專利名稱：提高frp筋混凝土框架結構抗震延性的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法，在FRP筋混凝土框架結構建造時采用，提高FRP筋混凝土框架結構的抗震延性。
背景技術：
鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土結構耐久性有十分嚴重的影響，會降低結構的正常使用壽命，提高結構的維護費用，而纖維增強復合材料(Fiber- Reinforced Plastics簡稱FRP)筋是一種高性能的復合材料，具有輕質、高強、化學穩定性高(耐酸、堿、鹽和氧化物等)、電磁中性等優點，應用于混凝土結構的長期綜合效益要優于鋼筋，具有良好的應用前景。但由于FRP筋為脆性材料，變形能力比普通鋼筋明顯偏小，其高抗拉強度和線性的應力應變關系，使得FRP筋混凝土結構可能沒有相應的塑性轉動能力，導致該類型框架結構的抗震延性不能滿足要求。延性不足成為FRP筋混凝土結構的最大缺陷，也是FRP筋能否得到廣泛應用所需解決的根本性問題之一。
發明內容
本發明的目的在于針對現有FRP筋混凝土框架結構存在的問題，提供一種提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法，滿足FRP筋混凝土框架結構在地震荷載作用下的變形能力。
為達到上述目的，本發明的構思是本發明針對的是FRP筋混凝土框架結構，在地震荷載作用下產生的彎矩區域，當在建造FRP筋混凝土框架結構時，在構件截面內安裝具有有效抗壓強度和變形能力的元器件，使得在框架結構構件中的FRP筋極限拉應變不變的前提下，通過元器件的受壓變形，增加FRP筋混凝土構件受壓區的變形，增大構件的截面曲率延性，從而提高FRP筋混凝土框架結構的抗震延性。
根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案i中提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法，包括建造FRP筋混凝土框架結構，其特征在于建造該類型框架結構時，在地震荷截作用下產生較大彎矩的區域安裝具有有效抗壓強度和良好變形能力的元器件，通過元器件的受壓變形，提高FRP筋混凝土框架的抗震延性。
上述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性方法的操作步驟如下
a. 在FRP筋混凝土框架結構建造時，將所需的元器件(整片或幾小片組合)加工成與FRP筋混凝土框架構件截面尺寸相同大小；
b. 在元器件上按照FRP筋框架結構構件中FRP筋的數量和直徑，鉆孔；
c. 在安裝FRP筋材時，將FRP筋穿過元器件，并將元器件放入指定位置；d.在指定位置處固定元器件，然后澆注混凝土，建造FRP筋混凝土框架。在上述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法中，所述的FRP筋混凝土框架可為
多層多跨結構或單層單跨結構。
在上述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法中，所述的元器件位于FRP筋混凝
土構件截面內。
在上述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法中，所述的元器件與FRP筋材可以粘結(或不粘結)在一起。
在上述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法中，所述的FRP筋可為各種有效抗拉拉強度的FRP筋材，可為碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維及其他纖維復合材料中任選一種或多種纖維編織而成的單向、或雙向、或具有多角度方向的FRP筋材。
在上述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法中，所述的元器件可為具有一定抗壓強度和變形能力的彈性、塑性或彈塑性材料，可以整片或分成幾塊進行安裝，材料性質可以是橡膠塑料、復合材料、有色金屬材料及各種合金材料等。
在上述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法中，所述的元器件在FRP筋混凝土結構中的不同構件中可以根據需要采用不同材料制作或相同材料而元器件的厚度不同。
本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點；本發明中采用安裝具有良好變形能力的元器件，可以在FRP筋變形能力不變的情況下，有效增加混凝土受壓區的變形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土構件脆性破壞的缺陷，有效提高FRP筋混凝土框架結構的抗震延性。
