一种免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁的制作方法

本实用新型属于建筑工程领域，尤其涉及一种免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁。

背景技术：

纤维增强复合材料(FRP)以其轻质高强、耐腐蚀性好等优点，在土木工程领域有广阔的发展前景。FRP是由连续纤维丝通过基体材料粘结而成，常用的基体材料为环氧树脂、乙烯基树脂等有机高分子材料。近年来，FRP以其高强质轻、耐腐蚀等优点，开始在土木与建筑工程结构中得到应用，并受到工程界的广泛关注。

目前在建筑领域广泛使用普通钢筋混凝土梁具有如下缺陷，耐久性差，材料的力学性能较差，结构自重较大，施工过程复杂，施工工期较长，对劳动力需求较大，由于存在种种缺陷在某些领域应用受到一定限制。

已开始应用于实际工程中的高强钢筋增强高强混凝土梁构件，充分利用了高强钢筋和高强混凝土的高强特性，可大幅度提高梁的承载能力，减小截面尺寸和材料消耗。但是，随着混凝土强度的提高，脆性逐渐增大，构件延性逐渐降低，对结构抗震等极为不利，且钢筋锈蚀问题依然存在。高强混凝土是通过掺加适量的钢纤维实现的，具有较高的抗压强度、弹性模量和较好的耐久性能，但脆性较大，高强混凝土构件的延性较差。

FRP具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀，国内外学者和技术人员将FRP型材部分或全部代替钢筋用于增强混凝土梁，以解决钢筋的锈蚀问题。与普通混凝土结构相比，省去了结构的保护层，减轻了结构的自重，增加结构的使用空间。免去了模板的支设起，为施工过程中提供了很多的便利。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁，要解决现有技术结构自重较大，施工过程复杂，施工工期较长，对劳动力需求较大的技术问题；并解决现有技术混凝土梁称重效果差、钢筋混凝土梁中钢筋易锈蚀的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁，其特征在于：所述混凝土梁包括承重主体和浇筑在承重主体的混凝土，所述承重主体截面为U型，所述承重主体内设有水平底板，所述混凝土浇筑在承重主体内水平底板上方的U型空间内，所述水平底板与所述承重主体底板之间设有竖向隔板，所述竖向隔板将水平底板与所述承重主体底板之间的空间均分成承重空腔，所述竖向隔板和水平底板均沿混凝土梁通长设置，所述承重主体的U型槽内、水平底板上均匀间隔设有抗剪键。

进一步优选地，所述承重主体、水平底板、竖向隔板和抗剪键均由FRP型材制作而成，所述FRP型材为CFRP、GFRP、BFRP和AFRP型材的任意一种。

进一步地，所述竖向隔板为两块条形板，竖向隔板高度为50~80mm，竖向隔板厚度为5~10mm，承重空腔宽度为60~120mm。

进一步地，所述水平底板厚度为200~400mm，水平底宽度与承重主体槽宽相适应。

进一步地，所述承重主体的壁厚为5~10mm，承重主体底板厚为5~10mm，承重主体宽为200~400mm，承重主体高为500~800mm。

进一步地，所述抗剪键的厚度为5~10mm，相邻所述抗剪键间距为200~300mm，所述抗剪键高度为承重主体高度的1/4~1/2，所述抗剪键底部与水平底板贴合固定。

进一步地，所述承重主体和水平底板为一体成型结构，所述承重主体截面为等截面或变截面。

进一步地，所述混凝土为强度等级C50及以上的钢纤维混凝土。

更加优选地，所述抗剪键为由FRP型材制成的矩形板，所述抗剪键两端卡固在设于两侧承重主体内壁的竖向条形卡固槽内，所述竖向条形卡固槽的长度大于100mm，所述竖向条形卡固槽距水平底板的距离为0~100mm。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

本实用新型在高强混凝土中掺加适量的钢纤维，可大幅度提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折强度和韧性，显著增大结构刚度及延性性能。

将FRP型材与高强钢纤维混凝土两种性能优越的材料有机结合，充分发挥FRP型材及高强混凝土强度高的特点，可大大减小构件截面尺寸。有效节约材料，增大建筑物可利用空间；减少了结构的自重，增加了结构的抗震性能；有利于大跨度、高层结构的实现；

