一种FRP筋高韧性海砂海水混凝土受力构件技术领域
本发明属于海洋、港口及近岸的工程结构领域，特别涉及一种FRP筋高韧性海砂海
水混凝土受力构件。
背景技术
近年来，海洋经济迅猛发展，需要兴建大量的海洋、港口和近岸的工程结构。大量
的土建工程，混凝土材料需求量大，如果采用传统的混凝土，需从内陆长距离运送淡砂、淡
水，不但延长了工期，建设成本也大幅增加。对于海洋及近岸的建筑物，可以就地取材，用海
砂替换河砂并用海水浇筑混凝土，不仅可以促进经济发展，而且缓解了河砂资源短缺的压
力，保护生态环境。另一方面，海水、海砂中含有的氯离子会加速钢筋的腐蚀，引起承载力下
降并导致房屋倒塌，长期以来国内外的学者一直致力于消除氯离子的影响，海砂淡化、钢筋
防锈保护等，但均不能达到很好的效果，海水、海砂的工程应用受到了很大程度的限制。
FRP筋(Fiber Reinforced Plastics纤维复合材料)具有轻质、高强、耐腐蚀、抗电
磁等优点，将FRP筋替换钢筋，可以有效地解决钢筋锈蚀的难题。但是，试验研究表明，大多
数的FRP筋弹性模量小，且应力应变关系为线弹性，导致构件受力过程中挠度过大、裂缝开
展过宽、结构延性降低，严重影响了FRP筋的工程应用。
纤维混凝土是通过在混凝土中添加适量聚丙烯纤维或钢纤维等短纤维配置而成，
具有更好的韧性和抑制裂缝的能力，可有效解决FRP筋混凝土结构延性性能差、裂缝宽度大
的缺陷。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种FRP筋高韧性海砂海水混凝土受力构件，其可有效防
止钢筋锈蚀，提高结构的耐久性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种FRP筋高韧性海砂海水混凝土受力构件，包含高韧性海砂海水混凝土和筋材
骨架，其中，筋材骨架以FRP筋相互绑扎形成有效连接，所述筋材骨架位于模板内，并向模板
内浇筑高韧性海砂海水混凝土，从而将筋材骨架包裹起来。
上述受力构件为板构件，筋材骨架由受力筋和分布筋相互绑扎而形成，其中，受力
筋等间距相互平行排列，分布筋等间距相互平行排列，且受力筋与分布筋相互垂直设置。
上述受力构件为T形截面梁构件，筋材骨架包含受力筋、分布筋、架立筋和箍筋，其
中，在梁构件的肋部，两根受力筋平行设于底部，两根架立筋平行设于顶部，中间沿高度方
向，在两侧按一定间距平行布置若干分布筋，并与受力筋和架立筋平行；所有受力筋、分布
筋和架立筋的外侧设置箍筋，绑扎形成有效连接；梁构件翼缘的四周布置4根相互平行的架
立筋，外侧设置箍筋，绑扎形成有效连接。
上述受力构件为矩形截面梁构件，筋材骨架包含受力筋、架立筋、分布筋和箍筋，
其中，两根受力筋平行设于底部，两根架立筋平行设于顶部，沿梁高度方向，在两侧按一定
间距设置若干分布筋，箍筋环设于架立筋、分布筋、受力筋的外部，整体呈矩形。
上述受力构件为矩形截面柱构件，筋材骨架包含受压纵筋和箍筋，所述受压纵筋
平行设于矩形截面的四周，箍筋环设于受压纵筋的外部。
上述受力构件为I形截面柱构件，筋材骨架包含受压纵筋和箍筋，在柱构件的翼缘
部位，四周平行设置两列多排的受压纵筋，翼缘受压纵筋的外侧均套设有箍筋；且将两端翼
缘受压纵筋中位于中部的受压纵筋用箍筋环套起来，箍筋贯穿整个I形截面的腹部，使两端
的翼缘和腹部形成有效的整体。
上述FRP筋采用GFRP筋、BFRP筋、AFRP筋或CFRP筋。
上述高韧性海砂海水混凝土是在未经淡化处理的海砂、海水浇筑的混凝土中掺入
纤维制成。
上述纤维种类采用钢纤维、聚丙烯纤维或玻璃纤维。
采用上述方案后，本发明具有以下有益效果：
(1)海砂、海水替代河砂、淡水可保护生态环境，并具有巨大的社会经济效益；
(2)FRP筋轻质、高强、耐腐蚀，替代传统钢筋，显著提高了构件的耐久性；
(3)混凝土中掺入纤维形成高韧性混凝土，变形和耗能能力大幅增加，延性和抗震
