一种基于FRP的钢筋混凝土梁及锚固结构

一种基于frp的钢筋混凝土梁及锚固结构
技术领域
1.本实用新型涉及土木工程技术领域，尤其涉及的是一种基于frp的钢筋混凝土梁及锚固结构。


背景技术：

2.frp(fiber reinforced polymer)，纤维增强复合材料，因具有轻质、高强、耐腐蚀等诸多优点，同时也由于土木工程修复和加固的需求不断增长,frp被广泛应用于土木工程加固和改造领域。
3.钢筋混凝土梁，外贴frp加固法相比传统的外贴钢板加固法具有以下优点：轻质高强、耐腐蚀、安装快速简易、维护费用少、抗疲劳性能好等。
4.然而，frp加固钢筋混凝土梁的耐火性能极差，用于粘贴frp的胶粘剂,大多属于环氧类有机物,其玻璃态转化温度tg一般都比较低(65～150℃)。在高温下,当温度超过玻璃态转化温度tg后,frp与混凝土之间的粘结强度会迅速降低,从而影响两者之间的共同工作性能。
5.因此，寻求有效、便捷的锚固结构限制火灾情况下frp与混凝土表面剥离破坏的发生，提高frp强度利用率和frp加固钢筋混凝土梁结构性能，对进一步推动frp加固技术的应用具有重要意义。


