一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210122706.6

申请日:

2012.04.25

公开号:

CN102704622A

公开日:

2012.10.03

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):E04C 3/29申请公布日:20121003|||实质审查的生效IPC(主分类):E04C 3/29申请日:20120425|||公开

IPC分类号:

E04C3/29; E04C3/36

主分类号:

E04C3/29

申请人:

南京林业大学

发明人:

李海涛; 李淑恒; 苏靖文; 张齐生; 黄东升; 杨平

地址:

210000 江苏省南京市龙蟠路159号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,包括FRP管(1)、混凝土(2)和空心原竹筒(3),空心原竹筒(3)要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋或钢筋。本发明充分利用了3种材料(或4种)的特点,将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种柱子具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点,并且施工工序简单,可应用于土木建筑结构领域中的受压构件。

权利要求书

1.   一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,其特征在于,包括FRP管(1)、混凝土(2)和空心原竹筒(3),空心原竹筒(3)要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。

2.
   根据权利要求1所述的FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,其特征在于,根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋或钢筋。

说明书

一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁 
技术领域
本发明涉及的是一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁。 
背景技术
我国盛产竹子,且拥有量和品质均居世界首位。竹子可再生、可降解,一般3‑5年即可成材。竹材的抗拉强度约为木材的2倍,抗压强度约为木材的1.5倍,竹材的比强度高于普通木材、结构用钢材、铝合金、混凝土等。竹材具有较好的弹性和韧性,变形能力强。以竹材全部或部分代替混凝土、钢材或粘土砖等建造房屋,符合“十二五”规划部署的重大任务——“绿色发展,建设资源节约型、环境友好型社会”的根本要求,也符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006‑2020年)》确定的节能降耗、开发利用农林生物质资源的重点领域及优先主题。 
现有的主要技术方案是将钢筋埋置在混凝土中,形成钢筋混凝土实心柱或工字形截面柱。该类混凝土柱自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大;施工要支模和拆模,工序麻烦。也有其他学者提出了双钢管柱、双FRP管柱和FRP‑混凝土‑钢组合双壁空心柱(一种由FRP外管、钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的组合构件)。 
传统钢筋混凝土柱是将钢筋埋置在混凝土中,形成钢筋混凝土实心柱或工字形截面柱。该类混凝土柱自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大;施工要支模和拆模,工序麻烦。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁。 
本发明的技术方案如下: 
一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,包括FRP管(1)、混凝土(2)和空心原竹筒(3),空心原竹筒(3)要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。 
所述的FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋或钢筋。 
本发明充分利用了3种材料(或4种)的特点,将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种柱子具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点,并且施工工序简单,可应用于土木建筑结构领域中的受压构件。 
附图说明
图1、图2为本发明FRP‑混凝土‑空心原竹圆柱梁的截面示意图。 
1为FRP管,2为混凝土,3为空心原竹筒,4为FRP筋或钢筋。 
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。 
参考图1、2,在本发明中,FRP‑混凝土‑空心原竹圆柱梁,包括FRP管1、混凝土2和空心原竹筒3(见图1),空心原竹筒要对称均匀地分布在空心圆柱截面内(在示意图截面内,空心原竹筒截面对称地布置在空心圆柱截面内)。另外可以根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋4(或钢筋)。 
该种新型构件的外管为主要包含环向或接近环向纤维的FRP管1,纵向刚度很小,其主要作用是约束混凝土以及提高抗剪承载力;混凝土2和空心原竹筒3则作为主要纵向受力材料,而混凝土里面在需要时也可布置FRP筋4(或钢筋)。由于其价格较低且变形能力较好等特点,玻璃纤维增强复合材料(Glass FRP)比碳纤维增强复合材料(Carbon FRP)更适合用于制作该类构件的外管。 
所有材料及相关尺寸均需根据实际工程的需要进行计算选取。根据梁的跨度和承担的荷载大小选择柱截面尺寸(尺寸确定同普通混凝土柱构件),然后根据柱子截面尺寸确定矩形管尺寸,根据具体工程受力分析,计算所需要原竹筒的多少和尺寸,如果需 要配置FRP筋或钢筋,可由计算确定,方法均同普通混凝土柱构件。 
该类新型组合构件的主要优点包括:①将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到受压构件中,节省矿物质资源能源;②自重较轻:构件内部的空隙有效减轻了结构自重;③施工方便:FRP外管和空心原竹筒可作为施工时浇铸混凝土的模板,从而避免了传统混凝土结构制作及拆除模板的工序;④耐腐蚀性能好:FRP外管耐腐蚀性强,如果配置适量钢筋的话,钢筋被FRP外管和厚混凝土层保护在内;⑤延性及抗震性能好:FRP外管和空心原竹筒对混凝土提供约束,从而提高构件的延性。FRP外管的环向刚度远大于其纵向刚度,不存在屈曲问题,空心原竹筒的向外屈曲变形则被混凝土所限制。还应指出,即使从初始造价来看,该类新型组合构件也是一种经济的构件形式:竹材强度高,可以节省钢材的用量;而较普通钢筋混凝土空心构件而言,该种新型构件节约了浇铸混凝土所用模板的费用;相对于实心钢筋混凝土构件而言,更节约了内部空心部分的混凝土。 
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

