Gfrp材料永久性模板及其相應的gfrp-混凝土組合梁的制作方法
【專利摘要】本發明提供的是一種新型GFRP材料永久性模板及其相應的GFRP-混凝土組合梁，包含GFRP箱型結構，且GFRP箱型結構連接GFRP柵格板，GFRP柵格板的下方至少有一列有GFRP箱型結構，GFRP柵格板和GFRP箱型結構用柵格底板隔開。在模板基礎上與混凝土組成組合梁。為了解決傳統臨時性模板需要拆模、模板不能提供結構功能和工期長問題，利用模板中的GFRP約束上部的混凝土，使上部的混凝土處于三向受壓狀態，從而提高混凝土的強度，既能達到提高GFRP-混凝土組合梁承載力的目的，又能達到節約成本，縮短工期的目的。
【專利說明】GFRP材料永久性模板及其相應的GFRP-混凝土組合梁
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種模板，具體的說是一種GFRP (玻璃纖維增強塑料)材料永久性模板及其相應的GFRP-混凝土組合梁。
【背景技術】
[0002]長久以來，國內外現澆混凝土的施工項目中，梁的制作大多數以應用木材或鋼材的臨時性模板為主，這種形式的梁模板在混凝土凝固后需要拆除，是一種臨時性的模板，用來支撐澆注結構，施工方式上由現場組模澆筑成型。施工中勞動強度大，工期長，表面質量無法滿足混凝土的質量要求。同時隨著時代的發展，更“經濟”，高“效率”，更“環保”，無疑是今后建筑工程追求的方向，目前的臨時模板已經不能完全適應新時代發展產生的新要求。據統計，每立方米混凝土模板用量高達4-5平方米，其工程費占用現澆混凝土結構造價的30%-35%，勞動用量40%-50%，工期的50%，造成了大量的資源浪費。因此需要設計一種新的永久性的模板和新的組合結構梁以提高梁承載能力和施工效率并且帶來經濟效率的提升。附圖1是東北大學在2009年提出了一種GFRP與箱型梁與混凝土板組合梁結構的截面圖，上部結構混凝土結構提供抗壓承載力，下部為箱型GFRP結構提供拉應力，這樣的組合雖然在一定程度上利用了 GFRP抗拉混凝土抗壓的特性，當時并未充分發揮出來，無上部混凝土缺少禁錮，不能使混凝土處于三向受壓從而提高承載力，且未利用到GFRP具有永久模版的的能力，在施工時候依然需要支架，下部為GFRP結構，利用GFRP抗拉強度高的特點，但是GFRP處于受拉階段，截面高度越高，越能使GFRP性能越充分發揮，缺少有效設計使GFRP有效利用；中間抗剪連接件過于機械，容易產生應力集中，是結構發生局部破壞。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了在現澆混凝土施工過程中減少運輸、節約人力物力、縮短施工時間而提供一種GFRP材料永久性模板及其相應的GFRP-混凝土組合梁。
[0004]本發明是這樣實現的:包含GFRP箱型結構模板由GFRP柵格板、GFRP箱型結構和柵格底板組成，GFRP箱型結構連接GFRP柵格板，GFRP柵格板的下方至少有一列有GFRP箱型結構，GFRP柵格板和GFRP箱型結構用柵格底板隔開。在柵格板中的柵格里填充混凝土，構成GFRP-混凝土組合梁。
[0005]本發明還包括這樣一些結構特征:
[0006]1.與GFRP箱型結構對應的柵格底板上有抗剪連接件，且有抗剪連接件的柵格底板的位置低于其他柵格底板。
[0007]2.GFRP柵格板的柵格形狀采用矩形。
[0008]3.GFRP箱型結構的截面形狀為矩形。
[0009]4.抗剪連接件與柵格底板為一體。
[0010]5.抗剪連接件與混凝土連接。
[0011]附圖4為附圖3的俯視圖，柵格板的柵格形狀采用矩形，在使用過程中，混凝土上部受壓時，由于柵格的禁錮，使混凝土三向受壓，提高了混凝土的承載力，且縱向與橫向GFRP在負彎矩處抵抗拉應力，同時柵格的作用能代替上部的橫向鋼筋，使整個結構達到無鋼筋設計，使結構能在更惡劣環境下使用，且這部分GFRP可以作為施工時的模板，加快施
工進度。
[0012]柵格底板采用GFRP材料封底，防止混凝土在澆筑的時候流到下面部分，在上部受到荷載時，混凝土用于抵抗壓應力，同時固定抗剪連接件、增大截面抗扭剛度，中間混凝的延伸，能有效增加截面高度，使下部GFRP充分利用。