性能得到有效改善，裂缝开展得到有效抑制。
附图说明
图1是本发明组装为混凝土板的结构示意图；
图2是本发明组装为T形截面混凝土梁的结构示意图；
图3是本发明组装为矩形截面混凝土梁的结构示意图；
图4是本发明组装为矩形截面混凝土柱的结构示意图；
图5是本发明组装为I形截面混凝土柱的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供一种FRP筋高韧性海砂海水混凝土受力构件，包含高韧性海砂海水混
凝土和筋材骨架，其中，筋材骨架位于模板中，并向模板中浇筑高韧性海砂海水混凝土，从
而将筋材骨架包裹起来。
如图1所示是板构件的结构示意图，由受力筋1和分布筋2相互绑扎形成，其中，受
力筋1等间距地相互平行排列，分布筋2等间距地相互平行排列，分布筋2放于受力筋1的上
部，且受力筋1与分布筋2相互垂直设置。
图2所示是T形截面梁构件的结构示意图，筋材骨架包含受力筋4、分布筋7、架立筋
5和箍筋6，其中，两根受力筋4平行设于梁构件肋部的底部，两根架立筋5平行设于梁肋的顶
部，沿梁高度方向，在梁的肋部两侧按一定间距平行布置若干分布筋7；所有肋部的受力筋
4、分布筋7和架立筋5依附于箍筋6内侧，绑扎形成有效连接。T形梁翼缘的四周布置4根相互
平行的架立筋5，外侧设置箍筋6，绑扎连接，形成有效的筋材骨架。
图3所示是矩形截面梁构件的结构示意图，其中，两根受力筋4平行设于底部，两根
架立筋5平行设于顶部，沿梁高度方向，在两侧按一定间距设置若干分布筋7，箍筋6环设于
架立筋5、分布筋7、受力筋4的外部，形成完整的筋材骨架。需要说明的是，当梁高大于450mm
时才需要设置分布筋，并将分布筋沿梁高均匀设置，当梁高小于450mm时，则无需设置分布
筋。
图4所示是矩形截面柱构件的结构示意图，受压纵筋8平行设于矩形截面的四周，
再将箍筋环设于受压纵筋的外部，其横截面形成矩形。
图5所示是I形截面柱构件的结构示意图，其中，在两端的翼缘部位，其四周平行设
置了两列多排的受压纵筋8，翼缘受压纵筋的外侧均套设有箍筋6；且将两端翼缘受压纵筋
中位于中部的受压纵筋用箍筋环套起来，箍筋贯穿整个I形截面柱的腹部，使两端的翼缘和
腹部形成有效的整体。
以上介绍了受力构件的几种形式，受力形态包括压、弯、剪、扭以及各种组合的复
合受力状态。以上绑扎形成筋材骨架的各种组件，如受力筋1、分布筋2、受力筋4、分布筋7、
架立筋5、箍筋6、受压纵筋8，均采用FRP筋，所述的FRP筋包括GFRP筋、BFRP筋、AFRP筋以及
CFRP筋等。
所述的高韧性海砂海水混凝土3是用未经淡化处理的海砂、海水浇筑的混凝土，并
以内掺纤维作为混凝土增韧材料，纤维种类包括且不限于钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维
等。
制作时，首先根据受力构件尺寸制作模板，然后绑扎FRP筋骨架，再浇筑高韧性海
砂海水混凝土，并进行有效的养护。
综合上述，本发明一种FRP筋高韧性海砂海水混凝土受力构件，目的在于充分利用
丰富的海砂、海水资源，发挥FRP筋和高韧性海砂海水混凝土的性能优势，形成一种新型的
FRP筋高韧性海砂海水混凝土受力构件结构体系。海砂、海水资源丰富，取材方便，价格低
廉，可有效促进远洋开发以及沿海地区的基础设施建设，并且节约资源，保护生态环境；用
FRP筋替换钢筋作为加强筋，可有效防止钢筋锈蚀，提高结构的耐久性；纤维对混凝土具有
较好的阻裂、增韧效果，使结构具有较大的抗拉强度和变形能力，可有效抑制裂缝开展，提
高混凝土的延性，增强抗震性能。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是
按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围
之内。