一種內鑲frp筋加固混凝土錨固件的制作方法
【專利摘要】本項發(fā)明提供一種內鑲FRP筋加固混凝土錨固件，用簡單的辦法解決了FRP筋錨固效果的問題,由穿筋管、縱向聯系筋、橫向聯系筋、錨固筋和FRP筋等組成。4個錨固筋呈矩形分布，矩形的兩個短邊由兩個縱向聯系筋連接；矩形的兩個長邊的一側由橫向聯系筋連接，一側由穿筋管連接。錨固筋自由端采用螺栓固定。穿筋管為曲線狀，小于45度弧。本發(fā)明的效果和優(yōu)點是簡單、經濟且錨固效果好。
【專利說明】—種內鑲FRP筋加固混凝土錨固件
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑【技術領域】中的新型錨固件，特別是涉及一種內鑲FRP筋加固混凝土錨固件。
【背景技術】
[0002]纖維增強聚合物(FRP)在土木工程中的應用分為兩大類，一類是用FRP筋代替鋼筋用于新建結構，另一類是將FRP筋用于舊結構物的維修與加固。目前關于FRP筋預應力加固混凝土結構的研究受到各國研究機構及工程界的普遍重視。FRP筋加固橋梁的工程實例日益增多。本發(fā)明總結了最的國內外關于FRP材料的最新研究成果，對FRP材料未來的發(fā)展做出了展望。
[0003]目前預應力和地下樁基礎結構中鋼筋的腐蝕問題嚴重。人們發(fā)現使用耐腐蝕的FRP材料取代鋼筋是解決這一問題的根本性方法，特別是FRP材料的高抗拉強度及耐腐蝕性等特點使它成為預應力結構的理想材料。FRP材料已在許多工程中被采用，但它與混凝土的粘結性能相對鋼筋稍差，且FRP材料是脆性材料，導致FRP混凝土結構的安全性能降低，因此利用FRP筋取代鋼筋最根本的問題總是在于解決FRP與混凝土的粘結性能和FRP混凝土結構的延性和耐久性問題。
[0004]由于FRP的破壞呈脆性，FRP混凝土結構的彎曲變形能力的研究顯得尤為重要。英國的Janet.M.Lees等人研究了芳纟侖筋與混凝土全粘結、未粘結和部分粘結3種粘結方式對芳綸筋與混凝土粘結力和芳綸筋混梁彎曲變形能力的影響。在試驗中部分粘結分為兩種形式:一是間隔粘結，纖維筋在梁縱軸線方向與混凝土間隔粘結；二是吸附粘結，在纖維筋的表面涂一層樹脂，由表面涂層控制纖維筋與混凝土的粘結力。
[0005]試驗證明，①全粘結芳綸筋混凝土梁的極限承載力很高，極限彎曲變形較小，梁的破壞是由纖維筋被拉斷導致；②未粘結芳綸筋混梁的極限承載力較低，破壞時僅有一條裂縫產生，但極限彎曲變形很大，梁的破壞是由于混凝土被壓碎；③部分粘結芳綸筋混凝土梁表現出較高的極限承載力和較大的極限彎曲變形，梁的破壞是由于纖維筋被拉斷。梁在破壞時裂縫較多，避免了混凝土被壓碎，特別是吸附粘結和螺旋纏繞間隔粘結芳綸筋混凝土梁的極限承載力達到了全粘結芳綸筋混凝土梁的極限承載力。這表明部分粘結能優(yōu)化FRP筋預應力混凝土梁的極限承載力和彎曲變形能力。
[0006]部分粘結纖維筋預應力混凝土梁表現出良好的力學性能和延性，但以上試驗的兩種部分粘結施工復雜、技術難度高，不宜推廣使用，因此尋求簡便的部分粘結方式是未來的一個發(fā)展方向，同時需要進一步研究部分粘結纖維筋混凝土梁的破壞特性和剪切性能等。
[0007]對于大部分舊混凝土結構，特別是橋梁、停車場和一些有紀念意義的建筑物等，由于使用功能的改變、結構要求的提高、使用年限的期限，原設計中的缺陷和結構在使用過程中的損壞等原因，同時為了達到經濟優(yōu)化的原則，需要對舊混結構進行修復和加固。一個有效的修復和加固的方法就是對結構物進行外部預應力加固。外部加固具有施工方便和便于對外部筋進行監(jiān)測的優(yōu)點。以前外部筋都采用鋼筋，因為它具有良好的延性，但由于裸露在外表，容易腐蝕，需要長期的養(yǎng)護，不夠經濟。最近人們常采用FRP筋作為外部筋。盡管它的延性較差，彈性模量較低，但它具有強度高、質量輕和耐腐蝕等優(yōu)點。在外部預應力加固時外部筋承受的應力較小(遠低于纖維筋的極限承載力)，且低彈性模具有且于降低預應力損失，因此利用FRP筋對舊結構物進行外部預應力加固是結構加固的發(fā)展方向。
