[发明专利]一种FRP双管增强超高性能混凝土组合筋及其应用

说明书

本发明公开了一种FRP双管增强超高性能混凝土组合筋及其应用，属于建筑结构领域，其次，组合筋包括：外部FRP管、内部FRP管、FRP加劲肋和超高性能混凝土；外部FRP管和内部FRP管均为空心结构，内部FRP管位于外部FRP管内壁，且内部FRP管的外壁与外部FRP管的内壁之间无缝隙，所述内部FRP管内壁设置至少两个FRP加劲肋，内部FRP管的内部填充超高性能混凝土。利用耐腐蚀、高性能、低碳的FRP和超高性能混凝土材料形成的FRP双管增强超高性能混凝土组合筋具有受压延性好、耐腐蚀和拉压性能强的特点。使用本发明可代替钢筋混凝土结构梁、板、柱构件中的钢筋，FRP筋结构构件中的FRP筋以及钢‑混凝土结构中的型钢、钢管混凝土形成新型FRP结构，适合用于沿海和海洋基础设施。

技术领域

本发明属于建筑结构领域，更具体地，涉及一种FRP双管增强超高性能混凝土组合筋及其应用。

背景技术

钢材和混凝土是目前建筑结构的主要材料，满足了社会发展的需要，但也带来了巨大挑战，其中主要挑战是传统结构力学性能不足和寿命短的问题，尤其是在沿海和海洋地区，由于海水、海洋大气、飞溅区、潮汐区等严重腐蚀环境，会显著加速钢材锈蚀，从而导致结构性能的大幅下降。为解决传统的钢-混凝土结构中钢筋锈蚀带来的结构性能退化问题，由新材料组合而成的新型结构在基础设施建设中的应用已受到重点关注。

纤维增强复合材料(Fiber-Reinforced Polymer，简称FRP)由于具有轻质高强、耐腐蚀、无磁等优点，在土木工程领域已成为了研究热点。

采用FRP筋代替钢筋形成FRP筋混凝土结构构件是主要的应用形式之一，但由于FRP线弹性的脆性特征，传统的FRP筋混凝土结构突发的脆性破坏，其延性较差且抗震耗能能力十分有限。另一方面，FRP材料在受压过程中存在纤维微屈曲，其高强度难以得到充分发挥。基于这些原因FRP在土木工程中的应用受到了很大程度的限制，是正待解决的问题。

由此可见，现有技术存在突发的脆性破坏、延性较差、受压强度低的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种FRP双管增强超高性能混凝土组合筋及其应用，由此解决现有技术存在突发的脆性破坏、延性较差、受压强度低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种FRP双管增强超高性能混凝土组合筋，所述组合筋包括：外部FRP管、内部FRP管、FRP加劲肋和超高性能混凝土；

所述外部FRP管和内部FRP管均为空心结构，内部FRP管位于外部FRP管内壁，且内部FRP管的外壁与外部FRP管的内壁之间无缝隙，

所述内部FRP管内壁设置至少两个FRP加劲肋，所述内部FRP管的内部填充超高性能混凝土。

进一步地，所述内部FRP管的截面积大于其内部填充的超高性能混凝土的截面积的10％。

进一步地，所述外部FRP管的厚度大于内部FRP管厚度的五分之一。

进一步地，所述超高性能混凝土包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、高效减水剂和水，

或者，超高性能混凝土包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、高效减水剂、水和钢，

或者，超高性能混凝土包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、高效减水剂、水和玄武岩纤维，

或者，超高性能混凝土包括水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂、高效减水剂、水、膨胀剂和减缩剂。

进一步地，所述外部FRP管的纤维缠绕方向与组合筋截面夹角为0度-30度。

进一步地，所述内部FRP管的纤维缠绕方向与组合筋截面夹角为80度-90度。

进一步地，所述内部FRP管形状与外部FRP管形状相同，所述外部FRP管的形状为圆形或矩形。