[發明專利]一種SMA-FRP抗剪增強混凝土梁裝置及其實施方法

有效

• 申請號: 201911229403.2
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN111042563B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 王文煒;沈楊;胡偉;周暢;薛彥杰;田俊;黃輝;李杉;尹世平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04G21/12
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 朱欣欣

1.一種預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置，包括混凝土梁（12），其特征在于：所述抗剪增強混凝土梁裝置包括鋼夾頭（10）、SMA-FRP復合材料（15）、通電裝置（11）以及安裝于混凝土梁（12）上的組合框架裝置（1），所述組合框架裝置（1）通過鋼夾頭（10）與通電裝置（11）相連，所述組合框架裝置包括對稱設置的兩個組合框架，兩個組合框架之間通過螺桿部件相連；所述組合框架包括內鋼壓條（5）、外鋼壓條（6）、頂鋼壓條（7）以及兩個夾梁鋼板（4），兩個夾梁鋼板（4）之間通過內鋼壓條（5）相連，所述內鋼壓條（5）外側設有外鋼壓條（6），所述內鋼壓條（5）上方設有頂鋼壓條（7），SMA-FRP復合材料（15）的FRP與混凝土梁（12）的側面相連；SMA穿過內鋼壓條（5）和外鋼壓條（6）之間，并將SMA-FRP復合材料（15）固定在頂鋼壓條（7）和內鋼壓條（5）之間；所述SMA-FRP復合材料（15）的制備方法如下：將SMA絲材（2）的一端放入至兩片FRP片材（3）中，與兩片FPR片材（3）粘結形成SMA-FRP復合材料（15）。

2.根據權利要求1所述的一種預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置，其特征在于：所述夾梁鋼板（4）包括豎向鋼板（4-5）以及橫向鋼板（4-6），所述橫向鋼板（4-6）垂直設置在豎向鋼板（4-5）上。

3.根據權利要求2所述的一種預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置，其特征在于：所述橫向鋼板（4-6）設置在豎向鋼板（4-5）高度的1/3處。

4.根據權利要求1所述的一種預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置，其特征在于：所述螺桿部件包括下螺桿（8）和上螺桿（9），所述兩個組合框架上部通過上螺桿（9）相連，所述兩個組合框架中部通過下螺桿（8）相連。

5.根據權利要求4所述的一種預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置，其特征在于：所述兩個夾梁鋼板（4）的中部均設有與下螺桿（8）相對應的孔洞一（16-1），內鋼壓條（5）上設有與下螺桿（8）相對應的孔洞三（16-3），兩個夾梁鋼板（4）的中部通過下螺桿（8）進行固定；內鋼壓條（5）通過下螺桿（8）固定在夾梁鋼板（4）上。

6.根據權利要求1所述的一種預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置，其特征在于：所述兩個夾梁鋼板（4）上部均設有與上螺桿（9）相對應的孔洞二（16-2），兩個夾梁鋼板（4）上部通過上螺桿（9）進行固定。

7.根據權利要求1所述的一種預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置，其特征在于：所述外鋼壓條（6）與內鋼壓條（5）之間通過側螺栓（13）進行固定。

8.根據權利要求1所述的一種預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置，其特征在于：所述頂鋼壓條（7）與內鋼壓條（5）之間通過頂螺栓（14）進行固定。

9.一種利用權利要求1-8任一項所述預應力SMA-FRP復合材料抗剪增強混凝土梁裝置進行實施方法，其特征在于，步驟如下：

1）確定需要加固的混凝土梁（12）側面上粘貼SMA-FRP復合材料（15）的位置，將SMA絲材（2）的一端粘貼在兩片FRP片材（3）中間；待SMA-FRP復合材料（15）形成后，將FRP片材（3）粘貼在混凝土梁（12）側面；

2）將夾梁鋼板（4）擱置在混凝土梁（12）的底面，該夾梁鋼板（4）包括豎向鋼板（4-5）以及橫向鋼板（4-6），所述橫向鋼板（4-6）垂直設置在豎向鋼板（4-5）上；使夾梁鋼板（4）的豎向鋼板（4-5）緊靠在混凝土梁（12）側面，橫向鋼板（4-6）緊靠在混凝土梁（12）的底面；

3）將下螺桿（8）穿過內夾梁鋼板（4）中部設有的與下螺桿（8）相對應的孔洞一（16-1）、內鋼壓條（5）上設有的與下螺桿（8）相對應的孔洞三（16-3），將夾梁鋼板（4）和內鋼壓條（5）連接起來，調整梁兩側內鋼壓條（5）的位置，保持兩側內鋼壓條（5）處于同一水平面；

4）將外鋼壓條（6）通過側螺栓（13）與內鋼壓條（5）連接，將SMA絲材（2）穿過內鋼壓條（5）和外鋼壓條（6）之間的縫隙后，擰緊側螺栓（13），使內鋼壓條（5）和外鋼壓條（6）夾緊SMA絲材（2）；

5）將頂鋼壓條（7）通過頂螺栓（14）與內鋼壓條（5）連接，將穿過內鋼壓條（5）和外鋼壓條（6）的SMA絲材（2）向混凝土梁（12）內側彎折90o，穿過內鋼壓條（5）和頂鋼壓條（7）之間的縫隙，擰緊頂螺栓（14），使內鋼壓條（5）和頂鋼壓條（7）夾緊SMA絲材（2）；

6）上螺桿（9）穿過夾梁鋼板（4）上部設有的與上螺桿（9）相對應的孔洞二（16-2），使夾梁鋼板（4）夾緊混凝土梁（12）并緊靠在混凝土梁（12）的側面；

7）使用鋼夾頭（10）和通電裝置（11）對SMA絲材（2）進行通電加熱，使SMA絲材（2）回復，將預應力引入到FRP片材中。