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资源描述

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1、10申请公布号CN102704622A43申请公布日20121003CN102704622ACN102704622A21申请号201210122706622申请日20120425E04C3/29200601E04C3/3620060171申请人南京林业大学地址210000江苏省南京市龙蟠路159号72发明人李海涛李淑恒苏靖文张齐生黄东升杨平54发明名称一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁57摘要本发明公开了一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,包括FRP管1、混凝土2和空心原竹筒3,空心原竹筒3要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋或钢筋。本发明充。

2、分利用了3种材料或4种的特点,将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种柱子具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点,并且施工工序简单,可应用于土木建筑结构领域中的受压构件。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页1/1页21一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,其特征在于,包括FRP管1、混凝土2和空心原竹筒3,空心原竹筒3要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。2根据权利要求1所述的FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,其特征在于,根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝。

3、土里面布置FRP筋或钢筋。权利要求书CN102704622A1/2页3一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁技术领域0001本发明涉及的是一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁。背景技术0002我国盛产竹子,且拥有量和品质均居世界首位。竹子可再生、可降解,一般35年即可成材。竹材的抗拉强度约为木材的2倍,抗压强度约为木材的15倍,竹材的比强度高于普通木材、结构用钢材、铝合金、混凝土等。竹材具有较好的弹性和韧性,变形能力强。以竹材全部或部分代替混凝土、钢材或粘土砖等建造房屋,符合“十二五”规划部署的重大任务“绿色发展,建设资源节约型、环境友好型社会”的根本要求,也符合国家中长期科学和技术发展规划纲要20。

4、062020年确定的节能降耗、开发利用农林生物质资源的重点领域及优先主题。0003现有的主要技术方案是将钢筋埋置在混凝土中,形成钢筋混凝土实心柱或工字形截面柱。该类混凝土柱自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大;施工要支模和拆模,工序麻烦。也有其他学者提出了双钢管柱、双FRP管柱和FRP混凝土钢组合双壁空心柱一种由FRP外管、钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的组合构件。0004传统钢筋混凝土柱是将钢筋埋置在混凝土中,形成钢筋混凝土实心柱或工字形截面柱。该类混凝土柱自重大、耗钢量及耗混凝土量均较大;施工要支模和拆模,工序麻烦。发明内容0005本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种FRP。

5、、混凝土、空心原竹圆柱梁。0006本发明的技术方案如下0007一种FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,包括FRP管1、混凝土2和空心原竹筒3,空心原竹筒3要对称均匀地分布在空心圆柱截面内。0008所述的FRP、混凝土、空心原竹圆柱梁,根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋或钢筋。0009本发明充分利用了3种材料或4种的特点,将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到土木建筑结构构件中。该种柱子具有自重轻、刚度大、延性好、自恢复能力强、经济性能好、抗震性能优越等优点,并且施工工序简单,可应用于土木建筑结构领域中的受压构件。附图说明0010图1、图2为本发明FRP混凝土空心原竹圆柱梁的截面。

6、示意图。00111为FRP管,2为混凝土,3为空心原竹筒,4为FRP筋或钢筋。具体实施方式说明书CN102704622A2/2页40012以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。0013参考图1、2,在本发明中,FRP混凝土空心原竹圆柱梁,包括FRP管1、混凝土2和空心原竹筒3见图1,空心原竹筒要对称均匀地分布在空心圆柱截面内在示意图截面内,空心原竹筒截面对称地布置在空心圆柱截面内。另外可以根据结构承担荷载的实际情况适当在混凝土里面布置FRP筋4或钢筋。0014该种新型构件的外管为主要包含环向或接近环向纤维的FRP管1,纵向刚度很小,其主要作用是约束混凝土以及提高抗剪承载力;混凝土2和空心原。

7、竹筒3则作为主要纵向受力材料,而混凝土里面在需要时也可布置FRP筋4或钢筋。由于其价格较低且变形能力较好等特点,玻璃纤维增强复合材料GLASSFRP比碳纤维增强复合材料CARBONFRP更适合用于制作该类构件的外管。0015所有材料及相关尺寸均需根据实际工程的需要进行计算选取。根据梁的跨度和承担的荷载大小选择柱截面尺寸尺寸确定同普通混凝土柱构件,然后根据柱子截面尺寸确定矩形管尺寸,根据具体工程受力分析,计算所需要原竹筒的多少和尺寸,如果需要配置FRP筋或钢筋,可由计算确定,方法均同普通混凝土柱构件。0016该类新型组合构件的主要优点包括将我国蕴藏量丰富的农林生物质资源应用到受压构件中,节省矿物。

8、质资源能源;自重较轻构件内部的空隙有效减轻了结构自重;施工方便FRP外管和空心原竹筒可作为施工时浇铸混凝土的模板,从而避免了传统混凝土结构制作及拆除模板的工序;耐腐蚀性能好FRP外管耐腐蚀性强,如果配置适量钢筋的话,钢筋被FRP外管和厚混凝土层保护在内;延性及抗震性能好FRP外管和空心原竹筒对混凝土提供约束,从而提高构件的延性。FRP外管的环向刚度远大于其纵向刚度,不存在屈曲问题,空心原竹筒的向外屈曲变形则被混凝土所限制。还应指出,即使从初始造价来看,该类新型组合构件也是一种经济的构件形式竹材强度高,可以节省钢材的用量;而较普通钢筋混凝土空心构件而言,该种新型构件节约了浇铸混凝土所用模板的费用;相对于实心钢筋混凝土构件而言,更节约了内部空心部分的混凝土。0017应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。说明书CN102704622A1/1页5图1图2说明书附图CN102704622A。

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