在纖維增強塑料管內(nèi)澆注鋼筋混凝土后制成纖維增強塑料管-鋼筋混凝土組合構(gòu)件。
本發(fā)明的優(yōu)點是纖維增強塑料管輕質(zhì)高強度和良好的延性性能，抗腐蝕性能和混凝土有良好的粘結(jié)性能，使得本發(fā)明組合構(gòu)件經(jīng)得起酸堿介質(zhì)的侵蝕，適用于在潮濕或者有酸、堿介質(zhì)存在的環(huán)境中建筑物和構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。由于纖維增強塑料管能與混凝土牢固結(jié)合成一體，使得組合構(gòu)件中的各種材料的特性得到充分的發(fā)揮，工作時能共同承受外部的靜荷載或動荷載，與鋼筋混凝土相比比有更好的抗彎、抗剪能力和塑性變形能力，橫向抗剪能力可提高10％，延性系數(shù)提高15％～50％。尤其是纖維增強塑料管在組合構(gòu)件施工時可直接作為構(gòu)件施工的模板，節(jié)省了施工模板及支模工作，加快了構(gòu)件的施工進度，而且纖維增強塑料管容易著色，組合構(gòu)件的表面可著上與其所在環(huán)境相協(xié)調(diào)的顏色，利于美化環(huán)境。
附圖是本發(fā)明組合構(gòu)件實施例部分示意圖，其中；

圖1.是纖維增強塑料管-鋼筋混凝土現(xiàn)澆柱示意圖；圖2.是纖維增強塑料管-鋼筋混凝土預制柱示意圖；圖3.是纖維增強塑料管-鋼筋混凝土與普通鋼筋混凝土壓彎構(gòu)件恢復力曲線比較示意圖。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
圖1.纖維增強塑料管-鋼筋混凝土柱由纖維增強塑料管1和現(xiàn)澆鋼筋混凝土2組合而成。纖維增強塑料管1根據(jù)工程要求采用玻璃纖維、碳纖維和不飽和聚脂樹脂及石英砂，先在塑料管預制工廠相應的芯模上通過纏繞玻璃纖維、碳纖維，涂復不飽和聚脂樹脂和夾鋪石英砂制作而成，然后運到施工現(xiàn)場，在設計位置上固定后，在管內(nèi)插入鋼筋籠，澆搗混凝土制成。
圖2.纖維增強塑料管-鋼筋混凝土柱由纖維增強塑料管3和鋼筋混凝土4組合而成。纖維增強塑料管3根據(jù)工程要求采用玻璃纖維、芳綸纖維和乙烯基脂聚脂樹脂及石英砂，在纖維增強塑料管-鋼筋混凝土構(gòu)件預制工廠，通過鋼筋混凝土柱預制和用玻璃纖維、芳綸纖維和乙烯基脂聚脂樹脂及石英砂，纏繞制作制成纖維增強塑料管-鋼筋混凝土柱，運到施工現(xiàn)場后固定在設計位置。
圖3.纖維增強塑料管-鋼筋混凝土與普通混凝土壓彎構(gòu)件在軸壓比，含箍率，含筋率，混凝土標號相同的條件下恢復力曲線比較。
權(quán)利要求
1.纖維增強塑料管-鋼筋混凝土組合構(gòu)件，其特征在于由連續(xù)纖維，樹脂和砂制成的纖維增強塑料管和澆注在管內(nèi)的鋼筋混凝土緊密結(jié)合成一體而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合構(gòu)件，其特征在于連續(xù)纖維采用玻璃纖維和/或碳纖維和/或芳論纖維，樹脂采用不飽和聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂或乙烯基酯樹脂，砂采用石英砂。
全文摘要
纖維增強塑料管－鋼筋混凝土組合構(gòu)件,由纖維增強塑料管和澆注在管內(nèi)的鋼筋混凝土緊密結(jié)合成一體而成,使組合構(gòu)件中各種材料的特性得到充分的發(fā)揮共同承受外部的靜荷載或動荷載,與鋼筋混凝土相比有更好的抗彎、抗剪能力和塑性變形能力,橫向抗剪能力提高10%,延性系數(shù)提高15%～50%。尤其是纖維增強塑料管在組合構(gòu)件施工時直接作為構(gòu)件施工的模板,耐腐蝕,且表面容易著與其所在環(huán)境相協(xié)調(diào)的顏色,利于美化環(huán)境。
文檔編號E04C3/00GK1355364SQ0012758
公開日2002年6月26日 申請日期2000年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月28日
發(fā)明者范立礎, 薛元德, 卓衛(wèi)東, 沈碧霞 申請人:同濟大學