[發(fā)明專利]FRP預(yù)應(yīng)力筋的復(fù)合式錨具及其安裝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810149465.1
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108149848A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張延年;董曉;海洪
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號: E04C5/12
• 分類號: E04C5/12
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務(wù)所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

本發(fā)明涉及一種FRP預(yù)應(yīng)力筋的復(fù)合式錨具及其安裝方法，屬于錨固技術(shù)領(lǐng)域。包括相互連接的FRP預(yù)應(yīng)力筋與錨固裝置，所述錨固裝置包括固定端和張拉端，所述固定端包括錨環(huán)、夾片、軟金屬套管，F(xiàn)RP預(yù)應(yīng)力筋通過粘結(jié)劑與軟金屬套管連接，夾片夾在軟金屬套管外，所述張拉端包括錨環(huán)、夾片、軟金屬套管、張拉螺栓、可調(diào)螺母；所述四根張拉螺栓焊接在錨環(huán)的端部，可調(diào)螺母在張拉螺栓上調(diào)節(jié)。本發(fā)明適用于各種截面形式的FRP預(yù)應(yīng)力筋，結(jié)合了機械式錨具和粘結(jié)式錨具，且承載力高、構(gòu)造簡單、施工方便、施工速度快、經(jīng)濟(jì)效果好，避免了FRP預(yù)應(yīng)力筋在錨固過程中受剪易斷裂的問題，降低造價。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于錨固技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種FRP預(yù)應(yīng)力筋的復(fù)合式錨具及其安裝方法。

背景技術(shù)

上木工程學(xué)科的發(fā)展,很大程度上依賴于性能優(yōu)異的新材料的應(yīng)用與發(fā)展。如對于傳統(tǒng)的鋼筋,應(yīng)尋找一種強度高、重量輕和耐久性好的新材料來替代對于既有結(jié)構(gòu)的加固、維修與改造,應(yīng)以具有比強度高、施工快捷、施工后結(jié)構(gòu)承載力明顯提高等優(yōu)異性能的材料所代替。因此,利用性能優(yōu)異的復(fù)合材料對傳統(tǒng)材料進(jìn)行更新改造成為世紀(jì)木工程領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重大研究課題。

粘結(jié)式錨具包括樹脂套筒錨具和樹脂封裝錨具。套筒錨具是在內(nèi)表面帶螺紋或經(jīng)加工變形的金屬或非金屬套筒內(nèi)灌注樹脂砂或水泥而制成得。該種形式錨具缺點是錨具長度大、抗沖擊能力差、蠕變及防潮熱耐久性問題。試驗研究及有限元分析表明,錨固用樹脂填料的剛度從錨固前端到后端逐漸變大,可獲得滿意的錨固效果。基于此,日本開發(fā)了變剛度樹脂封裝錨具,靜力及疲勞錨固性能很好歐洲公司將類似錨具用于析架橋梁夾片粘結(jié)式是夾片與脂式錨具結(jié)合而開發(fā)的錨具,該類錨具可用于多根FRP筋的錨固。

FRP，纖維增強復(fù)合塑料，是英文（Fiber Reinforced Plastics ）的縮寫，現(xiàn)有CFRP、GFRP、AFRP、BFRP等。中文中玻璃鋼指的就是GFRP。 FRP復(fù)合材料是由纖維材料與基體材料按一定的比例混合后形成的高性能型材料。其中GFRP根據(jù)所使用的樹脂品種不同，有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼等種類。一般FRP具有質(zhì)輕而硬，不導(dǎo)電，機械強度高，回收利用少，耐腐蝕等特性。

FRP以其優(yōu)異的力學(xué)性能及適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載、輕質(zhì)發(fā)展的需求, 正被越來越廣泛地應(yīng)用于橋梁工程、各類民用建筑、海洋工程、地下工程中, 受到結(jié)構(gòu)工程界廣泛關(guān)注。

FRP的抗拉強度高, FRP的抗拉強度均明顯高于鋼筋, 與高強鋼絲抗拉強度差不多, 一般是鋼筋的2倍甚至達(dá)10倍；熱膨脹系數(shù)與混凝土相近, 這樣當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時, FRP與混凝土協(xié)調(diào)工作,兩者間不會產(chǎn)生大的溫度應(yīng)力；與鋼材相比, 大部分FRP產(chǎn)品彈性模量小；因為FRP是纖維通過基體聚合而成，纖維間強度由基體決定（強度一般弱于纖維），所以垂直于纖維方向強度較弱；FRP材料抗腐蝕、抗疲勞性能好, 可以在酸、堿、氯鹽和潮濕的環(huán)境中長期使用, 因而可提高結(jié)構(gòu)的使用壽命, 這是結(jié)構(gòu)材料難以比擬的。

FRP筋抗拉強度高,很適合用于預(yù)應(yīng)力混凝土,但橫向抗剪能力不如鋼材好。而同時作用拉力和橫向壓力的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)卻存在于錨固預(yù)應(yīng)力筋的錨具系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)主應(yīng)力超過筋的臨界值發(fā)生破斷時,將使筋的抗拉強度得不到充分發(fā)揮。粘結(jié)式錨具和夾片式錨具均有其自身的局限性。粘結(jié)式錨具由于需要較大的錨固長度，而夾片式錨具長期處在較大疲勞應(yīng)力幅狀態(tài)下由于夾片小端的剛度較大使得對損傷敏感的FRP筋易發(fā)生疲勞破壞，因此,需要設(shè)計新型的錨具。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種FRP預(yù)應(yīng)力筋的復(fù)合式錨具及其安裝方法，主要為了開發(fā)一種傳力明確、構(gòu)造簡單、安全可靠、節(jié)約材料和施工方便的FRP預(yù)應(yīng)力筋的復(fù)合式錨具，能夠有效的解決FRP預(yù)應(yīng)力筋在錨固過程中受剪易斷裂等問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：