CN104100049A - 用于混凝土结构frp筋塑性铰连接器 - Google Patents

用于混凝土结构frp筋塑性铰连接器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器。本用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器，包括两端的FRP筋和中间的不锈钢连杆，两端的FRP筋分别通过不锈钢套筒与中间的不锈钢连杆连接；FRP筋与不锈钢套筒通过保证FRP筋受拉破坏前不被拔出的胶粘剂连接；不锈钢套筒的横截面呈圆筒状，一端设有与不锈钢连杆进行锥螺纹机械连接的锥形凹槽，另一端设有与FRP筋进行胶接的圆形凹槽。不锈钢连杆两端部为锥形，锥形端部上设有与不锈钢套筒的锥形凹槽相匹配的螺纹。本发明在FRP筋混凝土结构中引进了延性，不仅使这种结构提高耐腐蚀性，而且也可以在地震中消耗大量的能量；随着结构延性和耗能能力保证了这种技术可以大大提高FRP筋混凝土结构的抗震性能。

Description

用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器
技术领域
本发明属于建筑与土木工程领域，特别涉及一种用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器。
背景技术
在许多重大工程结构中，混凝土结构仍然是最主要的结构形式之一。它们的设计使用期长达几十年甚至上百年。服役过程中钢筋锈蚀一直是困扰传统混凝土结构的主要病害，是导致钢筋混凝土结构受损破坏、抵抗灾变能力降低的主要因素。用FRP筋取代钢筋来减轻锈蚀问题已经成为可行的解决方案。但FRP筋是一种完全弹性材料,破坏前应力应变关系呈线性变化，破坏时突然断裂，设计不当会带来突然的灾难性的结构失效，如何提高FRP筋混凝土结构延性是FRP筋混凝土结构进行抗震设计关键技术。
作为一种替代钢筋，FRP筋已经引入建筑行业。与钢筋相比，FRP筋具有耐腐蚀、重量轻、强度高、抗疲劳、透电磁波等优良特性。随着FRP筋的大规模生产、使用和安装的方便，这些优势使FRP筋在混凝土结构中可作为增强构件钢筋的一种替代品。但是，FRP筋与普通钢筋的力学性能有很大差异。普通钢筋有明显的屈服阶段，延性好，构件的破坏有明显变形预兆。FRP筋的屈服特征并不明显，在达到极限强度前，其应力-应变关系基本是线性关系，抗拉强度明显高于普通钢筋，但抗压强度、弹性模量相对较小。FRP筋的这些特性决定了作为受压配筋还存在一定问题，且FRP筋混凝土结构在弹塑性变形特征方面也与普通钢筋混凝土结构存在较大差异，难以满足当代抗震设计思想基于延性性能方面的要求，制约了FRP筋混凝土结构的发展。
FRP筋是一种脆性材料，它会带来突然的灾难性的结构失效，经济适用的提高FRP筋混凝土结构抗震性能的方法尚未见有所报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器，该用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器在FRP筋混凝土结构中引进了延性，不仅使这种结构提高耐腐蚀性，而且也可以在地震中消耗大量的能量；随着结构延性和耗能能力保证了这种技术可以大大提高FRP筋混凝土结构的抗震性能。
为解决上述技术问题，本用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器，包括两端的FRP筋和中间的不锈钢连杆，两端的FRP筋分别通过不锈钢套筒与中间的不锈钢连杆连接；FRP筋与不锈钢套筒通过保证FRP筋受拉破坏前不被拔出的胶粘剂连接；不锈钢套筒的横截面呈圆筒状，一端设有与不锈钢连杆进行锥螺纹机械连接的锥形凹槽，另一端设有与FRP筋进行胶接的圆形凹槽。
如此设计，通过将FRP筋混凝土柱塑性铰区域采用该塑性铰连接器，形成FRP-不锈钢-FRP的混合筋，在FRP筋混凝土结构中引进了延性，不仅使这种结构提高耐腐蚀性，而且也可以在地震中消耗大量的能量；随着结构延性和耗能能力保证了这种技术可以大大提高FRP筋混凝土结构的抗震性能。
作为优化，不锈钢连杆两端部为锥形，锥形端部上设有与不锈钢套筒的锥形凹槽相匹配的螺纹。锥螺纹套的受拉能力大于等于被连接不锈钢连杆的受拉承载力标准值的1.1倍。如此设计，连接牢固，使用方便。
本发明用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器，结构简单、设计科学、施工方便，经济适用，在FRP筋混凝土结构中引进了延性，不仅使这种结构提高耐腐蚀性，而且也可以在地震中消耗大量的能量；随着结构延性和耗能能力保证了这种技术可以大大提高FRP筋混凝土结构的抗震性能。具有较好的实际应用价值和推广价值。
附图说明
下面结合附图对本用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器作进一步说明：
图1是本用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器的结构示意图。 
图中：1为FRP筋、2为胶粘剂、3为不锈钢套筒、4为不锈钢连杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器，包括两端的FRP筋1和中间的不锈钢连杆4，两端的FRP筋1分别通过不锈钢套筒3与中间的不锈钢连杆4连接；FRP筋1受拉破坏前，应保证不锈钢连杆4首先屈服，FRP筋1受拉承载力标准值应为不锈钢连杆4受拉承载力标准值的1.2倍，FRP-不锈钢-FRP的混合筋受拉承载能力由不锈钢连杆4确定；FRP筋1与不锈钢套筒3通过保证FRP筋1受拉破坏前不被拔出的胶粘剂2连接；不锈钢套筒3为圆筒状，一端设有与不锈钢连杆4进行锥螺纹机械连接的锥形凹槽，另一端设有与FRP筋1进行胶接的圆形凹槽；不锈钢连杆4两端部为锥形，锥形端部上设有与不锈钢套筒3的锥形凹槽相匹配的螺纹；锥螺纹套的受拉能力大于等于被连接不锈钢连杆4的受拉承载力标准值的1.1倍。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (2)

1.一种用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器，其特征在于：包括两端的FRP筋和中间的不锈钢连杆，两端的FRP筋分别通过不锈钢套筒与中间的不锈钢连杆连接；FRP筋与不锈钢套筒通过保证FRP筋受拉破坏前不被拔出的胶粘剂连接；不锈钢套筒的横截面呈圆筒状，一端设有与不锈钢连杆进行锥螺纹机械连接的锥形凹槽，另一端设有与FRP筋进行胶接的圆形凹槽。
2.如权利要求1所述的用于混凝土结构FRP筋塑性铰连接器，其特征在于：所述不锈钢连杆两端部为锥形，锥形端部上设有与不锈钢套筒的锥形凹槽相匹配的螺纹。
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