FRP型材的耐腐蚀性能有利于提高恶劣环境下混凝土结构的耐久性，应用范围广泛，FRP型材材性好，重量轻，制作简单和搬运方便，免去模板的支设，节省工期，降低施工成本，并适合预制生产，在混凝土梁内布置抗剪键，加强了FRP 材料与高强钢纤维混凝土的协同作用，增加梁的受力性能。

承重空腔的设置加大了梁的宽高比，提高了梁的承载能力，FRP型材布置在受拉区，充分发挥了FRP型材良好的抗拉性能，降低结构自重，提高结构的抗震性能。

本实用新型具有安全、适用等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型一种免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁横向剖视图；

图2为本实用新型一种免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁的立体结构示意图；

图3为实用新型涉及的竖向条形卡固槽与承重主体的位置关系结构示意图。

附图标记：1-承重主体；2-水平底板；3-竖向隔板；4-抗剪键；5-混凝土；6-承重空腔；7-竖向条形卡固槽；a-竖向隔板高度；b-竖向隔板厚度；c-水平底板厚度；d-承重空腔宽度；e-壁厚；f-承重主体底板厚；g-承重主体宽；h-承重主体高。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型进一步说明。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

一种免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁，如图1所示，混凝土梁包括承重主体1和浇筑在承重主体1的混凝土5，承重主体1截面为U型，承重主体1内设有水平底板2，混凝土5浇筑在承重主体1内水平底板2上方的U型空间内，水平底板2与承重主体1底板之间设有竖向隔板3，竖向隔板3将水平底板2与所述承重主体1底板之间的空间均分成承重空腔6，竖向隔板3和水平底板2均沿混凝土梁通长设置，如图2所示，承重主体1的U型槽内、水平底板2上均匀间隔设有抗剪键4。

作为本实用新型优选的实施方案，承重主体1、水平底板2、竖向隔板3和抗剪键4均由FRP型材制作而成，FRP型材为由CFRP（碳纤维）、GFRP(玻璃纤维)、BFRP(玄武岩纤维)和AFRP(芳纶纤维)的任意一种。

作为本实用新型优选的实施方案，竖向隔板3为两块条形板，竖向隔板高度a为50~80mm，竖向隔板厚度b为5~10mm，承重空腔宽度d为60~120mm。

作为本实用新型优选的实施方案，水平底板厚度c为5~10mm，水平底宽度与承重主体1槽宽相适应。

作为本实用新型优选的实施方案，承重主体1的壁厚e为5~10mm，承重主体底板厚f为5~10mm，承重主体宽g为200~400mm，承重主体高h为500~800mm。

作为本实用新型优选的实施方案，抗剪键4的厚度为5~10mm，相邻抗剪键4间距为200~300mm，抗剪键4高度为承重主体1高度的1/4~1/2，抗剪键4底部与水平底板2贴合固定。

作为本实用新型优选的实施方案，承重主体1和水平底板2为一体成型结构，承重主体1截面为等截面或变截面。

作为本实用新型优选的实施方案，混凝土5为强度等级C50及以上的钢纤维混凝土。

作为本实用新型优选的实施方案，抗剪键4为由FRP型材制成的矩形板，抗剪键4两端卡固在设于两侧承重主体1内壁的竖向条形卡固槽7内，竖向条形卡固槽7的长度大于100mm，竖向条形卡固槽7距水平底板2的距离为0~100mm，也即如图3所示，抗剪键4与水平底板2不接触，浇筑混凝土时候，混凝土可通过抗剪键4与水平底板2之间的空间流通。

一种免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁的施工方法，其特征在于：

步骤一、预制承重主体1和水平底板2：根据混凝土梁尺寸预制承重主体1和水平底板2；

步骤二、卡固竖向隔板3：向承重主体1和水平底板2之间的空间推送竖向隔板3，竖向隔板3的密度与承重主体1宽度相适应；

步骤三、卡固抗剪键4：沿竖向条形卡固槽7向承重主体1推送抗剪键4，抗剪键4的密度与承重主体1的长度相适应；

步骤四、浇筑混凝土5：向承重主体1内、水平底板2上的空间内浇筑钢纤维混凝土，浇筑过程中确保钢纤维分布均匀；

步骤五、试件养护：对混凝土5及承重主体1进行常规养护，至此，免拆模板式FRP型材高强钢纤维混凝土梁施工完成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。