Gfrp材料永久性模板及其相应的gfrp-混凝土组合梁的制作方法
【专利摘要】本发明提供的是一种新型GFRP材料永久性模板及其相应的GFRP-混凝土组合梁，包含GFRP箱型结构，且GFRP箱型结构连接GFRP栅格板，GFRP栅格板的下方至少有一列有GFRP箱型结构，GFRP栅格板和GFRP箱型结构用栅格底板隔开。在模板基础上与混凝土组成组合梁。为了解决传统临时性模板需要拆模、模板不能提供结构功能和工期长问题，利用模板中的GFRP约束上部的混凝土，使上部的混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土的强度，既能达到提高GFRP-混凝土组合梁承载力的目的，又能达到节约成本，缩短工期的目的。
【专利说明】GFRP材料永久性模板及其相应的GFRP-混凝土组合梁
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种模板，具体的说是一种GFRP (玻璃纤维增强塑料)材料永久性模板及其相应的GFRP-混凝土组合梁。
【背景技术】
[0002]长久以来，国内外现浇混凝土的施工项目中，梁的制作大多数以应用木材或钢材的临时性模板为主，这种形式的梁模板在混凝土凝固后需要拆除，是一种临时性的模板，用来支撑浇注结构，施工方式上由现场组模浇筑成型。施工中劳动强度大，工期长，表面质量无法满足混凝土的质量要求。同时随着时代的发展，更“经济”，高“效率”，更“环保”，无疑是今后建筑工程追求的方向，目前的临时模板已经不能完全适应新时代发展产生的新要求。据统计，每立方米混凝土模板用量高达4-5平方米，其工程费占用现浇混凝土结构造价的30%-35%，劳动用量40%-50%，工期的50%，造成了大量的资源浪费。因此需要设计一种新的永久性的模板和新的组合结构梁以提高梁承载能力和施工效率并且带来经济效率的提升。附图1是东北大学在2009年提出了一种GFRP与箱型梁与混凝土板组合梁结构的截面图，上部结构混凝土结构提供抗压承载力，下部为箱型GFRP结构提供拉应力，这样的组合虽然在一定程度上利用了 GFRP抗拉混凝土抗压的特性，当时并未充分发挥出来，无上部混凝土缺少禁锢，不能使混凝土处于三向受压从而提高承载力，且未利用到GFRP具有永久模版的的能力，在施工时候依然需要支架，下部为GFRP结构，利用GFRP抗拉强度高的特点，但是GFRP处于受拉阶段，截面高度越高，越能使GFRP性能越充分发挥，缺少有效设计使GFRP有效利用；中间抗剪连接件过于机械，容易产生应力集中，是结构发生局部破坏。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了在现浇混凝土施工过程中减少运输、节约人力物力、缩短施工时间而提供一种GFRP材料永久性模板及其相应的GFRP-混凝土组合梁。
[0004]本发明是这样实现的:包含GFRP箱型结构模板由GFRP栅格板、GFRP箱型结构和栅格底板组成，GFRP箱型结构连接GFRP栅格板，GFRP栅格板的下方至少有一列有GFRP箱型结构，GFRP栅格板和GFRP箱型结构用栅格底板隔开。在栅格板中的栅格里填充混凝土，构成GFRP-混凝土组合梁。
[0005]本发明还包括这样一些结构特征:
[0006]1.与GFRP箱型结构对应的栅格底板上有抗剪连接件，且有抗剪连接件的栅格底板的位置低于其他栅格底板。
[0007]2.GFRP栅格板的栅格形状采用矩形。
[0008]3.GFRP箱型结构的截面形状为矩形。
[0009]4.抗剪连接件与栅格底板为一体。
[0010]5.抗剪连接件与混凝土连接。
[0011]附图4为附图3的俯视图，栅格板的栅格形状采用矩形，在使用过程中，混凝土上部受压时，由于栅格的禁锢，使混凝土三向受压，提高了混凝土的承载力，且纵向与横向GFRP在负弯矩处抵抗拉应力，同时栅格的作用能代替上部的横向钢筋，使整个结构达到无钢筋设计，使结构能在更恶劣环境下使用，且这部分GFRP可以作为施工时的模板，加快施
工进度。
[0012]栅格底板采用GFRP材料封底，防止混凝土在浇筑的时候流到下面部分，在上部受到荷载时，混凝土用于抵抗压应力，同时固定抗剪连接件、增大截面抗扭刚度，中间混凝的延伸，能有效增加截面高度，使下部GFRP充分利用。
