FRP预应力筋的复合式锚具的制作方法

文档序号:15665447发布日期:2018-10-13 02:16阅读:505来源:国知局

本实用新型属于锚固技术领域,特别是涉及一种FRP预应力筋的复合式锚具。



背景技术:

上木工程学科的发展,很大程度上依赖于性能优异的新材料的应用与发展。如对于传统的钢筋,应寻找一种强度高、重量轻和耐久性好的新材料来替代对于既有结构的加固、维修与改造,应以具有比强度高、施工快捷、施工后结构承载力明显提高等优异性能的材料所代替。因此,利用性能优异的复合材料对传统材料进行更新改造成为世纪木工程领域可持续发展的重大研究课题。

粘结式锚具包括树脂套筒锚具和树脂封装锚具。套筒锚具是在内表面带螺纹或经加工变形的金属或非金属套筒内灌注树脂砂或水泥而制成得。该种形式锚具缺点是锚具长度大、抗冲击能力差、蠕变及防潮热耐久性问题。试验研究及有限元分析表明,锚固用树脂填料的刚度从锚固前端到后端逐渐变大,可获得满意的锚固效果。基于此,日本开发了变刚度树脂封装锚具,静力及疲劳锚固性能很好欧洲公司将类似锚具用于析架桥梁夹片粘结式是夹片与脂式锚具结合而开发的锚具,该类锚具可用于多根FRP筋的锚固。

FRP,纤维增强复合塑料,是英文(Fiber Reinforced Plastics )的缩写,现有CFRP、GFRP、AFRP、BFRP等。中文中玻璃钢指的就是GFRP。 FRP复合材料是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合后形成的高性能型材料。其中GFRP根据所使用的树脂品种不同,有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢等种类。一般FRP具有质轻而硬,不导电,机械强度高,回收利用少,耐腐蚀等特性。

FRP以其优异的力学性能及适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、轻质发展的需求, 正被越来越广泛地应用于桥梁工程、各类民用建筑、海洋工程、地下工程中, 受到结构工程界广泛关注。

FRP的抗拉强度高, FRP的抗拉强度均明显高于钢筋, 与高强钢丝抗拉强度差不多, 一般是钢筋的2倍甚至达10倍;热膨胀系数与混凝土相近, 这样当环境温度发生变化时, FRP与混凝土协调工作,两者间不会产生大的温度应力;与钢材相比, 大部分FRP产品弹性模量小;因为FRP是纤维通过基体聚合而成,纤维间强度由基体决定(强度一般弱于纤维),所以垂直于纤维方向强度较弱;FRP材料抗腐蚀、抗疲劳性能好, 可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用, 因而可提高结构的使用寿命, 这是结构材料难以比拟的。

FRP筋抗拉强度高,很适合用于预应力混凝土,但横向抗剪能力不如钢材好。而同时作用拉力和横向压力的复合应力状态却存在于锚固预应力筋的锚具系统内。当主应力超过筋的临界值发生破断时,将使筋的抗拉强度得不到充分发挥。粘结式锚具和夹片式锚具均有其自身的局限性。粘结式锚具由于需要较大的锚固长度,而夹片式锚具长期处在较大疲劳应力幅状态下由于夹片小端的刚度较大使得对损伤敏感的FRP筋易发生疲劳破坏,因此,需要设计新型的锚具。



技术实现要素:

为了解决上述存在的技术问题,本实用新型提供一种FRP预应力筋的复合式锚具,主要为了开发一种传力明确、构造简单、安全可靠、节约材料和施工方便的FRP预应力筋的复合式锚具,能够有效的解决FRP预应力筋在锚固过程中受剪易断裂等问题。

本实用新型采用的技术方案如下:

