專利名稱：提高frp筋混凝土結構延性的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法，在FRP筋混凝土結構建造時采用，提高FRP筋混凝土結構的延性性能。
背景技術：
鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土結構耐久性有十分嚴重的影響，會降低結構的TF常使用壽命，提高結構的維護費用，而纖維增強復合材料(Fiber- Reinforced Plastics簡稱FRP)筋是一種高性能的復合材料，具有輕質、高強、化學穩(wěn)定性高(耐酸、堿、鹽和氧化物等)、電磁中性等優(yōu)點，應用于混凝土結構的長期綜合效益要優(yōu)于鋼筋，具有良好的應用前景。但由于FRP筋為脆性材料，變形能力比普通鋼筋明顯偏小，其高抗拉強度和線性的應力應變關系，使得FRP筋混凝土結構可能沒有相應的塑性轉動能力，導致結構構件的破壞呈明顯脆性。延性不足成為FRP筋混凝土結構的最大缺陷，也是FRP筋能否得到廣泛應用所需解決的根本性問題之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有FRP筋混凝土結構存在的問題，提供一種能有效提高FRP筋混凝土結構延性的新方法，滿足FRP筋混凝土結構的變形能力。
為達到上述目的，本發(fā)明的構思是本發(fā)明針對的是FRP筋混凝土結構，在其彎矩較大的區(qū)域，在建造FRP筋混凝土結構時安裝具有一定抗壓強度和變形能力的元構件，使得構件中的FRP筋極限拉應變不變的前提下，通過元構件的受壓變形，增加FRP筋混凝土構件受壓區(qū)的變形，增大構件的截面曲率延性，從而提高FRP筋混凝土結構的變形能力。
根據(jù)上述發(fā)明構思，本發(fā)明采用下述技術方案
一種提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法，其特征在于建造時，在結構具有彎矩區(qū)域，安裝具有有效抗壓強度和變形能力的元構件，通過元構件的變形，提高FRP筋混凝土結構的延性能力。
上述的提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法操作步驟如下
a. 在FRP筋混凝土結構建造時，將所需的元構件加工成一個整片或幾小片組合成一整片，其截面尺寸與FRP筋混凝土結構構件截面尺寸相同；
b. 在元構件上，按照所連接的FRP筋構件中FRP筋的數(shù)量和直徑，鉆孔；
c. 在安裝FRP筋材時，將FRP筋穿過元構件，并將元構件放入指定位置；
d. 在指定位置處固定元構件，然后澆注混凝土，建造成嵌有元構件的FRP筋混凝土結構。在上述的提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法中，所述的FRP筋混凝土結構可為多層在上述的提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法中，所述的元構件位于FRP筋混凝土構件截面內。
在上述的提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法中，所述的元構件與FRP筋材可以粘結(或不粘結)在一起。
在上述的提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法中，所述的FRP筋可為各種有效抗拉拉強度的FRP筋材為碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維及其他纖維復合材料中任選一種或多種纖維編織而成的單向、或雙向、或具有多角度方向的FRP筋材。
在上述的提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法中，所述的元構件可為具有一定抗壓強度和變形能力的彈性、塑性或彈塑性材料，可以整片或分成幾塊進行安裝，其材質可以是橡膠塑料、復合材料、有色金屬材料及各種合金材料等。
在上述的提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法中，所述的元構件在FRP筋混凝土結構中的不同構件中可以根據(jù)需要采用不同材料制作或相同材料而厚度不同。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點；本發(fā)明中采用增加安裝具有良好變形能力的元構件，可以在FRP筋變形能力不變的情況下，有效增加混凝土受壓區(qū)的變形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土構件脆性破壞的缺陷，使FRP筋得到更為廣泛的應用；本發(fā)明提供的方法不改變混凝土結構的外形尺寸，而且施工便捷，經濟可行，是一種有效提高FRP筋混凝土結構延性的方法。


