一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的制作方法

本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁。

背景技术：

在钢筋混凝土结构中，箍筋起到抗剪、抗扭、抗裂、固定主筋、防止纵筋屈曲、约束核心混凝土等一系列作用。纤维增强复合材料（fiberreinforcedpolymers，简称frp）是一种轻质、高强、耐腐蚀等优点的新型材料，在航空、船舶、工程领域具有广阔的应用空间；采用轻质高强的纤维增强复合材料成型筋材作为箍筋，其能够大幅度地提高箍筋性能，从而提高配有frp筋混凝土构件的性能；与传统钢材箍筋相比，frp箍筋具有抗腐蚀性能优良、抗拉强度高、重量轻等优点，特别适用于桥梁、水工等恶劣环境下的混凝土结构。

然而，但frp筋抗剪强度低，易发生弯折和剪切破坏；对于frp箍筋而言，在箍筋弯折处，frp筋材性能退化明显，可对梁的抗剪性能带来不利影响；通过对frp箍筋一系列分析可知，frp箍筋存在以下问题，具体的：

1、frp筋的弹性模量低，同等荷载情况下，frp箍筋将比钢材箍筋产生更大的应变，从而使梁构件出现过大变形；

2、frp筋的抗剪强度低，易发生弯折及剪切破坏，frp箍筋弯折区性能退化明显；

3、在恶劣环境长时间承受较大荷载时，frp箍筋将产生老化和徐变，随着frp箍筋损伤继续发展，混凝土梁构件工作性能降低；

4、由于frp材料纵横向热胀系数差异大，温差荷载作用下，frp箍筋纵向、横向变形差较大，从而对其性能产生不利影响，降低整体混凝土构件的抗剪性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，该复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁施工方便、耐久性良好、力学性能优异。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。

一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，包括有混凝土梁主体，混凝土梁主体包括有混凝土部分、位于混凝土部分内部的混凝土内部骨架，混凝土部分与混凝土内部骨架浇筑成一体结构；

混凝土内部骨架包括有纵筋组件、纵筋定位组件、网格箍筋组件，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体纵向延伸的frp复材纵筋，纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋，各frp复材纵筋分别纵筋定位矩形箍筋绑扎固定；网格箍筋组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的frp复材缠绕网格箍筋，各frp复材缠绕网格箍筋分别由frp格栅缠绕于纵筋组件外围而形成，frp格栅为frp筋材采用纤维束编织工艺编织而成的格栅结构，各frp复材缠绕网格箍筋分别通过高强浸渍胶与各frp复材纵筋粘接成一体。

其中，所述frp复材缠绕网格箍筋由所述frp格栅缠绕于所述纵筋组件外围至少两层而形成。

其中，所述frp复材缠绕网格箍筋中的竖向frp筋材对齐。

其中，所述frp复材缠绕网格箍筋中的竖向frp筋材沿着所述混凝土梁主体纵向等距排布，且各竖向frp筋材分别与混凝土梁主体的纵向相垂直。

其中，所述frp复材缠绕网格箍筋中的竖向frp筋材沿着所述混凝土梁主体纵向变距排布，且各竖向frp筋材分别倾斜延伸。

其中，所述纵筋定位矩形箍筋为由钢筋弯折而成的矩形箍筋结构。

其中，所述纵筋定位矩形箍筋为由四个frp筋材收尾依次粘接成矩形全围形状的矩形箍筋结构，相邻两个frp筋材的夹角为90度。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其包括有混凝土梁主体，混凝土梁主体包括有混凝土部分、位于混凝土部分内部的混凝土内部骨架，混凝土部分与混凝土内部骨架浇筑成一体结构；混凝土内部骨架包括有纵筋组件、纵筋定位组件、网格箍筋组件，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体纵向延伸的frp复材纵筋，纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋，各frp复材纵筋分别纵筋定位矩形箍筋绑扎固定；网格箍筋组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体纵向依次间隔布置的frp复材缠绕网格箍筋，各frp复材缠绕网格箍筋分别由frp格栅缠绕于纵筋组件外围而形成，frp格栅为frp筋材采用纤维束编织工艺编织而成的格栅结构，各frp复材缠绕网格箍筋分别通过高强浸渍胶与各frp复材纵筋粘接成一体。通过上述结构设计，本实用新型的复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁具有施工方便、耐久性良好、力学性能优异的优点。

附图说明

下面利用附图来对本实用新型进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型的复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的结构示意图。

图2为frp格栅的结构示意图。

图3为本实用新型的frp复材纵筋定位固定时的结构示意图。

图4为缠绕frp格栅时的示意图。

图5为缠绕frp格栅时另一方式的示意图。

图6为本实用新型的混凝土内部骨架的结构示意图。

在图1至图6中包括有：

1——混凝土梁主体2——混凝土部分

3——混凝土内部骨架4——frp复材纵筋

5——纵筋定位矩形箍筋6——frp复材缠绕网格箍筋

61——frp格栅。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本实用新型进行说明。

如图1所示，一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁，其包括有混凝土梁主体1，混凝土梁主体1包括有混凝土部分2、位于混凝土部分2内部的混凝土内部骨架3，混凝土部分2与混凝土内部骨架3浇筑成一体结构。

其中，如图1、图6所示，混凝土内部骨架3包括有纵筋组件、纵筋定位组件、网格箍筋组件，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体1纵向延伸的frp复材纵筋4，纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体1纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋5，各frp复材纵筋4分别纵筋定位矩形箍筋5绑扎固定；网格箍筋组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体1纵向依次间隔布置的frp复材缠绕网格箍筋6，各frp复材缠绕网格箍筋6分别由frp格栅61缠绕于纵筋组件外围而形成，如图1、图2、图4、图5以及图6所示，frp格栅61为frp筋材采用纤维束编织工艺编织而成的格栅结构，各frp复材缠绕网格箍筋6分别通过高强浸渍胶与各frp复材纵筋4粘接成一体。

