[发明专利]FRP空间桁架海砂混凝土板结构

说明书

本发明公开了一种FRP空间桁架海砂混凝土板结构，该结构包括FRP下弦杆、FRP上弦杆、FRP支撑腹杆、FRP螺纹套筒球节点、海砂混凝土。本实用型板结构采用空间桁架结构形式使板结构正交双向受力承受荷载，能够充分发挥FRP材料轻质，高强，耐腐蚀性好等特性和海砂混凝土可就地取材的优势，使本结构具有运输便宜、结构形式标准化、现场安装方便、施工周期短的优点，同时具有耐腐蚀性、承载力、抗侧刚度、抗弯刚度、抗疲劳、抗震性能强等特点，能够适应恶劣的海洋环境下结构工程板结构的需要，适于推广使用。

技术领域

本发明涉及结构工程新材料与组合结构应用技术领域，具体是指一种FRP空间桁架海砂混凝土板结构。

背景技术

在沿海和远海岛礁等地区，海洋恶劣环境中富含大量的氯离子，会造成传统钢筋混凝土结构出现严重的钢筋锈蚀、混凝土开裂等现象，使建筑物维修周期缩短，严重影响海洋环境下建筑结构的安全性和耐久性；其次海洋工程及海洋环境下工程建设地处沿海或远离大陆，缺少河砂、石和淡水资源，采用普通钢筋混凝土结构就需要耗费大量人力物力运输水泥、河砂、粗骨料等建材；再次海洋工程及海环境下工程建设一般缺少大量的人力资源以及大型施工机械设备，结构体系不能过于复杂，同时需要快速施工成型。

近年来FRP材料以轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等特点已作为新型建筑材料在工程建设领域得到广泛应用。其中以FRP-混凝土组合结构形式的应用尤其突出，FRP材料在FRP-混凝土组合构件中一般作为承受拉力构件使用，具有明显的优势，但FRP材料相比于传统钢筋材料弹性模量不高，使得组合结构的刚度成为组合结构设计中的首要目标，而且FRP材料与混凝土材料界面的粘结性能薄弱，会使组合结构的工作性能降低，大多已有结构均以粘贴FRP剪力键或预留孔增设螺栓剪力键等方式去解决FRP材料与混凝土材料间界面问题，但这些做法同时会增加额外的粘结剂界面耐久问题和螺栓剪力键锈蚀耐久问题等，且大部分FRP混凝土组合板多采用单向受力模式，不利于结构承载力提高和平面稳定性。

由此可以看出传统的钢筋混凝土结构已无法满足海洋环境下的需求，而采用FRP-混凝土组合结构是一种有效结构形式，但是仍然需要解决现有FRP-混凝土组合板结构存在的问题，亟需开发一种力学性能、耐久性能和经济性更为优越以及施工更为方便的FRP-混凝土结构板形式。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种FRP空间桁架海砂混凝土板结构，来解决以上力学性能差、耐久性差、资源匮乏、施工周期长等问题。

为实现上述目的，本发明提供的FRP空间桁架海砂混凝土板结构，其特征在于：包括FRP空间桁架，所述FRP空间桁架包括多个FRP下弦杆、多个FRP上弦杆、多个FRP支撑腹杆、多个FRP螺纹套筒球节点和海砂混凝土；

所述FRP下弦杆、FRP上弦杆和FRP支撑腹杆均一次性预制成型，且FRP下弦杆、FRP上弦杆和FRP支撑腹杆的两端部分均做螺纹处理；

所述FRP螺纹套筒球节点包括节点球体和3—8个节点外伸套筒；所述节点外伸套筒的内径及内螺纹均与所述FRP下弦杆、FRP上弦杆、FRP支撑腹杆两端部分的螺纹相匹配以保证连接稳定性；

所述多个FRP下弦杆、多个FRP上弦杆和多个FRP支撑腹杆均通过多个FRP螺纹套筒球节点上的节点外伸套筒，按照空间桁架布置进行连接形成FRP空间桁架；

还设有连接用FRP上弦杆用以FRP空间桁架与其他FRP空间桁架的FRP螺纹套筒球节点之间辅助连接；在所述FRP空间桁架倒置后形成的上部槽中浇筑海砂混凝土即形成FRP空间桁架海砂混凝土板结构。

作为优选方案，所述FRP空间桁架结构形式为四角锥桁架、三角锥桁架、六角锥桁架或平面桁架系组成的空间桁架结构中的任一种；所述FRP空间桁架层数为单层、多层或局部混合使用。