[發(fā)明專利]一種纖維增強熱塑性復(fù)合材料單向構(gòu)件的熔融式錨固方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110999655.4
• 申請日: 2021-08-29
• 公開（公告）號: CN113914549A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉越;岳清瑞;韋青
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E04C5/12
• 分類號: E04C5/12;E04C5/08;E04C5/07
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

一種纖維增強熱塑性復(fù)合材料單向構(gòu)件的熔融式錨固方法。本發(fā)明公開了一種FRP拉擠型材的連續(xù)制備方法和錨固方法，首先在拉擠成型時，控制連續(xù)纖維、帶、布或氈的浸膠過程，使之不連續(xù)浸膠，實現(xiàn)一段有樹脂、一段沒有樹脂呈現(xiàn)散絲狀的FRP拉擠型材的連續(xù)生產(chǎn)。然后在沒有樹脂的散絲段中間位置將生產(chǎn)出來的材料切割開，形成一段段兩端端頭無樹脂、只有纖維的FRP拉擠型材。將端頭呈散絲狀的FRP拉擠型材或多根平行型材束插入錨固套筒中，再在套筒中填筑黏結(jié)劑，形成直接黏結(jié)纖維的FRP型材或型材束的黏結(jié)式錨固結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以快速高效地連續(xù)生產(chǎn)適于錨固的端頭程散絲狀的FRP拉擠型材，并通過直接黏結(jié)端頭的纖維，極大地增加FRP拉擠型材的黏結(jié)錨固面積、提高錨固效率、縮短錨固長度，適合批量大規(guī)模生產(chǎn)和推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種針對纖維增強熱塑性復(fù)合材料單向構(gòu)件的錨固方法，屬于土木工程和復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

纖維增強熱塑性復(fù)合材料是以高性能纖維作為增強體，熱塑性樹脂作為基體，復(fù)合而成的高性能材料。纖維增強熱塑性復(fù)合材料是纖維增強復(fù)合材料(Fiber ReinforcedPolymer，簡稱FRP)中的一種，另一種是纖維增強熱固性復(fù)合材料。與纖維增強熱固性復(fù)合材料相比，纖維增強熱塑性復(fù)合材料具有可多次熔融固化、固化成型速度快、生產(chǎn)過程清潔無污染、韌性高、抗沖擊性能好、損傷容易修補、便于進行回收利用等諸多優(yōu)點，目前已被廣泛用于體育用品、汽車、航空航天工業(yè)等領(lǐng)。

纖維增強熱塑性復(fù)合材料單向構(gòu)件，包括單向片材與棒材等，可作為拉索或預(yù)應(yīng)力筋用于各種土木工程結(jié)構(gòu)。纖維增強熱塑性復(fù)合材料單向構(gòu)件中的纖維都平行排列在同一方向上，是一種典型的正交各項異性材料，在纖維方向上主要體現(xiàn)纖維的力學(xué)性能，表現(xiàn)出較高的強度與模量，但在垂直于纖維方向上主要體現(xiàn)樹脂基體的力學(xué)性能，表現(xiàn)出較低的強度與模量。這造成纖維增強熱塑性復(fù)合材料單向構(gòu)件不容易錨固，傳統(tǒng)的錨固鋼構(gòu)件(一種典型的各項同性材料)的方法無法有效錨固纖維增強熱塑性復(fù)合材料單向構(gòu)件。為了充分發(fā)揮纖維增強熱塑性復(fù)合材料單向構(gòu)件的抗拉性能，需要對其進行有效錨固。

中國專利202010345199.7公開了一種適用于大噸位FRP拉索的分散錨固裝置及分散錨固方法，其中分散錨固裝置包括內(nèi)錐形套筒以及位于內(nèi)錐形套筒小端端部的小端蓋板和位于內(nèi)錐形套筒大端端部的大端蓋板，其特征在于：所述小端蓋板為第一分絲板，所述大端蓋板為第二分絲板，在內(nèi)錐形套筒內(nèi)部還設(shè)置有至少一個第三分絲板；在所述第一分絲板上設(shè)置有按照第一規(guī)律分布的筋材孔；在所述第二分絲板上設(shè)置有按照第二規(guī)律分布的筋材孔；在所述第三分絲板上設(shè)置有按照第三規(guī)律分布的筋材孔。該發(fā)明的核心在于錨固區(qū)FRP拉索的整體彎折以及局部劈叉，能夠顯著降低FRP拉索在長期持荷下的蠕變變形和避免FRP拉索出現(xiàn)拔出破壞，同時有利于縮減錨具尺寸、降低造價。

中國專利202010981172.7公開了一種FRP拉索錨固方法及錨固端頭，步驟為：在FRP拉索錨固區(qū)形成沿徑向分層變剛度的錐形荷載傳遞介質(zhì)；其中，變剛度荷載傳遞介質(zhì)是由具有不同彈性模量的材料沿垂直于FRP拉索方向分層平行澆筑而成；荷載傳遞介質(zhì)的彈性模量由內(nèi)而外逐層減小；分層界面位于相鄰內(nèi)層FRP筋與外層FRP筋包絡(luò)的區(qū)域之內(nèi)；采用與荷載傳遞介質(zhì)相匹配的內(nèi)錐形套筒進行錨固。該錨固方法具有制備難度低、裝配精度高、同步受力好和錨固效率高等特點。徑向分層變剛度荷載傳遞介質(zhì)能夠減小錨固區(qū)FRP拉索內(nèi)層FRP筋的拉伸應(yīng)力和提高外層FRP筋的拉伸應(yīng)力，從而提升FRP拉索全截面同步受力性能和承載效率。