[发明专利]考虑界面滑移效应的FRP-集成竹新型组合梁结构及其制造方法

说明书

本发明公开了考虑界面滑移效应的多种FRP‑集成竹新型组合梁结构及其制造方法。所述的FRP‑集成竹新型组合梁结构，其中具体包括集成竹材，FRP拉挤型材：等厚和不等厚集成竹材连接在FRP两端、集成竹材填充FRP凹陷处、外部FRP、内填集成竹材，螺栓，螺栓贯穿FRP和集成竹，连接两个构件；胶粘剂，胶粘剂均匀涂在FRP和集成竹表面，连接两个构件。这四种组合方式的连接方式分别为胶接、螺栓连接、胶栓连接和铆钉连接。所述FRP‑集成竹组合梁可以有效避免集成竹材易开裂的性能缺陷，用耐腐蚀和力学性能良好的FRP材料约束集成竹材，可提升集成竹材力学性能，进而提高组合梁的承载与变形能力，最终扩大竹木结构在土木工程领域内的应用范围，实现环保与经济效益。

技术领域：

本发明涉及土木工程领域，尤其是涉及多种考虑界面滑移效应的 FRP-集成竹新型组合梁结构及其制造方法。

背景技术：

相关技术中，中国是世界竹材的中心产区之一，竹林面积占全球 竹材种植面积的四分之一。随着能源枯竭和环境恶化，高能耗、高污 染的传统建筑结构亟待转型升级，竹产业的高质量和高附加值正是推 进生态文明建设的最好诠释。组合结构已经成文土木工程行业研究热 点，将FRP和集成竹组合，可以优势互补，是满足生态文明建筑组 合。

集成竹相较于传统原竹有轻质高强、力学性能好的优点，但耐久 性差、弹性模量低限制其发展。而FRP材料轻质、高强、耐久耐腐 蚀性好，正好可以弥补集成竹的缺陷，将两者结合在一起实现1+12 的效果。

在组合结构研究中，界面滑移效应影响组合梁性能的重要因素。 针对在组合结构中减少界面滑移影响，国内外已有一定的实践研究及 理论依据。目前工程实践中，连接方式大多为两种，胶结和螺栓连接， 胶结操作方便但强度低、易脆性断裂，螺栓连接不易破坏但滑移大， 合理的连接方式是实现FRP-集成竹新型组合梁的重要前提。

发明内容：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本 发明的一个目的在于提出多种考虑界面滑移效应的FRP-集成竹新型 组合梁结构，该FRP-集成竹新型组合梁结构，能够有效减小集成竹 材易开裂的性能缺陷，同时大幅度提高集成竹梁的承载能力和变形能 力，使其受力性能更为稳定，并且耐腐蚀，耐久性能好，符合绿色生 态环保理念。

本发明的另一个目的在于提出多种考虑界面滑移效应的FRP-集 成竹新型组合梁结构及其制造方法。

根据本发明第一方面实施例的多种考虑界面滑移效应的FRP-集 成竹新型组合梁结构，包括：集成竹材，FRP拉挤型材：等厚和不等 厚集成竹材连接在FRP拉挤型材两端、集成竹材填充FRP拉挤型材 凹陷处、外部FRP拉挤型材、内填集成竹材，螺栓，螺栓贯穿FRP 拉挤型材和集成竹，螺栓连接两个构件；结构胶，设于FRP拉挤型 材和集成竹表面，连接两个构件；铆钉，铆钉贯穿FRP拉挤型材和 集成竹。这四种组合方式分别用胶接、螺栓连接、胶栓连接、铆钉连 接。

根据本发明第一方面实施例的考虑界面滑移效应的FRP-集成竹 新型组合梁结构，由于本发明实施例的FRP-集成竹新型组合梁结构， 可以能够有效减小集成竹材易开裂的性能缺陷，同时大幅度提高集成 竹梁的承载能力和变形能力，使其受力性能更为稳定，并且耐腐蚀， 耐久性能好，符合绿色生态环保理念，用FRP增强集成竹梁结构整 体的施工方便，成本低，实用性更广泛，通过胶接、栓接和胶栓接能 够降低界面滑移效应对组合结构力学性能的负面影响。

在本发明的一些实施例中，所述FRP拉挤型材长度为L，所述集 成竹材连接在FRP拉挤型材两端搭接长度不小于L；所述FRP拉挤 型材长度为L，所述集成竹材填充FRP拉挤型材凹陷处长度不小于L； 所述FRP拉挤型材长度为L，所述集成竹材内填FRP拉挤型材长度不小于L，所述FRP拉挤型材包裹集成竹材。

在本发明的一些实施例中，所述FRP拉挤型材包括工字型、方 管型中的至少一种。