一种加固组件及其应用的制作方法

本发明涉及土木工程领域，更具体的说是涉及一种加固组件及其应用。

背景技术：

目前，在对土木工程中各类型结构或构件进行加固或改造时，可采用铆钉/锚栓和垫片将加固构件固定于基体表面，然后在加固构件表面喷射或手工镘抹聚合物水泥砂浆的方法。由于施工误差和技术限制，上述加固结构在使用中存在一些缺陷，比如：1)加固构件需要多个固定结构进行固定，即需对加固构件进行群锚，群锚内所有的铆钉/锚栓不能全部从一开始就与垫片锚孔边缘直接接触；2)垫片与加固构件之间有间隙。上述问题会导致各个铆钉/锚栓不能很好地协同工作，结果不仅会削弱群锚的实际承载力，还会使群锚作用下的锚固承载力得不到量化的设计，使群锚效应成为此类加固方法中的技术障碍。

因此，如何优化传统锚固结构，以填补加固构件与垫片之间，以及铆钉/锚栓与垫片锚孔之间的空隙是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供了一种加固组件及其应用，不仅其耐久性能、力学及经济性能优异，而且施工便捷、高效；同时解决了加固构件与垫片之间，以及铆钉/锚栓与垫片锚孔之间存在空隙的问题。因而一方面最大限度地保证了群锚中各个锚栓的协同作用，弱化群锚效应，更大程度地发挥群锚的抗剪承载力；另一方面也使得群锚作用下的锚固承载力量化设计的不确定性减小，对锚固体系承载力的量化设计与加固构件完善设计方法的实现有更长远的意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种加固组件，包括：锚栓、锚固件；其中所述锚固件为一体成型结构，其开设有通孔；所述锚栓穿过所述通孔将加固构件固定在基体上；所述锚栓包括：套筒、锚钉；所述套筒顶部设置有套筒帽，所述套筒的底部沿轴向方向开设有凹缝；所述锚固件包括：顶部压片、中部固定片、底部垫片；其中所述顶部压片的通孔边缘设置有圆形凹槽；所述顶部压片、所述底部垫片的规格尺寸均大于所述中部固定片；其中，所述中部固定片的相邻两侧紧密贴合在所述加固构件节点的相邻两侧上，且所述加固构件的节点置于所述顶部压片和所述底部垫片之间，同时所述中部固定片的另外的相邻两侧均与所述顶部压片、所述底部垫片的侧面对齐；所述套筒穿过所述通孔，并伸入所述基体内，通过敲击所述锚钉的顶部，使其在所述套筒内垂直运动，直至所述锚钉完全进入所述套筒内，且所述凹缝向外张开锚固在所述基体内，实现所述加固构件节点的锚固。

采用上述技术方案的有益效果是，一方面本发明中的锚固件与加固构件紧密接触，使中部固定片与加固构件之间不存在缝隙；套筒穿过通孔后，套筒帽会置于顶部压片的圆形凹槽内，实现了锚栓从开始固定时就与通孔边缘相接触；锚固完成后，套筒底部的凹缝会张开锚固在基体内，使锚栓的加固效果更好。总之，本发明设计的加固构件最大限度的保证了群锚中各个锚栓的协同作用，弱化群锚效应，有效解决了群锚效应导致的锚栓承载力发挥不充分和量化设计不确定性等问题，优化了锚固系统；另一方面本发明设计的锚固件为一体成型结构，与分离式锚固件相比具有更优异的工作性能。

优选的，所述凹缝设置有若干个，均匀分布在所述套筒的底部，且每个所述凹缝均与所述套筒轴向方向平行。

优选的，所述锚固件的外表面设置有凹凸纹路。

采用上述技术方案的有益效果是，将加固构件固定后还需在加固构件的表面喷射和镘抹聚合物砂浆，锚固件的外表面凹凸纹路的设置，能够更好地提高锚固件与聚合物砂浆的粘结性能。

优选的，所述锚固件的材质包括但不限于不饱和聚酯团状模塑料即bmc。

采用上述技术方案的有益效果是，不饱和聚酯团状模塑料具有强度高、耐腐蚀性能好等特点，本发明采用该材料制作锚固件比传统锚固件具有更优异的工作性能。

优选的，所述圆形凹槽的直径大于所述套筒帽外缘直径，且所述圆形凹槽的深度小于所述套筒帽厚度。

采用上述技术方案的有益效果是，套筒帽可以放置在圆形凹槽内，使套筒帽与通孔的边缘相接触，进而增强锚栓的加固效果，减小群锚效应；圆形凹槽深度略小于套筒帽的厚度，能够减小整个锚固系统的厚度。

