[發明專利]可調控竹、木梁的絲扣擰張橫向張拉預應力施加系統

無效

• 申請號: 201110415341.1
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN103161318A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 郭楠;左宏亮;劉晚成;趙佳寧;趙婷婷;楊穎偉
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明適用于土木工程領域的預應力竹、木材質的梁。?

背景技術

現階段的預應力施加方法包括預彎法^[1]、穿絲張拉法^[2]、端部張弦法^[3]和腹桿伸長法等，這些方法雖然行之有效，但也存在一些問題。預彎法由于木梁的反彎復原，所建立的最大預應力值較小；穿絲張拉法需要在木梁端部斜向打孔，預應力筋線型受到限制，并且在木梁端部及鋼筋反彎點處容易出現局壓問題；端部張弦法施加預應力需要專門設備，施工不便且不能在日后進行調節，此外，如果所施加的預應力較大，滾輪處抗剪也存在隱患，需采取構造措施；腹桿伸長法腹桿外露會影響梁的外觀，梁高也增大較多。?

發明內容

為解決目前預應力竹、木梁預應力施加工藝復雜，準確度低，使用過程中預應力大小及梁變形無法調控等問題，本發明提供了一種施加預應力的系統，其解決上述問題所采用的技術方案如下：?

該系統分為無腹桿和有腹桿兩種方案，包括凹槽弧形固塊、螺桿、螺帽、鋼墊板、預應力筋、錨具等。在具體施工時，可以根據荷載情況設置多個預應力筋彎折點，選擇適當的預應力筋線型，將預應力筋在梁端錨固，通過凹槽弧形固塊來固定預應力筋，以保證其線型，通過旋轉螺母使固塊上下移動，從而帶動與固塊相連的預應力筋與受壓區的竹、木材料產生橫向相對位移來施加預應力。?

本發明專利的有益效果是：?

1.施工方便，工藝簡單。由于采用了橫向張拉，產生較小的相對位移就能使預應力筋產生較大的伸長，因此只需用絲扣擰張即可完成張拉過程，無需液壓千斤頂等專業張拉設備。?

2.調控方便，受力可靠。在使用過程中可以隨時對預應力大小進行調整，克服木材蠕變使木梁變形增大的現象。?

3施加預應力后，可以節約木材20％-60％，此數值受跨度，預應力筋根數，螺桿伸長等因素影響。按目前的市場價格，可節省費用30％。?

附圖說明

圖1和圖2分別為是無腹桿方案和有腹桿方案的示意圖。各圖中，(a)為預應力施加系統與預應力竹、木梁的作用關系示意圖；(b)為本發明在構件中的立面構造詳圖；(c)為構件的1-1剖面；(d)為構件的2-2剖面。各圖中數字代表：?

1：竹、木材料?

1-1：無腹桿方案中構件頂端受壓區域的竹、木材料?

1-2：無腹桿方案中構件截面兩側邊的竹、木材料?

2：栓桿?

3：固塊?

4-1：無腹桿方案中構件受拉區的的鋼墊板?

4-2：構件兩端的鋼墊板?

4-3：有腹桿方案中栓桿頂端的鋼墊板?

5：螺帽?

6：預應力筋?

7：錨具?

8：有腹桿方案中，設調節孔的封邊木板。?

具體實施方式

無腹桿方案：通過旋轉絲扣(2、5)使固塊(3)帶動鋼絲(6)上下移動來施加預應力，壓力通過梁兩側的竹木材料(1-2)傳給頂部的受壓區竹木材料(1-1)，最終形成預應力筋(6)受拉，頂部材料(1-1)受壓，兩側材料(1-2)傳力的組合構件；?

有腹桿方案：通過旋轉螺栓(2、5)使固塊(3)帶動鋼絲(6)上下移動從而施加預應力，壓力通過腹桿(2)傳至受壓區竹木材料(1-1)，最終形成預應力筋(6)受拉，頂部材料(1-1)受壓，腹桿(2)傳遞壓力的組合構件。?

預應力的調控方法：圖中，(5)為標有刻度的螺帽，刻度值的精度為10°，在旋轉螺栓(2、5)和絲扣過程中，可根據螺栓(2、5)的旋轉角度0嚴格控制預應力筋(6)與受壓區竹木材料(1-1)相對距離的變化值Δ，將Δ與構件尺寸和預應力筋(6)的內力變化Δσ建立其一一對應關系，即可通過控制螺栓(2、5)的旋轉角度來控制預應力線型和預應力筋(6)內力大小。?

實施例1：預應力木梁尺寸為3000X200X400，頂端受壓區域的竹、木材料(1-1)尺寸為3000X200X200，預應力筋(6)選用6根直徑5mm的1860級低松弛預應力鋼絲。梁高范圍內的栓桿(2)伸長60mm時，預應力筋(6)拉應力增加888.77N/mm²，預應力木梁中央處起拱7.65mm。當以撓度為主要控制因素時，可節省木材55.6％，按目前的市場價格，節省費用34％；當以承載力為主要控制因素時，可節省木材33.3％。?