一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114775900A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210582038.9(22)申请日2022.05.26(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路13号(72)发明人陶毅王丹陈建飞史庆轩(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师崔方方(51)Int.Cl.E04C3/26(2006.01)B28B23/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁及其制造方法，属于钢筋混凝土组合梁技术领域，包括UHPC模壳和核心梁；UHPC模壳包括底部的UHPC底模壳和两侧的UHPC侧模壳；UHPC底模壳内预埋有若干预应力复材筋，UHPC侧模壳内预埋有若干非预应力复材筋；UHPC底模壳和UHPC侧模壳采用结构一体化施工技术浇筑成型；核心梁直接成型于UHPC模壳内腔，核心梁由普通混凝土及预埋在普通混凝土中的钢筋笼制成，所述钢筋笼由非预应力受拉钢筋、受压钢筋及箍筋绑扎构成，非预应力受拉钢筋、受压钢筋及箍筋均为普通钢筋；解决了现有普通UHPC模壳‑钢筋混凝土组合梁受拉区模壳易开裂，导致组合梁刚度及承载力大幅退化，其安全性和耐久性受到巨大考验影响的技术问题。CN114775900ACN114775900A权利要求书1/2页1.一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁，其特征在于，包括UHPC模壳(1)和核心梁(4)；UHPC模壳(1)为U型结构，包括底部的UHPC底模壳(1‑1)和两侧的UHPC侧模壳(1‑2)；UHPC底模壳(1‑1)内预埋有若干预应力复材筋(2)，UHPC侧模壳(1‑2)内预埋有若干非预应力复材筋(3)；UHPC底模壳(1‑1)和UHPC侧模壳(1‑2)采用结构一体化施工技术浇筑成型；核心梁(4)直接成型于UHPC模壳(1)内腔，核心梁(4)由普通混凝土及预埋在普通混凝土中的钢筋笼制成，所述钢筋笼由非预应力受拉钢筋(5)、受压钢筋(6)及箍筋(7)绑扎构成，非预应力受拉钢筋(5)、受压钢筋(6)及箍筋(7)均为普通钢筋。2.根据权利要求1所述的一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁，其特征在于，UHPC底模壳(1‑1)中的预应力复材筋(2)和核心梁(4)中的非预应力受拉钢筋(5)承受荷载引起的正弯矩，受压钢筋(6)和箍筋(7)承受荷载引起的负弯矩，UHPC侧模壳(1‑2)中的非预应力复材筋(3)只起构造作用。3.根据权利要求1所述的一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁，其特征在于，预应力复材筋(2)和非预应力复材筋(3)均为复材筋，由纤维增强复合材料FRP组成。4.根据权利要求1所述的一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁，其特征在于，预应力复材筋(2)上的预应力采用先张法施加。5.根据权利要求1所述的一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁，其特征在于，UHPC模壳(1)由超高性能混凝土组成，其中，UHPC强度约120‑140Mpa，常温养护及220MPa/60℃热养护，纤维掺量1.5％。6.根据权利要求1所述的一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁，其特征在于，两侧的UHPC侧模壳(1‑2)相向的一侧预制多组“梯形”抗剪键(8)，抗剪键(8)的键齿数量根据组合梁界面抗剪需求设置。7.基于权利要求1～6中任意一项所述的一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：张拉预应力复材筋(2)并将其临时锚固在台座上，具体配筋数量按照复材筋‑钢筋混合配筋梁设计方法计算确定；S2：成型UHPC模壳(1)；首先支设U形临时外钢膜、临时防漏端板及内侧塑料泡沫填充物，覆盖均匀凸起的型材，预应力复材筋(2)穿过UHPC底模壳(1‑1)合适的位置，然后在合适的位置布设非预应力复材筋(3)，并使其内嵌于UHPC侧模壳(1‑2)中，最后浇筑预拌超高性能混凝土成型UHPC模壳(1)并放松预应力；S3：核心梁(4)按照混凝土结构设计规范推荐方法设计成型；按照复材筋‑钢筋混合配筋梁设计思路计算核心梁(4)中配筋量，并将绑扎好的钢筋笼放置于预制UHPC模壳(1)内腔设计位置；S4：将普通混凝土浇筑于UHPC模壳(1)内腔，在UHPC模壳(1)的两端支设临时木质端板，按照设计龄期养护组合梁成型构件。8.根据权利要求7所述的一种采用预应力复材筋增强UHPC模壳的组合梁的制造方法，其特征在于，步骤S2中，非预应力复材筋(3)配筋数量确定方法与步骤S1中预应力复材筋(2)的配筋数量确定方法相同。9.根据权