优选的，所述通孔由上到下直径逐渐缩小，且与轴向的夹角为5°-10°。

优选的，所述套筒靠近所述套筒帽的一侧自上而下外缘直径逐渐缩小，且与轴向构成夹角，所述夹角与所述通孔和轴向形成的夹角相匹配。

采用上述技术方案的有益效果是，套筒与通孔夹角的设置可以消除套筒和锚固件之间的间隙，使群锚中所有的锚钉从一开始就能协同工作，从而弱化群锚效应。

优选的，所述套筒靠近所述套筒帽的一侧自上而下外缘直径逐渐缩小，其中所述自上而下的高度大于等于所述锚固件的整体厚度。

采用上述技术方案的有益效果是，套筒上部会与通孔的倾斜处相接触，套筒和通孔内倾斜角的设置，使套筒与通孔的连接更加紧密，可以消除套筒和锚固件之间的间隙，使群锚中所有的锚钉从一开始就能协同工作，从而弱化群锚效应，并且可以增强锚固效果，更大限度地发挥锚栓的锚固承载力。

优选的，所述套筒的任意横截面的外径均小于所述通孔的内径。

采用上述技术方案的有益效果是，套筒外径小于通孔内径可以保证套筒完全进入到通孔内，使套筒帽与通孔的边缘紧密接触，进而增强锚栓的加固效果，减小群锚效应。

进一步，所述套筒底部设置凹纹。

采用上述技术效果的有益效果是，凹纹的设置可以增强基体与锚栓固定的牢固程度，防止锚栓被拔出。

进一步，所述顶部压片、中部固定片、底部垫片均设置有倒角。

采用上述技术效果的有益效果是，可以减小锚固件的损坏，弱化应力集中效应。

进一步，所述锚栓为锌-不锈钢敲击式膨胀锚栓，其中所述锚钉材质为不锈钢，所述套筒的材质为金属锌。

采用上述技术方案的有益效果是：锌质套筒能够更好的起到耐腐蚀的作用，不锈钢材质的锚钉可以提高锚栓的抗剪强度和抗拉强度。

一种加固组件的应用，加固组件在加固构件中的应用。

优选的，具体包括如下步骤：

a：对基体表面凿毛，并去掉基体表面浮灰和松动的部分；然后在基体表面放置所述加固构件，在所述加固构件的节点处打孔，并去掉孔洞内的浮灰；

b：放置锚固件，其中中部固定片的相邻两侧紧密贴合在加固构件节点的相邻两侧上，顶部压片、底部垫片将加固构件夹持在中间；

c：放置锚栓，套筒穿过锚固件的通孔，并伸入基体的孔洞内，通过敲击锚钉的顶部，使其在套筒内垂直运动，直至锚钉完全进入套筒内且凹缝向外张开锚固在基体内，实现加固构件节点的锚固；

d：重复上述步骤a至c，对加固构件的其他节点进行锚固，最终完成对整个加固构件的锚固。

采用上述技术方案的有益效果是，锚固件与加固构件的节点紧密接触，套筒在使用中一部分置于锚固件内，另一部分置于基体内，在敲击锚钉时，可以防止锚固件的移动，减小对锚固件的影响，使锚固件对加固构件的固定更加牢靠，并且锚钉在套筒内移动时，套筒底部会受到挤压，凹缝会向外张开并固定在基体内部，增强锚栓与基体之间连接的牢固性；同时加强了锚栓的协同作用，弱化群锚效应，进而更大限度地发挥锚栓的锚固承载力，增强锚固的效果。

本发明的有益效果：

(1)本发明中锚固件与加固构件紧密连接没有空隙，套筒帽在开始固定时便与圆形凹槽相接触，且套筒一部分置于基体内，一部分置于锚固件内，在敲击锚钉时，不会对锚固件和加固构件的接触部位造成影响，且套筒底部的凹缝会张开固定在基体内部，增强锚固效果，提高了锚栓的协同作用；

(2)本发明中的加固组件可以弱化群锚效应，更大限度地发挥锚栓的锚固承载力，有效解决了群锚效应导致的锚栓承载力发挥不充分和量化设计不确定性等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的锚栓的结构示意图；