FRP预应力筋的复合式锚具,包括相互连接的FRP预应力筋(1)与锚固装置(2),所述锚固装置(2)包括固定端(3)和张拉端(4),所述固定端(3)包括锚环(5)、夹片(6)、软金属套管(7),FRP预应力筋(1)通过粘结剂(8)与软金属套管(7)连接,所述张拉端(4)包括锚环(5)、夹片(6)、软金属套管(7)、张拉螺栓(9)、可调螺母(10);所述锚环(5)为正方体,其内部为贯通的圆台形孔洞,一端口小,另一端口大,所述夹片(6)为三片式,其大小与锚环(5)的圆台形孔洞相互匹配并且能够卡在锚环(5)内,夹在软金属套管(7)外;所述四根张拉螺栓(9)分别焊接在锚环(5)孔洞小的一端,固定板(11)上留有四个孔洞使得张拉螺栓(9)穿过,可调螺母(10)位于张拉螺栓(9)进入固定板(11)的一侧,可调螺母(10)在张拉螺栓(9)调节位置从而调节锚环(5)的位置进而锚固FRP预应力筋(1)。

进一步地,所述粘结剂(8)优先采用高性能环氧树脂。

进一步地,所述锚环(5)、夹片(6)、张拉螺栓(9)、可调螺母(10)优先采用耐腐蚀铝合金金属构成。

进一步地,所述软金属套管(7)优先采用铝制金属套管,其长度比锚环(5)、夹片(6)的长度长。

进一步地,所述可调螺母(10)与固定板(11)的接触面处设置垫环(12)。

FRP预应力筋的复合式锚具的安装方法,包括如下步骤:

A.利用粘结剂(8)连接FRP预应力筋(1)和软金属套管(7);

B.确定锚环(5)的位置,安装夹片(6)进行锚固;

C.通过可调螺母(10)调节张拉螺栓(9)完成锚固。

本实用新型的有益效果:

本实用新型的有益效果和优点是适用于各种截面形式的FRP预应力筋,结合了机械式锚具和粘结式锚具,且承载力高、构造简单、施工方便、施工速度快、经济效果好,避免了FRP预应力筋在锚固过程中受剪易断裂的问题,降低造价。

附图说明

图1为本实用新型FRP预应力筋的复合式锚具的整体结构示意图;

图2为图1中复合式锚具张拉端剖面结构示意图;

图3为图1中复合式锚具固定端剖面结构示意图;

图4为图1中复合式锚具张拉端左侧视图;

图5为图1中复合式锚具张拉端右侧视图。

图中,1为FRP预应力筋;2为锚固装置;3为固定端;4为张拉端;5为锚环;6为夹片;7为软金属套管;8为粘结剂;9为张拉螺栓;10为可调螺母;11为固定板;12为垫环。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型,下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述,但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例:如图1-图5所示,本实用新型FRP预应力筋的复合式锚具,包括相互连接的FRP预应力筋1与锚固装置2,所述锚固装置2包括固定端3和张拉端4,所述固定端3包括锚环5、夹片6、软金属套管7,FRP预应力筋1通过粘结剂8与软金属套管7连接,所述张拉端4包括锚环5、夹片6、软金属套管7、张拉螺栓9、可调螺母10;所述锚环5为正方体,其内部为贯通的圆台形孔洞,一端口小,另一端口大,所述夹片6为三片式,其大小与锚环5的圆台形孔洞相互匹配并且能够卡在锚环3内,夹在软金属套管7外;所述四根张拉螺栓9分别焊接在锚环5孔洞小的一端,固定板11上留有四个孔洞使得张拉螺栓9穿过,可调螺母10位于张拉螺栓9进入固定板11的一侧,可调螺母10在张拉螺栓9调节位置从而调节锚环5的位置进而锚固FRP预应力筋1。

如图1、图2、图3所示,所述粘结剂8优先采用高性能环氧树脂。

如图2、图3所示,所述锚环5、夹片6、张拉螺栓9、可调螺母10优先采用耐腐蚀铝合金金属构成。

如图1、图2、图3所示,所述软金属套管7优先采用铝制金属套管,其长度比锚环5、夹片6的长度长。

如图1、图2所示,所述可调螺母10与固定板11的接触面处设置垫环12。

FRP预应力筋的复合式锚具的安装方法,包括如下步骤:A.利用粘结剂8连接FRP预应力筋1和软金属套管7;B.确定锚环5的位置,安装夹片6进行锚固;C.通过可调螺母10调节张拉螺栓9完成锚固。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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