提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法

摘要

本发明涉及一种提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法。它包括建造FRP筋混凝土框架结构，在该类型框架结构建造时，在地震荷载作用下会产生较大弯矩的区域安装具有有效抗压强度和变形能力的元器件，通过该元器件的受压变形，提高FRP筋混凝土框架结构中构件混凝土受压区的变形能力，从而提高框架结构的抗震延性。本发明在FRP筋变形能力不变的情况下，有效增加混凝土受压区的变形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土构件脆性破坏的缺陷，有效提高其抗震延性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法，在FRP筋混凝土框架结构建造时采用，提高FRP筋混凝土框架结构的抗震延性。

背景技术

钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构耐久性有十分严重的影响，会降低结构的正常使用寿命，提高结构的维护费用，而纤维增强复合材料(Fiber-Reinforced Plastics简称FRP)筋是一种高性能的复合材料，具有轻质、高强、化学稳定性高(耐酸、碱、盐和氧化物等)、电磁中性等优点，应用于混凝土结构的长期综合效益要优于钢筋，具有良好的应用前景。但由于FRP筋为脆性材料，变形能力比普通钢筋明显偏小，其高抗拉强度和线性的应力应变关系，使得FRP筋混凝土结构可能没有相应的塑性转动能力，导致该类型框架结构的抗震延性不能满足要求。延性不足成为FRP筋混凝土结构的最大缺陷，也是FRP筋能否得到广泛应用所需解决的根本性问题之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有FRP筋混凝土框架结构存在的问题，提供一种提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法，满足FRP筋混凝土框架结构在地震荷载作用下的变形能力。

为达到上述目的，本发明的构思是：本发明针对的是FRP筋混凝土框架结构，在地震荷载作用下产生的弯矩区域，当在建造FRP筋混凝土框架结构时，在构件截面内安装具有有效抗压强度和变形能力的元器件，使得在框架结构构件中的FRP筋极限拉应变不变的前提下，通过元器件的受压变形，增加FRP筋混凝土构件受压区的变形，增大构件的截面曲率延性，从而提高FRP筋混凝土框架结构的抗震延性。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法，包括建造FRP筋混凝土框架结构，其特征在于建造该类型框架结构时，在地震荷截作用下产生较大弯矩的区域安装具有有效抗压强度和良好变形能力的元器件，通过元器件的受压变形，提高FRP筋混凝土框架的抗震延性。

上述的提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性方法的操作步骤如下：

a.在FRP筋混凝土框架结构建造时，将所需的元器件(整片或几小片组合)加工成与FRP筋混凝土框架构件截面尺寸相同大小；

b.在元器件上按照FRP筋框架结构构件中FRP筋的数量和直径，钻孔；

c.在安装FRP筋材时，将FRP筋穿过元器件，并将元器件放入指定位置；

d.在指定位置处固定元器件，然后浇注混凝土，建造FRP筋混凝土框架。

在上述的提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法中，所述的FRP筋混凝土框架可为多层多跨结构或单层单跨结构。

在上述的提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法中，所述的元器件位于FRP筋混凝土构件截面内。

在上述的提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法中，所述的元器件与FRP筋材可以粘结(或不粘结)在一起。

在上述的提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法中，所述的FRP筋可为各种有效抗拉拉强度的FRP筋材，可为碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维及其他纤维复合材料中任选一种或多种纤维编织而成的单向、或双向、或具有多角度方向的FRP筋材。

在上述的提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法中，所述的元器件可为具有一定抗压强度和变形能力的弹性、塑性或弹塑性材料，可以整片或分成几块进行安装，材料性质可以是橡胶塑料、复合材料、有色金属材料及各种合金材料等。

在上述的提高FRP筋混凝土框架结构抗震延性的方法中，所述的元器件在FRP筋混凝土结构中的不同构件中可以根据需要采用不同材料制作或相同材料而元器件的厚度不同。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点；本发明中采用安装具有良好变形能力的元器件，可以在FRP筋变形能力不变的情况下，有效增加混凝土受压区的变形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土构件脆性破坏的缺陷，有效提高FRP筋混凝土框架结构的抗震延性。

附图说明

图1是本发明一个实施例的单层单跨FRP筋混凝土框架结构示意图。

图2是图1的FRP筋混凝土框架柱的剖面示意图，图中(a)为整体式元器件详图，(b)为分离式元器件详图。

具体实施方式

实施例一：参见图1、图2，本提高FRP筋混凝土框架结构延性能力的方法如下：根据FRP筋混凝土框架结构1的截面尺寸及FRP筋2的数量及直径，制作本实施例中所需的元器件3，并在元器件3中钻相应孔洞。在FRP筋混凝土框架结构中的FRP筋2安装时，在图1中的所需元器件位置处安装固定元器件3，然后浇注混凝土，完成FRP筋混凝土框架结构的建造。具体操作步骤如下：

(1)根据FRP筋混凝土框架结构1的构件截面尺寸及FRP筋2的的数量及直径，制作元器件3(整体式)；

(2)在元器件3中钻与表面相垂直的孔洞；

(3)在FRP筋2安装时，将元器件3穿过FRP筋2，并在指定位置安装元器件3；

(4)固定元器件3，然后浇注混凝土，完成FRP筋混凝土框架结构1建造。

实施例二：参见图2，本实施例基本上与上述实施例相同，所不同之处在于所述的元器件3为分离式，即可在每根或每几根FRP筋上安装元器件3，元器件3组合安装好后，仍可拼成FRP筋混凝土框架结构构件1的整个截面形状。