图2附图为本发明提供的顶部压片的俯视图；

图3附图为本发明提供的中间固定片的俯视图；

图4附图为本发明提供的底部垫片的仰视图；

图5附图为本发明提供的锚栓的结构示意图；

图6附图为本发明提供的套筒的结构示意图；

图7附图为本发明提供的锚钉的结构示意图。

其中，图中，

1-锚固件；

11-通孔；

12-顶部压片；

121-圆形凹槽；

13-中间固定片；14-底部垫片；

2-锚栓；

21-套筒；

211-套筒帽；212-凹缝；213-凹纹；

22-锚钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种加固组件，包括：锚栓2、锚固件1；其中锚固件1为一体成型结构，其开设有通孔11；锚栓2穿过通孔11将加固构件固定在基体上；锚栓2包括：套筒21、锚钉22；套筒21顶部设置有套筒帽211，套筒21的底部沿轴向方向开设有凹缝212；锚固件1包括：顶部压片12、中部固定片13、底部垫片14；其中顶部压片12的通孔11边缘设置有圆形凹槽121；顶部压片12、底部垫片14的规格尺寸均大于中部固定片13；其中，中部固定片13的相邻两侧紧密贴合在加固构件节点的相邻两侧上，同时与加固构件的节点紧密接触，且加固构件的节点置于顶部压片12和底部垫片14之间，使顶部压片12、底部垫片14将加固构件的节点覆盖，同时中部固定片13的另外的相邻两侧均与顶部压片12、底部垫片14的侧面对齐，此时锚固件1将加固构件的节点固定牢固；套筒21穿过通孔11，并伸入基体内，通过敲击锚钉22的顶部，使其在套筒21内垂直运动，直至锚钉22完全进入套筒21内，且凹缝212向外张开锚固在基体内，实现加固构件节点的锚固。

进一步地，套筒21一部分置于锚固件1内，另一部分置于基体内，在敲击锚钉22时，锚固件1不会由于振动而错位，并且锚钉22在向基体内部移动时，套筒21底部会膨胀，凹缝212会向外张开，伸入基体内部，进而增强锚栓2的固定效果；充分发挥所有锚栓2的协同作用，进而弱化群锚效应，更大限度的发挥锚栓2的锚固承载力。

进一步地，凹缝212设置有若干个，均匀分布在套筒21的底部，且每个凹缝212均与套筒21轴向方向平行。

进一步地，锚固件1的外表面设置有凹凸纹路，锚固件1的外轮廓线的交角处设有倒角。

进一步地，锚固件1的材质包括但不限于不饱和聚酯团状模塑料。

进一步地，圆形凹槽121的直径大于套筒帽211外缘直径，且圆形凹槽121的深度小于套筒帽211厚度，使套筒21可以完全进入到锚固件1内，且在锚固锚钉22之前使套筒帽211与圆形凹槽121接触，进而增强锚栓2的锚固效果，发挥所有的锚栓2的协同作用。

进一步地，通孔11由上到下直径逐渐缩小，且与轴向的夹角为5°-10°。

进一步地，套筒21靠近套筒帽211的一侧自上而下外缘直径逐渐缩小，且与轴向构成夹角，夹角与通孔11和轴向形成的夹角相匹配。套筒21顶部的外径与通孔11内径的大小、形状相配合使套筒21可以完全进入到通孔11内，且与通孔11内壁接触，进而保证锚栓2的锚固效果。

进一步地，套筒21靠近套筒帽211的一侧自上而下外缘直径逐渐缩小，其中自上而下的高度大于等于锚固件1的整体厚度。套筒21上部的形状与通孔11的形状相适应；套筒21底部置于基体内，套筒21底部的外径均相同。

进一步地，套筒21的任意横截面的外径均小于通孔11的内径。

进一步地，套筒21底部设置凹纹213。

一种加固组件的应用，加固组件在加固构件中的应用。

具体包括如下步骤：

a：对基体表面凿毛，并去掉基体表面浮灰和松动的部分；然后在基体表面放置加固构件，在加固构件的节点处打孔，并去掉孔洞内的浮灰；

b：放置锚固件1，其中中部固定片13的相邻两侧紧密贴合在加固构件节点的相邻两侧上，顶部压片12、底部垫片14将加固构件夹持在中间；

c：放置锚栓2，套筒21穿过锚固件1的通孔11，并伸入基体的孔洞内，通过敲击锚钉22的顶部，使其在套筒21内垂直运动，直至锚钉22完全进入套筒21内且凹缝212向外张开锚固在基体内，实现加固构件节点的锚固；

d：重复上述步骤a至c，对加固构件的其他节点进行锚固，最终完成对整个加固构件的锚固。

采用上述技术方案的有益效果是，本发明中将加固构件固定在基体上之后，只需在加固构件的表面喷射和镘抹聚合物砂浆，使加固构件固定牢固。将基体、孔洞中的浮灰去掉，可以使喷射和镘抹的聚合物砂浆与基体的粘结性更好；整个锚固方法方便快捷，具有力学和经济性能优异等特点。

进一步地，一种加固组件的应用，加固组件在frp网格中的应用。

具体包括如下步骤：

a：对混凝土表面凿毛，并去掉混凝土表面浮灰和松动的石子；然后在混凝土表面放置frp网格，根据设计要求在frp网格的节点处打孔，并吹掉孔洞内的浮灰；

b：放置锚固件1，其中中部固定片13的相邻两侧紧密贴合在frp网格节点的相邻两侧上，且顶部压片12、底部垫片14将frp网格夹持在中间；

c：放置锚栓2，套筒21穿过锚固件1的通孔11，并伸入混凝土的孔洞内，通过敲击锚钉22的顶部，使其在套筒21内垂直运动，直至锚钉22完全进入套筒21内且凹缝212向外张开锚固在混凝土内，实现frp网格节点的锚固；

d：重复上述步骤a至c，对frp网格的其他节点进行锚固，最终完成对整个frp网格的锚固。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。