优选的，frp复材缠绕网格箍筋6由frp格栅61缠绕于纵筋组件外围至少两层而形成，且frp复材缠绕网格箍筋6中的竖向frp筋材对齐。

需进一步解释的是，如图4所示，frp复材缠绕网格箍筋6中的竖向frp筋材沿着混凝土梁主体1纵向等距排布，且各竖向frp筋材分别与混凝土梁主体1的纵向相垂直；或者，如图5所示，frp复材缠绕网格箍筋6中的竖向frp筋材沿着混凝土梁主体1纵向变距排布，且各竖向frp筋材分别倾斜延伸。

需进一步指出的是，纵筋定位矩形箍筋5为由钢筋弯折而成的矩形箍筋结构；或者，纵筋定位矩形箍筋5为由四个frp筋材收尾依次粘接成矩形全围形状的矩形箍筋结构，相邻两个frp筋材的夹角为90度。

对于上述复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁而言，其可以采用以下制备方法制备而成，具体的，一种复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的制备方法，其包括有以下步骤：

a、采用纤维束编织工艺将frp筋材编织成frp格栅61；

b、将纵筋组件中的所有frp复材纵筋4通过纵筋定位组件进行定位固定，纵筋组件包括有四个呈间隔布置且分别沿着混凝土梁主体1纵向延伸的frp复材纵筋4，纵筋定位组件包括有至少两个沿着混凝土梁主体1纵向依次间隔布置的纵筋定位矩形箍筋5，各frp复材纵筋4分别纵筋定位矩形箍筋5绑扎固定；

c、将frp格栅61缠绕于纵筋组件外围至少两层以形成frp复材缠绕网格箍筋6，纵筋组件外围缠绕至少两个间隔布置的frp复材缠绕网格箍筋6，并根据frp复材缠绕网格箍筋6锚固长度要求裁剪多余部分；

d、各frp复材缠绕网格箍筋6分别通过高强浸渍胶与各frp复材纵筋4粘接成一体，以完成混凝土内部骨架3制备；

e、将混凝土内部骨架3定位放置于混凝土浇筑模具中，往混凝土浇筑模具中浇筑混凝土以形成混凝土部分2，养护后即可获得复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁；其中，浇筑混凝土过程中，注意保护fpr复材缠绕网格箍筋，将混凝土浇筑于无fpr复材缠绕网格箍筋处，通过振捣进行混凝土填充，保证fpr复材缠绕网格箍筋与混凝土粘结良好。

其中，于步骤c中，在缠绕frp格栅61以形成fpr复材缠绕网格箍筋时，对frp格栅61施加预应力以保证fpr复材缠绕网格箍筋平直，且保证fpr复材缠绕网格箍筋与frp复材纵筋4贴合，以达到保证fpr复材缠绕网格箍筋能够与frp复材纵筋4协同受力变形。

另外，在frp复材缠绕网格箍筋6通过高强浸渍胶与各frp复材纵筋4粘接成一体后，对frp复材缠绕网格箍筋6的表面进行喷砂处理，以提高frp复材缠绕网格箍筋6与混凝土摩擦力，进而可提高frp复材缠绕格栅网格箍筋6与混凝土部分2的粘合作用力；

与传统钢材箍筋混凝土梁及frp箍筋混凝土梁相比，本实用新型的复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁的优势在于：

1、由frp格栅61缠绕而形成的frp复材网格箍筋具有高耐久性、耐腐蚀、轻质高强的特点，尤其适用于海水海砂混凝土结构，且能够有效地抵抗氯离子的侵蚀；考虑到淡水河砂资源日益枯竭，发展海水海砂混凝土结构势在必行，具有广阔的应用前景，符合国家发展战略；

2、由frp格栅61缠绕而形成的fpr复材网格箍筋能够现场裁剪，施工方便，从而能够有效地减少劳动力成本以及时间成本；

3、相比于传统的frp成型箍筋，frp复材缠绕网格箍筋6拥有更好的力学性能，避免frp成型箍筋在弯折区的力学性能退化，有利于梁构件的整体工作性能；

4、相比frp成型箍筋，frp复材网格箍筋生产成本较低，叠加其力学性能优异有利节材，具有更好的经济性；

5、frp复材网格箍筋可由多层frp格栅61缠绕而成，根据实际梁尺寸和受力情况进行计算选择；

6、多层frp复材格栅网格箍筋通过高强浸渍胶进行胶合定位，与纵筋形成整体；

7、多层frp复材格栅网格箍筋胶合之后，受力纤维束能够协同受力，具有较好的整体性；

8、多层frp复材格栅网格箍筋胶合之后，纤维束与混凝土具有更好的协同变形能力；

9、frp格栅61在工程制作过程中，可以通过调整不同纤维束纤维量，形成变强度frp格栅61，即可以根据构件受剪力变化而有针对性的改善构件工作性能；

10、frp复材格栅网格箍筋在制作过程中，调整受力纤维束的角度，如图5所示的变距倾斜格栅网格箍筋能够使得纤维束受力角度与构件混凝土拉应力角度相同，最大限度改善构件工作性能；

11、多层frp复材格栅网格箍筋安装、固定、交叉过程需注意网格孔洞位置调整，在缠绕过程中，frp复材格栅网格箍筋要保证竖向纤维束对齐，保证不同纤维束之间协。

综合上述情况可知，通过上述结构设计，本实用新型的复材纵筋-缠绕网格箍筋增强混凝土梁具有施工方便、耐久性良好、力学性能优异的优点。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。