[0008]錨具有預應力的關鍵問題。對于采用纖維筋對結構進行外部預應力加固，錨固性能直接影響對梁的加固效果。國內外許多專家學者對這個問題進行了深入的研究。一般折線布置形式的纖維筋錨固在梁的兩端。一端固定，另一端是活動鉸，在活動端用千斤頂給纖維筋施加預應力。目前錨具形式有:①錨具為楔形鋼鉸，楔形鉸直接張拉和固定纖維筋，這種錨具能有效地張拉纖維筋；②由于纖維筋的表面較脆弱且側向抗壓能力較差，采用楔形鋼鉸直接錨固纖維筋時容易使纖維筋產生側向擠壓破壞。加拿大Raafat.El-Hacha等人對楔形鋼鉸進行了改進，他們在楔形鋼鉸與纖維筋之間加了一個楔形金屬鑄模，在固定端加一個鑄模，而在千斤頂加載端加兩個鑄模。試驗表明它能有效地減少鉸對纖維筋的損壞；③錨具采用楔形鋼鉸時也容易產生應力集中和纖維筋在楔形頂端破壞，美國的Houssam.Toutany對這一缺點進行了改善，利用聚酰胺代替鋼制作楔形鉸，取到了良好的效果。雖然外部纖維筋的錨固技術已達到了一個相對成熟的階段，但需要進一步減少鉸對纖維筋的損傷和優(yōu)化鉸與纖維筋的接觸面性能。
[0009]另外，內鑲FRP筋加固混凝土常發(fā)生錨固破壞，FRP筋無法發(fā)揮其優(yōu)越的受力性能。因此，為了保證內鑲FRP筋具有良好的錨固性能，有必要開發(fā)出錨固性能良好的錨固件。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種內鑲FRP筋加固混凝土錨固件，主要為了保證內鑲FRP筋加固混凝土時FRP筋有良好的錨固性能，進而保證FRP筋發(fā)揮其良好的受力性能。
[0011]本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現的:
內鑲FRP筋加固混凝土錨固件由穿筋管、縱向聯系筋、橫向聯系筋、錨固筋和FRP筋組成，其特征在于:4個錨固筋呈矩形分布，矩形的兩個短邊由兩個縱向聯系筋連接；矩形的兩個長邊的一側由橫向聯系筋連接，一側由穿筋管連接。在錨固筋自由端采用螺栓固定。穿筋管為曲線狀，小于45度弧。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果:
本發(fā)明中FRP筋的研究和應用正如【背景技術】中所述，成果已經很多，但是還沒有效果明顯和簡單有效的錨固件，而混凝土錨固件的錨固效果對FRP筋的應用很重要。本發(fā)明的效果和優(yōu)點是簡單、經濟且錨固效果好。發(fā)明中穿筋管為曲線狀，經過試驗效果較好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為內鑲FRP筋加固混凝土錨固件的平面示意圖；
圖2為內鑲FRP筋加固混凝土錨固件圖1的左視圖；
圖3為內鑲FRP筋加固混凝土錨固件的圖1的正視圖；
圖4為內鑲FRP筋加固混凝土錨固件加固時使用狀態(tài)示意圖。
[0014]圖中，I為穿筋管；2為縱向聯系筋；3為橫向聯系筋；4為錨固筋；5為螺母；6為FRP筋；7為梁；8為柱。
【具體實施方式】
[0015]下面結合技術方案和參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0016]本發(fā)明提出的內鑲FRP筋加固混凝土錨固件如圖f圖4所示。
[0017]整個裝置主要由穿筋管1、縱向聯系筋2、橫向聯系筋3、錨固筋4、螺栓5、FRP筋6、梁7和柱8等組成。
[0018]根據要求制作穿筋管1、縱向聯系筋2、橫向聯系筋3、錨固筋4等，并將其焊接。4個錨固筋4呈矩形分布，矩形的兩個短邊由兩個縱向聯系筋2連接；矩形的兩個長邊的一側由橫向聯系筋4連接，一側由穿筋管I連接。在錨固筋4自由端采用螺栓5固定。穿筋管I為曲線狀，小于45度弧。使用中，在兩個梁8之間，用螺栓5將內鑲FRP筋加固混凝土錨固件自由端固定在梁7上，FRP筋6穿過穿筋管1，由于穿筋管I為曲線狀，有利于一定的變形。
【權利要求】
1.一種內鑲FRP筋加固混凝土錨固件，包括穿筋管(I)、縱向聯系筋(2)、橫向聯系筋(3)、錨固筋(4)和FRP筋(6)，其特征在于:4個錨固筋(4)呈矩形分布，矩形的兩個短邊由兩個縱向聯系筋(2 )連接；矩形的兩個長邊的一側由橫向聯系筋(3 )連接，另一側由穿筋管(I)連接。
2.根據權利要求1所述的一種內鑲FRP筋加固混凝土錨固件，其特征在于:錨固筋(4)自由端采用螺栓(5)固定。
3.根據權利要求1所述的一種內鑲FRP筋加固混凝土錨固件，穿筋管(I)為曲線狀，小于45度弧。
【文檔編號】E04C5/12GK103541513SQ201310431077
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權日:2013年9月22日
【發(fā)明者】張延年 申請人:沈陽建筑大學