[0013]下部为了节约混凝土，同时减轻构件的重量，采用空腔结构。当构件受到弯矩的时候，中和轴以下部分受拉，这部分拉力主要有下部的GFRP承担，由于GFRP抗拉强度高，所以能够承受较高的拉力，同时在截面设计时，使下部GFRP厚度增加，是GFRP抗拉轻度高的特性充分发挥。
[0014]Sung Yong PAPK等做了一系列在GFRP型材与混凝土截面粘砂或者使用开孔板连接件的试验，证明经粘砂处理的界面粘结效果较环氧树脂粘结更佳。故本设计采用采用机械咬合和粘砂粘结两种连接技术的混合方法，确保GFRP与混凝土的协同作用，避免GFRP与混凝土剥离破坏。
[0015]这种组合结构充分发挥了混凝土抗压、GFRP抗拉的优越性能，通过合理的设计，可以做到无钢筋使用，这样一来，GFRP耐腐蚀的性能也能在组合结构中充分发挥，可以将此种结构运用的恶劣环境中。
[0016]本发明提供的GFRP-混凝土组合永久模板及其相应的GFRP-混凝土组合梁具有强度高、成本低、便于施工、节约混凝土、降低建筑垃圾污染等优点。还可以节约拆除模板的时间，同时GFRP模板可以在工厂统一制作，使建筑施工工厂化，便于统一管理，提高了施工质量，同时大大的缩短工期，节省劳动量，避免现场制作模板产生的负面的偶然性，并且使GFRP模板成为梁的一部分，GFRP抗拉强度高、轻质、耐腐蚀、成型性好等优点得到充分发挥，因此能降低材料成本，特别是钢筋与混凝土的使用量，可以获得了很好的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是【背景技术】的GFRP与箱型梁与混凝土板组合梁结构截面图；
[0018]图2是本发明的组合梁结构图；
[0019]图3是图2中A部分局部放大截面图；
[0020]图4是图3的俯视图；
[0021]图5是抗剪连接件结构图；
[0022]图6是下部GFRP箱型结构图。
【具体实施方式】
[0023]实施案例一:结合图2和图3，GFRP材料永久性模板及其相应的GFRP-混凝土组合梁包括GFRP栅格板1、混凝土 2、GFRP抗剪连接键3、空腔4、GFRP箱型结构5和栅格底板6。GFRP栅格板I共有2列GFRP箱型结构5，且GFRP栅格板I和GFRP箱型结构5用栅格底板6隔开，使下部形成空腔4，中间采用抗剪连接件3连接，使GFRP与混凝土 2协调工作。[0024]实施案例二:结合图4、图5和图6，GFRP栅格板I中的栅格形状采用矩形，栅格底板上有抗剪连接件3，GFRP箱型结构5的截面形状为矩形。
[0025]实施案例三:实施案例二中的抗剪连接件3与栅格底板6为一体。
[0026]实施案列四:在栅格板I中填充混凝土 2，构成GFRP-混凝土组合梁。
【权利要求】
1.一种GFRP材料永久性模板，包含GFRP箱型结构，其特征在于:GFRP箱型结构连接GFRP栅格板，GFRP栅格板的下方至少有一列有GFRP箱型结构，GFRP栅格板和GFRP箱型结构用栅格底板隔开。
2.根据权利要求1所述的GFRP材料永久性模板，其特征在于--与GFRP箱型结构对应的栅格底板上有抗剪连接件，且有抗剪连接件的栅格底板的位置低于其他栅格底板。
3.根据权利要求1所述的GFRP材料永久性模板，其特征在于:GFRP栅格板中栅格的形状米用矩形。
4.根据权利要求1所述的GFRP材料永久性模板，其特征在于:GFRP箱型结构的截面形状为矩形。
5.根据权利要求2所述的GFRP材料永久性模板，其特征在于:抗剪连接件与栅格底板为一体。
6.一种包含权利要求1所述的GFRP材料永久性模板的GFRP-混凝土组合梁，其特征在于:在栅格板中的栅格里填充混凝土，混凝土与栅格板为一体。
7.根据权利要求6所述的GFRP-混凝土组合梁，其特征在于:与GFRP箱型结构对应的栅格底板上有抗剪连接件， 且抗剪连接件与混凝土连接。
【文档编号】E04C3/29GK103924730SQ201410143342
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】毛继泽, 周鹏, 崔明, 郭庆勇, 贾道光, 李犇 申请人:哈尔滨工程大学