圖1是本發明一個實施例的單層單跨FRP筋混凝土框架結構示意圖。
圖2是圖1的FRP筋混凝土框架柱的剖面示意圖，圖中(a)為整體式元器件詳圖，(b)
為分離式元器件詳圖。
具體實施例方式
實施例一參見圖1、圖2，本提高FRP筋混凝土框架結構延性能力的方法如下根據FRP筋混凝土框架結構1的截面尺寸及FRP筋2的數量及直徑，制作本實施例中所需的元器件3，并在元器件3中鉆相應孔洞。在FRP筋混凝土框架結構中的FRP筋2安裝時，在圖1中的所需元器件位置處安裝固定元器件3，然后澆注混凝土，完成FRP筋混凝土框架結構的建造。具體操作步驟如下
(1)根據FRP筋混凝土框架結構1的構件截面尺寸及FRP筋2的的數量及直徑，制作元器件3 (整體式)；
(2) 在元器件3中鉆與表面相垂直的孔洞；
(3) 在FRP筋2安裝時，將元器件3穿過FRP筋2，并在指定位置安裝元器件3;
(4) 固定元器件3，然后澆注混凝土，完成FRP筋混凝土框架結構1建造。
實施例二參見圖2，本實施例基本上與上述實施例相同，所不同之處在于所述的元器
件3為分離式，即可在每根或每幾根FRP筋上安裝元器件3，元器件3組合安裝好后，仍可拼成FRP筋混凝土框架結構構件1的整個截面形狀。
權利要求
1、一種提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法，包括建造FRP筋混凝土框架結構(1)，其特征在于建造該類型框架結構時，在地震荷載作用下會產生較大彎矩的區域安裝具有有效抗壓強度和變形能力的元器件(3)，通過元器件(3)的受壓變形，提高FRP筋混凝土框架結構(1)中構件混凝土受壓區的變形能力，從而提高結構框架的抗震延性。
2、 根據權利要求1所述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性能力的方法，其特征在于操作步驟如下-a) 在FRP筋混凝土框架結構(1)建造前，將所需的元器件(3)(整片或幾小片組合)加工成與FRP筋混凝土框架結構(1)構件截面尺寸相同大小；b) 在元器件(3)上按照構件中FRP筋(2)的數量和直徑，鉆孔；c) 在安裝FRP筋(2)時，將FRP筋穿過元器件(3)上鉆好的孔洞，并將元器件(3)放入指定位置；d) 在指定位置處固定元器件(3)，然后澆注混凝土，建造FRP筋混凝土框架結構(1)。
3、 根據權利要求1、或2所述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性能力的方法，其特征在于所述元器件(3)位于FRP筋混凝土框架結構(1)構件截面內。
4、 根據權利要求3所述的提高FRP筋混凝土框架結構(1)抗震延性能力的方法，其特征在于所述的元器件(3)與FRP筋(2)粘結或不粘結在一起。
5、 根據權利要求1或2所述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性能力的方法，其特征在于所述的FRP筋(2)為各種有效抗拉拉強度的FRP筋材為碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維及其他纖維復合材料中任選一種或多種纖維編織而成的單向、或雙向、或具有多角度方向的FRP筋材。
6、 根據權利要求1或2所述的提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性能力的方法中，其特征在于所述的元器件(3)為具有一定抗壓強度和變形能力的彈性、塑性或彈塑性材料，以整片或分成幾塊進行安裝，材質是橡膠塑料、復合材料、有色金屬材料或各種合金材料。
全文摘要
本發明涉及一種提高FRP筋混凝土框架結構抗震延性的方法。它包括建造FRP筋混凝土框架結構，在該類型框架結構建造時，在地震荷載作用下會產生較大彎矩的區域安裝具有有效抗壓強度和變形能力的元器件，通過該元器件的受壓變形，提高FRP筋混凝土框架結構中構件混凝土受壓區的變形能力，從而提高框架結構的抗震延性。本發明在FRP筋變形能力不變的情況下，有效增加混凝土受壓區的變形和截面的曲率延性，克服FRP筋混凝土構件脆性破壞的缺陷，有效提高其抗震延性。
文檔編號E04B1/16GK101672075SQ200910196560
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月27日 優先權日2009年9月27日
發明者公孫銘, 偉 馮, 濤 劉, 張晏戌, 張智梅, 褚衛豐, 許文前 申請人:上海大學