[0013]下部為了節約混凝土，同時減輕構件的重量，采用空腔結構。當構件受到彎矩的時候，中和軸以下部分受拉，這部分拉力主要有下部的GFRP承擔，由于GFRP抗拉強度高，所以能夠承受較高的拉力，同時在截面設計時，使下部GFRP厚度增加，是GFRP抗拉輕度高的特性充分發揮。
[0014]Sung Yong PAPK等做了一系列在GFRP型材與混凝土截面粘砂或者使用開孔板連接件的試驗，證明經粘砂處理的界面粘結效果較環氧樹脂粘結更佳。故本設計采用采用機械咬合和粘砂粘結兩種連接技術的混合方法，確保GFRP與混凝土的協同作用，避免GFRP與混凝土剝離破壞。
[0015]這種組合結構充分發揮了混凝土抗壓、GFRP抗拉的優越性能，通過合理的設計，可以做到無鋼筋使用，這樣一來，GFRP耐腐蝕的性能也能在組合結構中充分發揮，可以將此種結構運用的惡劣環境中。
[0016]本發明提供的GFRP-混凝土組合永久模板及其相應的GFRP-混凝土組合梁具有強度高、成本低、便于施工、節約混凝土、降低建筑垃圾污染等優點。還可以節約拆除模板的時間，同時GFRP模板可以在工廠統一制作，使建筑施工工廠化，便于統一管理，提高了施工質量，同時大大的縮短工期，節省勞動量，避免現場制作模板產生的負面的偶然性，并且使GFRP模板成為梁的一部分，GFRP抗拉強度高、輕質、耐腐蝕、成型性好等優點得到充分發揮，因此能降低材料成本，特別是鋼筋與混凝土的使用量，可以獲得了很好的經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是【背景技術】的GFRP與箱型梁與混凝土板組合梁結構截面圖；
[0018]圖2是本發明的組合梁結構圖；
[0019]圖3是圖2中A部分局部放大截面圖；
[0020]圖4是圖3的俯視圖；
[0021]圖5是抗剪連接件結構圖；
[0022]圖6是下部GFRP箱型結構圖。
【具體實施方式】
[0023]實施案例一:結合圖2和圖3，GFRP材料永久性模板及其相應的GFRP-混凝土組合梁包括GFRP柵格板1、混凝土 2、GFRP抗剪連接鍵3、空腔4、GFRP箱型結構5和柵格底板6。GFRP柵格板I共有2列GFRP箱型結構5，且GFRP柵格板I和GFRP箱型結構5用柵格底板6隔開，使下部形成空腔4，中間采用抗剪連接件3連接，使GFRP與混凝土 2協調工作。[0024]實施案例二:結合圖4、圖5和圖6，GFRP柵格板I中的柵格形狀采用矩形，柵格底板上有抗剪連接件3，GFRP箱型結構5的截面形狀為矩形。
[0025]實施案例三:實施案例二中的抗剪連接件3與柵格底板6為一體。
[0026]實施案列四:在柵格板I中填充混凝土 2，構成GFRP-混凝土組合梁。
【權利要求】
1.一種GFRP材料永久性模板，包含GFRP箱型結構，其特征在于:GFRP箱型結構連接GFRP柵格板，GFRP柵格板的下方至少有一列有GFRP箱型結構，GFRP柵格板和GFRP箱型結構用柵格底板隔開。
2.根據權利要求1所述的GFRP材料永久性模板，其特征在于--與GFRP箱型結構對應的柵格底板上有抗剪連接件，且有抗剪連接件的柵格底板的位置低于其他柵格底板。
3.根據權利要求1所述的GFRP材料永久性模板，其特征在于:GFRP柵格板中柵格的形狀米用矩形。
4.根據權利要求1所述的GFRP材料永久性模板，其特征在于:GFRP箱型結構的截面形狀為矩形。
5.根據權利要求2所述的GFRP材料永久性模板，其特征在于:抗剪連接件與柵格底板為一體。
6.一種包含權利要求1所述的GFRP材料永久性模板的GFRP-混凝土組合梁，其特征在于:在柵格板中的柵格里填充混凝土，混凝土與柵格板為一體。
7.根據權利要求6所述的GFRP-混凝土組合梁，其特征在于:與GFRP箱型結構對應的柵格底板上有抗剪連接件， 且抗剪連接件與混凝土連接。
【文檔編號】E04C3/29GK103924730SQ201410143342
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】毛繼澤, 周鵬, 崔明, 郭慶勇, 賈道光, 李犇 申請人:哈爾濱工程大學