[发明专利]FRP‑轻木三明治型组合结构

说明书

技术领域

本发明的目的在于提供了一种新型FRP(纤维增强的树脂基复合材料)-轻木三明治型组合结构，它是一种改良的新型FRP-轻木组合体系。适用于桥梁结构的桥面板，建筑的结构中的墙体和楼板。

背景技术

木结构是一种以天然木材为原料的纯天然绿色建筑结构。它以其绿色环保，施工简便，抗震性好，保温性好等诸多优点而备受青睐。FRP(纤维增强的树脂基复合材料)材料以其优异的耐腐蚀性，高强度，高模量而在土木工程领域被广泛应用。FRP夹芯构件是一种以FRP 为外壳木结构为夹芯的复合组合结构。以其造价低，重量轻，易安装等优点而被广泛应用于土木工程领域。

传统的FRP夹芯构件因其跨度低于3米而限制了使用范围。本发明提出一种改良的新型 FRP-轻木三明治型组合结构，其跨度可以超过19米，甚至最大达到30米。而且有效的提高了结构的抗剪强度，抗车辙能力，不易起皱。

发明内容

本发明是一种改良的新型FRP-轻木三明治型组合结构，它是在传统的FRP夹芯构件的基础上加以改良。打破了传统FRP夹芯构件的跨度低于3米的限制，新型改良FRP-轻木三明治组合结构的跨度可以超过10米，甚至更大。

其特征在于：上层表面板为2mm厚的GFRP(玻璃纤维复合材料)板，下层为2mm 厚的CFRP(碳纤维复合材料)板，中间层的上部为重木结构，重木下面的弧形为轻木结构，同时可以根据承载力需求，在重木和轻木中间加一层GFRP或者CFRP板。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

上层表面板使用GFRP板，是一种耐腐蚀，高强度，高模量的新材料，GFRP板一方面保护芯部的木结构免受环境的腐蚀作用，另一方面为结构提供足够的抗剪强度。

夹芯层上部使用重木结构，使得表面不易产生车辙，不易起皱，而且可以提供足够的抗剪强度和抗压强度。

夹芯部下层，支撑柱之间是低应力区域使用低密度的拱形轻木，以减轻整个组合结构的重量。拱形形状的最佳选择是抛物线形。

最底层表面板使用CFRP板承担上层结构传来的拱推力。

在重木和轻木中间根据工程需要选择使用或者不适用拱形FRP板，使用拱形FRP板一方面减小上层结构对拱形轻木的垂直载荷，另一方面增加结构的抗剪强度。

附图说明

图1为中间加GFRP或者CFRP的FRP-轻木三明治型组合结构图；图2为拱形轻木端部的细节图；图3为中间不加GFRP或者CFRP的FRP-轻木三明治型组合结构图；

图中：

1-GFRP 2-CFRP

3-重木 4-轻木

具体实施方式

具体制作工艺分为三个步骤。

1)根据设计需要的尺寸加工出两类拱形的重木和轻木结构。其中上层重木结构跨中部分的最小厚度不低于20毫米；

2)铺设纤维布。根据工程实际需求，铺设不同取向和层数的纤维布；

3)真空注胶。下层的轻木结构，下表面板和中间层的拱形纤维布首先进行真空注胶，然后是上层重木结构和上表面板真空注胶，最后将上下面板注胶战阶在一起，并将其在室温条件下保存12小时。