圖1是本發(fā)明一個實施例的單層單跨的FRP筋混凝土框架結構示意圖。
圖2是圖1的FRP筋混凝土框架柱的剖面示意圖，圖中(a)為整體式元構件詳圖，(b)
為分離式元構件詳圖。
具體實施例方式
實施例一參見圖l、圖2，本提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法如下根據(jù)FRP筋混凝土結構1的截面尺寸及FRP筋2的數(shù)量及直徑，制作本實施例中所需的元構件3，并在元構件3中鉆相應孔洞，在FRP筋混凝土結構中的FRP筋2安裝時，在圖1中標注的所需元構件3位置處安裝固定元構件3，然后澆注混凝土完成FRP筋混凝土結構建造。具體操作步驟如下
(1)根據(jù)FRP筋混凝土構件1的截面尺寸及FRP筋2的的數(shù)量及直徑，制作元構件3 (整體式)；(2) 在元構件3中鉆與表面相垂直的孔洞；
(3) 在FRP筋2安裝時，將FRP筋2穿過元構件3，并在指定位置安裝元構件3;
(4) 固定元構件3，然后澆注混凝土，完成FRP筋混凝土結構1建造。
實施例二參見圖2，本實施例基本上與上述實施例相同，所不同之處在于所述的元構件3為分離式，即在可在每根或每幾根FRP筋上安裝元構件3，元構件3組合安裝好后，仍可拼成FRP筋混凝土構件1的整個截面形狀。
權利要求
1、一種提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法，包括建造FRP筋混凝土結構，其特征在于在FRP筋混凝土結構(1)建造時，在FRP筋混凝土結構(1)的較大彎矩區(qū)域，安裝具有有效抗壓強度和變形能力的元構件(3)，從而提高結構的延性能力。
2、 根據(jù)權利要求1所述的提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法，其特征在于操作步驟如下a) 在FRP筋混凝土結構(1)建造前，將所需的元構件(3)加工成一個整片或幾小片組合成一整片，其截面尺寸與FRP筋混凝土結構(1)構件截面尺寸相同；b) 在元構件(3)上按照所連接的FRP筋混凝土構件中FRP筋(2)的數(shù)量和直徑，鉆孔;c) 在安裝FRP筋(2)時，將FRP筋穿過元構件(3)上鉆好的孔洞，并將元構件(3)放入指定位置；d) 在指定位置處固定元構件(3)，然后澆注混凝土，建成能有元構件(3)的FRP筋混凝土結構(1)。
3、 根據(jù)權利要求l、或2所述的提高FRP筋混凝土結構(1)延性能力的方法，其特征在于所述的FRP筋混凝土結構(1)為多層多跨結構或單層單跨結構。
4、 根據(jù)權利要求l、或2所述的提高FRP筋混凝土結構(1)延性能力的方法，其特征在于所述的元構件(3)位于FRP筋混凝土結構(1)構件截面內。
5、 根據(jù)權利要求4所述的提高FRP筋混凝土結構(1)延性能力的方法，所述的元構件(3)與FRP筋(2)粘結或不粘結在一起。
6、 根據(jù)權利要求1或2所述的提高FRP筋混凝土結構(1)延性能力的方法，所述的FRP筋(2)為各種有效抗拉拉強度的FRP筋材為碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維中任選一種或多種纖維編織而成的單向、或雙向、或具有多角度方向的FRP筋材。
7、 根據(jù)權利要求1或2所述的提高FRP筋混凝土結構(1)延性能力的方法，其特征在于所述的元構件(3)為彈性、塑性或彈塑性材料，其材質是橡膠塑料、復合材料、有色金屬材料或各種合金材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高FRP筋混凝土結構延性能力的方法。它包括建造FRP筋混凝土結構，在FRP筋混凝土結構建造時，在FRP筋混凝土結構的較大彎矩區(qū)域，安裝具有有效抗壓強度和變形能力的元構件，從而提高結構的延性能力。本發(fā)明在FRP筋變形能力不變的情況下，有效增加混凝土受壓區(qū)的變形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土構件脆性破壞的缺陷，使FRP筋得到更為廣泛的應用。本發(fā)明不改變混凝土的外形尺寸，而且施工便捷，經濟可行，是一種有效提高FRP筋混凝土結構延性的方法。
文檔編號E04B1/16GK101672076SQ20091019656
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權日2009年9月27日
發(fā)明者公孫銘, 濤 劉, 張晏戌, 張智梅, 王英銳, 褚衛(wèi)豐, 許文前 申請人:上海大學