专利名称：提高frp筋混凝土结构延性的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法，在FRP筋混凝土结构建造时采用，提高FRP筋混凝土结构的延性性能。
背景技术：
钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构耐久性有十分严重的影响，会降低结构的TF常使用寿命，提高结构的维护费用，而纤维增强复合材料(Fiber- Reinforced Plastics简称FRP)筋是一种高性能的复合材料，具有轻质、高强、化学稳定性高(耐酸、碱、盐和氧化物等)、电磁中性等优点，应用于混凝土结构的长期综合效益要优于钢筋，具有良好的应用前景。但由于FRP筋为脆性材料，变形能力比普通钢筋明显偏小，其高抗拉强度和线性的应力应变关系，使得FRP筋混凝土结构可能没有相应的塑性转动能力，导致结构构件的破坏呈明显脆性。延性不足成为FRP筋混凝土结构的最大缺陷，也是FRP筋能否得到广泛应用所需解决的根本性问题之一。
发明内容
本发明的目的在于针对现有FRP筋混凝土结构存在的问题，提供一种能有效提高FRP筋混凝土结构延性的新方法，满足FRP筋混凝土结构的变形能力。
为达到上述目的，本发明的构思是本发明针对的是FRP筋混凝土结构，在其弯矩较大的区域，在建造FRP筋混凝土结构时安装具有一定抗压强度和变形能力的元构件，使得构件中的FRP筋极限拉应变不变的前提下，通过元构件的受压变形，增加FRP筋混凝土构件受压区的变形，增大构件的截面曲率延性，从而提高FRP筋混凝土结构的变形能力。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案
一种提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法，其特征在于建造时，在结构具有弯矩区域，安装具有有效抗压强度和变形能力的元构件，通过元构件的变形，提高FRP筋混凝土结构的延性能力。
上述的提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法操作步骤如下
a. 在FRP筋混凝土结构建造时，将所需的元构件加工成一个整片或几小片组合成一整片，其截面尺寸与FRP筋混凝土结构构件截面尺寸相同；
b. 在元构件上，按照所连接的FRP筋构件中FRP筋的数量和直径，钻孔；
c. 在安装FRP筋材时，将FRP筋穿过元构件，并将元构件放入指定位置；
d. 在指定位置处固定元构件，然后浇注混凝土，建造成嵌有元构件的FRP筋混凝土结构。在上述的提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法中，所述的FRP筋混凝土结构可为多层在上述的提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法中，所述的元构件位于FRP筋混凝土构件截面内。
在上述的提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法中，所述的元构件与FRP筋材可以粘结(或不粘结)在一起。
在上述的提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法中，所述的FRP筋可为各种有效抗拉拉强度的FRP筋材为碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维及其他纤维复合材料中任选一种或多种纤维编织而成的单向、或双向、或具有多角度方向的FRP筋材。
在上述的提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法中，所述的元构件可为具有一定抗压强度和变形能力的弹性、塑性或弹塑性材料，可以整片或分成几块进行安装，其材质可以是橡胶塑料、复合材料、有色金属材料及各种合金材料等。
在上述的提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法中，所述的元构件在FRP筋混凝土结构中的不同构件中可以根据需要采用不同材料制作或相同材料而厚度不同。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点；本发明中采用增加安装具有良好变形能力的元构件，可以在FRP筋变形能力不变的情况下，有效增加混凝土受压区的变形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土构件脆性破坏的缺陷，使FRP筋得到更为广泛的应用；本发明提供的方法不改变混凝土结构的外形尺寸，而且施工便捷，经济可行，是一种有效提高FRP筋混凝土结构延性的方法。