技术实现要素：

6.发明人发现，现有技术中，当温度超过胶粘剂的玻璃态转化温度tg后,frp与混凝土之间的粘结强度会迅速降低,导致影响两者之间的共同工作性能的问题。
7.本实用新型旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。本实用新型提出了一种用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构，包括：
8.连接件；
9.设于所述连接件上的第一夹板；
10.设于所述连接件远离所述第一夹板一端的第二夹板，所述第二夹板与所述第一夹板配合设置形成夹持空间；
11.设于所述第一夹板与所述第二夹板之间的形状记忆合金板，所述形状记忆合金板的两端均通过所述连接件分别压紧固定在所述夹持空间内。
12.在一种实施方式中，所述连接件至少设置为两个。
13.在一种实施方式中，所述形状记忆合金板与所述第一夹板以及所述第二夹板均呈平行设置。
14.在一种实施方式中，所述形状记忆合金板为niti形状记忆合金板，即所述形状记忆合金板采用niti形状记忆合金制作而成。
15.在一种实施方式中，所述第一夹板以及所述第二夹板均为钢板，即所述第一夹板以及所述第二夹板均采用钢板制作而成。
16.本实用新型还提供了一种基于frp的钢筋混凝土梁，所述基于frp的钢筋混凝土梁包括：
17.钢筋混凝土梁本体，
18.frp,所述frp设于所述钢筋混凝土梁本体上，
19.以及如上所述的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构，所述用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构设于所述frp与所述钢筋混凝土梁本体之间。
20.在一种实施方式中，所述frp与所述钢筋混凝土梁本体之间设置有粘接剂层，所述frp与所述钢筋混凝土梁本体通过所述粘接剂层粘接固定。
21.在一种实施方式中，所述连接件穿过所述所述frp且与所述钢筋混凝土梁本体固定连接，所述第二夹板通过所述连接件与所述frp贴合相接。
22.在一种实施方式中，所述连接件分别位于所述形状记忆合金板的两端，当所述形状记忆合金板形变时，所述形状记忆合金板呈弧形，所述形状记忆合金板的两端与所述第一夹板抵接，所述形状记忆合金板的中间弧部与所述第二夹板抵接，所述形状记忆合金板致使所述第二夹板沿着所述连接件朝向所述frp移动。
23.在一种实施方式中，所述用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构设置为多个，且多个所述用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构均匀分布
24.本实用新型的有益效果：本实用新型通过在第一夹板与第二夹板之间设置有形状记忆合金板，形状记忆合金可提供持续且稳定的回复应力，且不需要施加外力，通过温度激发即可产生应力，即通过应力致使frp与钢筋混凝土梁连接，简单有效，因此，本实用新型能够克服高温下frp与钢筋混凝土梁连接失效的缺陷，能够增加frp与钢筋混凝土梁之间的压力，保持frp材料和钢筋混凝土梁的贴合，使加固措施仍能在高温下发挥其功能，从而保证加固效果，提高了钢筋混凝土梁的耐火极限。
附图说明
25.图1是本实用新型提供的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构的结构示意图。
26.图2是本实用新型提供的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构的工作原理图。
27.图3是本实用新型提供的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构的俯视图。
28.图4是本实用新型提供的形状记忆合金板的某一具体实施例的结构示意图。
29.图5是本实用新型提供的形状记忆合金板的另一具体实施例的结构示意图。
30.图6是本实用新型提供的基于frp的钢筋混凝土梁的结构示意图。
31.图7是本实用新型提供的基于frp的钢筋混凝土梁的横向某一截面示意图。
32.图8是本实用新型提供的基于frp的钢筋混凝土梁的纵向某一截面示意图。
33.附图标记：
34.35.具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
37.基于现有技术中存在的问题，本实施例提供一种用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构，具体如图1和图2中所示，本实施例中的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4包括：连接件41、设于所述连接件41上的第一夹板42、设于所述连接件41远离所述第一夹板42一端的第二夹板44以及设于所述第一夹板42与所述第二夹板44之间的形状记忆合金板43，所述第二夹板44与所述第一夹板42配合设置形成夹持空间，所述形状记忆合金板43的两端均通过所述连接件41分别压紧固定在所述夹持空间内。
38.本实施例提供的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构的工作原理：形状记忆合金作为新型智能驱动材料，因特有的可逆马氏体相变，在特定温度作用下表现出形状记忆效应，当发生火灾时或者高温时，第一夹板与第二夹板之间的形状记忆合金板的发生弯曲形变，此时弯曲形变能够为外贴frp提供压力，保证frp与钢筋混凝土表面的摩擦力，使在火灾
或者高温情况下，frp仍能发挥加固钢筋混凝土的作用。
39.本实施例提供的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构的有益效果：
40.本实施例通过在第一夹板与第二夹板之间设置有形状记忆合金板，形状记忆合金板可提供持续且稳定的回复应力，且不需要施加外力，通过温度激发即可产生应力，即通过应力致使frp与钢筋混凝土梁连接，简单有效，因此，本实施例能够克服高温下frp与钢筋混凝土梁连接失效的缺陷，能够增加frp与钢筋混凝土梁之间的压力，保持frp材料和钢筋混凝土梁的贴合，使加固措施仍能在高温下发挥其功能，从而保证加固效果，提高了钢筋混凝土梁的耐火极限。
41.在本实施例中，连接件41具体设置为固定螺栓，所述固定螺栓41包括螺杆411以及螺母412，或者所述固定螺栓包括螺杆411以及螺帽412，以下实施例以螺杆411与螺母412为例进行说明。
42.在本实施例中，frp(fiber reinforced polymer)，纤维增强复合材料，frp具体为frp布或者frp板，即frp具体为纤维增强复合材料布或者纤维增强复合材料板。
43.较佳的，结合图1-3，所述用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4包括：连接件41、第一夹板42、第二夹板44以及形状记忆合金板43，其中连接件具体设置为两个固定螺栓41，第一夹板42以及第二夹板44的两端均分别套设在两个固定螺栓41的螺杆411上，其中第一夹板42与固定螺栓41的螺母412相抵接，第二夹板44与第一夹板42配合设置形成夹持空间，形状记忆合金板43的两端均通过固定螺栓41分别压紧固定在所述夹持空间内，并且通过拧紧螺母412能够使得第一夹板42、形状记忆合金板43以及第二夹板44呈平行设置，即第一夹板42、形状记忆合金板43以及第二夹板44依次平行相贴，在常温下，形状记忆合金板43不发生弯曲形变，当发生火灾时，高温促使形状记忆合金板43发生弯曲形变，形状记忆合金板43能够致使第二夹板44沿着固定螺栓41背离第一夹板42一侧方向移动(第一夹板42与固定螺栓41的螺母412相抵，当固定螺栓41保持固定连接时，第一夹板42相对不移动)，即形状记忆合金板43能够致使第二夹板44沿着固定螺栓41朝向frp移动，向frp3施加压力。本实施例中的形状记忆合金板可提供持续且稳定的回复应力，且不需要施加外力，通过温度激发即可产生应力，即通过应力致使frp与钢筋混凝土梁连接，简单有效。应当理解的是，固定螺栓41的数量并不限于上述的设置为两个，还可以是其他情形，此处不作限制。
