[實用新型]一種預應力FRP筋加固的混凝土結構件

有效

• 申請號: 201020261312.5
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN201753531U
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發明（設計）人: 吳智深;吳剛;巖下健太郎;蔣劍彪;張敏
• 申請（專利權）人: 吳智深;北京特希達技術研發有限公司
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04G21/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本實用新型涉及一種混凝土結構件，尤其涉及一種預應力FRP筋加固的混凝土結構件。

背景技術

纖維增強復合材料(FRP)筋具有輕質、高強、耐腐蝕等特性，在土建工程中作為代替鋼絞線、鋼筋的材料，已經有了很大的應用，嵌入式FRP筋加固混凝土結構就是其主要應用技術之一，即將FRP筋放入結構表面預先開好的槽中，并向槽中注入粘結材料使之形成整體，以此來改善結構性能的加固技術，為充分發揮FRP筋的高強作用隨后引入了預應力技術。FRP筋的這種技術應用能有效提高結構的剛度及抗彎、抗剪承載力。但其破壞模式不理想，往往發生界面過早剝離破壞、劈裂破壞。如FRP筋-粘結材料界面、混凝土-粘結材料界面，以及粘結材料劈裂、槽面附近混凝土劈裂破壞，這種過早破壞勢必制約著FRP筋高強性能的發揮。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種預應力FRP筋加固的混凝土結構件，該混凝土結構件不僅可保證FRP筋材不會較早發生界面剝離破壞，而且可保證FRP筋材應力能夠均勻有效的傳遞。

本實用新型包括預應力FRP筋和混凝土結構件本體，所述預應力FRP筋布置在混凝土結構件本體上，在預應力FRP筋周圍設置將預應力FRP筋包裹的環氧樹脂覆蓋層，在所述環氧樹脂覆蓋層外設置聚合物混凝土增厚層。

作為本實用新型的一種情況，在所述混凝土結構件的底面上開設一凹槽，上述預應力FRP筋布置在上述凹槽中；所述環氧樹脂覆蓋層填充在上述一部分凹槽中，將預應力FRP筋包裹；所述聚合物混凝土增厚層將其余的凹槽填充。為了保證足夠的粘結層厚度，聚合物混凝土增厚層可做成凸丘狀。優選地，上述凹槽的深度和寬度相等，是預應力FRP筋直徑的1.5倍。

作為本實用新型的另一種情況，所述預應力FRP筋、環氧樹脂覆蓋層和聚合物混凝土增厚層布置在混凝土結構件底面上，聚合物混凝土增厚層將預應力FRP筋和環氧樹脂覆蓋層粘結在混凝土結構件本體的底面上。優選地，所述聚合物混凝土增厚層呈凸丘狀。

在環氧樹脂覆蓋層和聚合物混凝土增厚層的作用下，本實用新型中的混凝土結構件可保證FRP筋材與混凝土結構件本體之間具有足夠的粘結強度，不會較早發生界面剝離破壞。由于聚合物混凝土剛度比較大，限制了環氧樹脂的變形，保證了FRP筋材應力均勻有效的傳遞。同時，聚合物混凝土與原混凝土本體有很好的粘結強度，而且，一定厚度的聚合物混凝土增厚層，也保證了界面優良的粘結性能，延遲界面粘結破壞的時間。凸丘狀的聚合物混凝土增厚層使FRP筋材有足夠的粘結厚度，避免了嵌入深度不夠導致的粘結不充分。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例2的結構示意圖；

圖3是三種試驗效果曲線對比圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，本實施例中的預應力FRP筋加固的混凝土結構件，包括混凝土結構件本體1和預應力FRP筋2。在所述混凝土結構件本體1的底面開設一凹槽1-1，預應力FRP筋2布置在上述凹槽1-1中。

上述凹槽1-1的深度和寬度優選是相等的，是預應力FRP筋2直徑的1.5倍。

在上述一部分凹槽1-1中設置環氧樹脂覆蓋層3。上述環氧樹脂覆蓋層3處于預應力FRP筋2周圍，將FRP筋2包裹。在剩余的凹槽1-1中設置聚合物混凝土增厚層4。上述聚合物混凝土增厚層4將剩余的凹槽1-1填充后在混凝土結構件本體1的底面上可做成平面狀或凸丘狀。

實施例2

如圖2所示，本實施例中的預應力FRP筋加固的混凝土結構件，包括混凝土結構件本體1′和預應力FRP筋2′。所述預應力FRP筋2′布置在混凝土結構件本體1′的底面。環氧樹脂覆蓋層3′處于預應力FRP筋2′周圍，將FRP筋2′包裹。在所述環氧樹脂覆蓋層3′外設置聚合物混凝土增厚層4′，以將預應力FRP筋2′和環氧樹脂覆蓋層3′粘結在混凝土結構件本體1′的底面上。

如圖3所示，在施加相同預應力的條件下，A曲線表示覆蓋層和增厚層都是環氧樹脂的情況；B曲線表示覆蓋層和增厚層都是聚合物混凝土的情況；C曲線表示覆蓋層是環氧樹脂，增厚層是聚合物混凝土的情況。從圖中可以看出，C的極限承載力較A和B高。A、B、C三種曲線中的a、b、c三點表示FRP筋材開始發生粘結剝離的時間點，其中C曲線表示的FRP筋材開始發生粘結剝離的時間點晚于A和B曲線表示的FRP筋材開始發生粘結剝離的時間點，即A和B在混凝土壓碎之前，FRP筋材就開始發生粘結剝離，而C是在混凝土壓碎之后，FRP筋材才開始發生粘結剝離，其延性較好。在承載和結構延性的提高程度上，C超過A和B兩種情況。