图1是本发明一个实施例的单层单跨的FRP筋混凝土框架结构示意图。
图2是图1的FRP筋混凝土框架柱的剖面示意图，图中(a)为整体式元构件详图，(b)
为分离式元构件详图。
具体实施例方式
实施例一参见图l、图2，本提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法如下根据FRP筋混凝土结构1的截面尺寸及FRP筋2的数量及直径，制作本实施例中所需的元构件3，并在元构件3中钻相应孔洞，在FRP筋混凝土结构中的FRP筋2安装时，在图1中标注的所需元构件3位置处安装固定元构件3，然后浇注混凝土完成FRP筋混凝土结构建造。具体操作步骤如下
(1)根据FRP筋混凝土构件1的截面尺寸及FRP筋2的的数量及直径，制作元构件3 (整体式)；(2) 在元构件3中钻与表面相垂直的孔洞；
(3) 在FRP筋2安装时，将FRP筋2穿过元构件3，并在指定位置安装元构件3;
(4) 固定元构件3，然后浇注混凝土，完成FRP筋混凝土结构1建造。
实施例二参见图2，本实施例基本上与上述实施例相同，所不同之处在于所述的元构件3为分离式，即在可在每根或每几根FRP筋上安装元构件3，元构件3组合安装好后，仍可拼成FRP筋混凝土构件1的整个截面形状。
权利要求
1、一种提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法，包括建造FRP筋混凝土结构，其特征在于在FRP筋混凝土结构(1)建造时，在FRP筋混凝土结构(1)的较大弯矩区域，安装具有有效抗压强度和变形能力的元构件(3)，从而提高结构的延性能力。
2、 根据权利要求1所述的提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法，其特征在于操作步骤如下a) 在FRP筋混凝土结构(1)建造前，将所需的元构件(3)加工成一个整片或几小片组合成一整片，其截面尺寸与FRP筋混凝土结构(1)构件截面尺寸相同；b) 在元构件(3)上按照所连接的FRP筋混凝土构件中FRP筋(2)的数量和直径，钻孔;c) 在安装FRP筋(2)时，将FRP筋穿过元构件(3)上钻好的孔洞，并将元构件(3)放入指定位置；d) 在指定位置处固定元构件(3)，然后浇注混凝土，建成能有元构件(3)的FRP筋混凝土结构(1)。
3、 根据权利要求l、或2所述的提高FRP筋混凝土结构(1)延性能力的方法，其特征在于所述的FRP筋混凝土结构(1)为多层多跨结构或单层单跨结构。
4、 根据权利要求l、或2所述的提高FRP筋混凝土结构(1)延性能力的方法，其特征在于所述的元构件(3)位于FRP筋混凝土结构(1)构件截面内。
5、 根据权利要求4所述的提高FRP筋混凝土结构(1)延性能力的方法，所述的元构件(3)与FRP筋(2)粘结或不粘结在一起。
6、 根据权利要求1或2所述的提高FRP筋混凝土结构(1)延性能力的方法，所述的FRP筋(2)为各种有效抗拉拉强度的FRP筋材为碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维中任选一种或多种纤维编织而成的单向、或双向、或具有多角度方向的FRP筋材。
7、 根据权利要求1或2所述的提高FRP筋混凝土结构(1)延性能力的方法，其特征在于所述的元构件(3)为弹性、塑性或弹塑性材料，其材质是橡胶塑料、复合材料、有色金属材料或各种合金材料。
全文摘要
本发明涉及一种提高FRP筋混凝土结构延性能力的方法。它包括建造FRP筋混凝土结构，在FRP筋混凝土结构建造时，在FRP筋混凝土结构的较大弯矩区域，安装具有有效抗压强度和变形能力的元构件，从而提高结构的延性能力。本发明在FRP筋变形能力不变的情况下，有效增加混凝土受压区的变形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土构件脆性破坏的缺陷，使FRP筋得到更为广泛的应用。本发明不改变混凝土的外形尺寸，而且施工便捷，经济可行，是一种有效提高FRP筋混凝土结构延性的方法。
文档编号E04B1/16GK101672076SQ20091019656
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者公孙铭, 涛 刘, 张晏戌, 张智梅, 王英锐, 褚卫丰, 许文前 申请人:上海大学