44.可选的，如图4及图5所示，所述形状记忆合金板上开设有滑动槽431或者条形槽432，当高温时，所述形状记忆合金板43发生弯曲形变，所述形状记忆合金板通过所述滑动槽431或者所述条形槽432沿着所述连接件进行移动。
45.较佳的，所述形状记忆合金板43为niti形状记忆合金板，即所述形状记忆合金板43采用niti形状记忆合金制作而成。本实施例中的形状记忆合金板采用niti形状记忆合金制作而成，niti形状记忆合金可提供持续且稳定的回复应力，且不需要施加外力，通过温度激发即可产生应力，应力作用于frp与钢筋混凝土梁的加固连接，简单有效。应当理解的是，所述形状记忆合金板并不限于采用niti形状记忆合金制作而成，还可以是其他情形，此处不作限制。
46.可选的，结合图1，所述第一夹板42以及所述第二夹板44均为钢板，即所述第一夹板42以及所述第二夹板44均采用钢板制作而成。本实施例中的第一夹板42以及第二夹板44均采用钢板制作而成，钢板结构简单，易于加工成型，具有较高的强度、抗高温、耐腐蚀、磨
损的优良性能。应当理解的是，第一夹板与第二夹板并不限于上述的采用钢板制作而成，还可以是其他情形，此处不作限制。
47.本实用新型还提供一种基于frp的钢筋混凝土梁，结合图6及图7，所述基于frp的钢筋混凝土梁包括：钢筋混凝土梁本体1、frp3以及以及如上述实施例所述的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4，所述frp3设于所述钢筋混凝土梁本体1上，所述frp3与所述钢筋混凝土梁本体1之间设置有粘接剂层2，所述frp3与所述钢筋混凝土梁本体1通过所述粘接剂层2粘接固定，所述用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4设于所述frp3与所述钢筋混凝土梁本体1之间。
48.本实施例提供基于frp的钢筋混凝土梁有益效果至少在于：
49.本实施例中的用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构通过在第一夹板与第二夹板之间设置有形状记忆合金板，形状记忆合金可提供持续且稳定的回复应力，且不需要施加外力，通过温度激发即可产生应力，即通过应力致使frp与钢筋混凝土梁连接，简单有效，因此，本实施例能够克服高温下frp与钢筋混凝土梁连接失效的缺陷，能够增加frp与钢筋混凝土梁之间的压力，保持frp材料和钢筋混凝土梁的贴合，使加固措施仍能在高温下发挥其功能，从而保证加固效果，提高了钢筋混凝土梁的耐火极限。
50.在本实施例中，如图8所示，钢筋混凝土梁本体1包括受拉钢筋13、架立钢筋12以及箍筋11，受拉钢筋13与架立钢筋12通过箍筋11围合连接形成钢结构，钢结构与混凝土形成钢筋混凝土梁本体，其结构强度高，性能稳定，成本低。
51.具体的，结合图1、图2及图7，所述基于frp的钢筋混凝土梁包括：钢筋混凝土梁本体1、frp3以及所述用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4，所述frp3与所述钢筋混凝土梁本体1之间设置有粘接剂层2，所述frp3与所述钢筋混凝土梁本体1通过所述粘接剂层2粘接固定，所述用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4包括连接件41、第一夹板42、第二夹板44以及形状记忆合金板43，所述连接件41依次穿过所述第一夹板42、所述形状记忆合金板43、所述第二夹板44以及所述frp3且与所述钢筋混凝土梁本体1固定连接，通过拧紧固定螺栓41的螺母412，所述第一夹板42、所述形状记忆合金板43、所述第二夹板44以及所述frp3均分别相贴合连接，即第一夹板42、所述形状记忆合金板43、所述第二夹板44通过连接件41固定在钢筋混凝土梁本体1上，且所述第二夹板44通过所述连接件41与所述frp3贴合相接，其中所述连接件41设置为并排的两个，两个所述连接件41分别位于所述形状记忆合金板43的两端，当所述形状记忆合金板43形变时，所述形状记忆合金板43呈弧形，所述形状记忆合金板43的两端与所述第一夹板42抵接，所述形状记忆合金板43的中间弧部与所述第二夹板44抵接，所述形状记忆合金板43致使所述第二夹板44朝向所述frp3移动。
52.在本实施例中，在常温下，形状记忆合金板不发生弯曲变形，frp通过粘接剂层与钢筋混凝土梁本体粘结连接，当发生火灾时，由于高温情况下，粘接剂层提供的frp与钢筋混凝土梁本体之间的粘结强度会迅速降低，此时，高温促使形状记忆合金板发生弯曲的变形，为外贴frp提供压力，保证frp与钢筋混凝土梁本体表面的摩擦力，使在火灾高温度下，frp仍能发挥加固钢筋混凝土梁本体的作用。
53.可选的，粘接剂层2具体为环氧粘接剂层，即frp3通过环氧粘接剂与钢筋混凝土梁本体1粘结连接，结构简单，方便施工。
54.较佳的，所述用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4设置为多个，且多个所述锚固
结构均匀分布，即frp3通过多个用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4与钢筋混凝土梁本体连接，如图所示，多个用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构4在钢筋混凝土梁本体1上等距分布。
55.本实施例装配流程包括：
56.1、在钢筋混凝土梁本体上标记好frp以及用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构的安装位置；
57.2、通过环氧粘接剂将frp粘接在钢筋混凝土梁本体上，使得frp与钢筋混凝土梁本体贴合相接；
58.3、安装用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构，使得第一夹板、形状记忆合金板、第二夹板以及frp依次贴合相接。
59.综上所述，本实用新型提供一种基于frp的钢筋混凝土梁及锚固结构，其中，一种用于frp与钢筋混凝土梁的锚固结构包括：连接件、设于所述连接件上的第一夹板、设于所述连接件远离所述第一夹板一端的第二夹板以及设于所述第一夹板与所述第二夹板之间的形状记忆合金板，所述第二夹板与所述第一夹板配合设置形成夹持空间，所述形状记忆合金板的两端均通过所述连接件分别压紧固定在所述夹持空间内。本实用新型通过在第一夹板与第二夹板之间设置有形状记忆合金板，形状记忆合金可提供持续且稳定的回复应力，且不需要施加外力，通过温度激发即可产生应力，即通过应力致使frp与钢筋混凝土梁连接，简单有效，因此，本实用新型能够克服高温下frp与钢筋混凝土梁连接失效的缺陷，能够增加frp与钢筋混凝土梁之间的压力，保持frp材料和钢筋混凝土梁的贴合，使加固措施仍能在高温下发挥其功能，从而保证加固效果，提高了钢筋混凝土梁的耐火极限。
60.应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。