CN105625641A - 一种用于钢筋连接的frp灌浆套筒 - Google Patents

一种用于钢筋连接的frp灌浆套筒 Download PDF

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Abstract

一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其套筒主体分为钢筋预埋端和钢筋后插端，在钢筋预埋端的套筒主体上设置有出浆孔，在钢筋后插端的套筒主体上设置有注浆孔，套筒主体的材质为纤维增强聚合物，套筒主体分为内层筒体和外层筒体，内层筒体的内部纤维呈周向缠绕式分布，外层筒体的内部纤维呈轴向拉丝式分布；套筒主体内壁上设置有螺旋凸起环筋，且螺旋凸起环筋为等径螺旋结构；螺旋凸起环筋的截面形状为梯形或矩形。本发明的灌浆套筒首次引入纤维增强聚合物(FRP)作为套筒主体的制造材料，使灌浆套筒具备了调整钢筋约束力的能力，进一步提高了钢筋锚固可靠性，并使装配式预制混凝土构件连接技术得到进一步完善和补充。

Description

一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒
技术领域
本发明属于土建工程技术领域，特别是涉及一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒。
背景技术
目前，在我国的装配式预制混凝土建筑结构中，主要以灌浆套筒进行钢筋连接，近期还出现了浆锚搭接连接技术，但是该技术实践运用时间较短，技术成熟度不高。
对于灌浆套筒来说，套筒主体都在采用金属材料，主要包括球墨铸铁、优质碳素结构钢及合金结构钢，而金属材料的灌浆套筒并不具备调整钢筋约束力的能力，且受到材料和结构限制，想要进一步提高钢筋锚固可靠性已不太可能，从而限制了装配式预制混凝土建筑结构的进一步发展。
因此，有必要寻找一种全新材料的灌浆套筒，同时针对全新材料对灌浆套筒进行结构的重新设计，使灌浆套筒具备调整钢筋约束力的能力，进一步提高钢筋锚固可靠性，使装配式预制混凝土构件连接技术得到进一步完善和补充。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，首次引入纤维增强聚合物(FiberReinforcePolymer，简称FRP)作为套筒主体的制造材料，灌浆套筒具备调整钢筋约束力的能力，可以进一步提高钢筋锚固可靠性，并使装配式预制混凝土构件连接技术得到进一步完善和补充。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，包括套筒主体，所述套筒主体分为钢筋预埋端和钢筋后插端，在所述钢筋预埋端的套筒主体上设置有出浆孔，在所述钢筋后插端的套筒主体上设置有注浆孔，其特点是：所述套筒主体的材质为纤维增强聚合物，套筒主体采用双层结构，分为内层筒体和外层筒体，所述内层筒体的内部纤维呈周向缠绕式分布，所述外层筒体的内部纤维呈轴向拉丝式分布。
在所述注浆孔及出浆孔上均连接有浆料引流管。
在所述套筒主体内壁上设置有螺旋凸起环筋，且螺旋凸起环筋为等径螺旋结构。
所述螺旋凸起环筋的截面形状为梯形或矩形。
所述螺旋凸起环筋的螺旋升角为5°～10°，螺距为10mm～25mm，螺旋升距为15mm～50mm。
在所述套筒主体内壁中部设置有限位挡块。
在所述套筒主体外部粘贴有碳纤维布。
在所述套筒主体外部包覆有弹性橡胶层。
在所述钢筋预埋端的套筒主体端口上设置有弹性橡胶密封圈。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，首次引入纤维增强聚合物(FiberReinforcePolymer，简称FRP)作为套筒主体的制造材料，使灌浆套筒具备了调整钢筋约束力的能力，进一步提高了钢筋锚固可靠性，并使装配式预制混凝土构件连接技术得到进一步完善和补充。
附图说明
图1为本发明的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒结构示意图；
图2为通过本发明进行钢筋连接时的示意图；
图中，1—套筒主体，2—注浆孔，3—出浆孔，4—内层筒体，5—外层筒体，6—浆料引流管，7—螺旋凸起环筋，8—限位挡块，9—弹性橡胶层，10—弹性橡胶密封圈，11—水泥浆料，12—钢筋。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1、2所示，一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，包括套筒主体1，所述套筒主体1分为钢筋预埋端和钢筋后插端，在所述钢筋预埋端的套筒主体1上设置有出浆孔3，在所述钢筋后插端的套筒主体1上设置有注浆孔2，所述套筒主体1的材质为纤维增强聚合物，套筒主体1采用双层结构，分为内层筒体4和外层筒体5，所述内层筒体4的内部纤维呈周向缠绕式分布，所述外层筒体5的内部纤维呈轴向拉丝式分布。
关于纤维增强聚合物的使用，由于其为非金属材料，与常规金属材料相比，没有锈蚀问题；再有，纤维增强聚合物的弹性模量仅为钢材的十分之一左右，通过调整灌浆料的膨胀性便可实现钢筋约束力的调整。
由于内层筒体4的内部纤维呈周向缠绕式分布，当灌注水泥浆料11后，首先为水泥浆料11提供侧向约束力，同时增加水泥浆料11对钢筋12的握裹效应，并缩短钢筋12的锚固长度，提升锚固可靠性。而外层筒体5的内部纤维呈轴向拉丝式分布，其可以负担套筒主体1的轴向抗拉抵抗力，保证对接后的钢筋12能够顺畅传递轴向力。再有，当套筒主体1承受轴向力时，由于受力方向垂直于纤维走向，可以有效避免纤维发生解理或受剪破坏，同时，当套筒主体1在轴向拉伸时，还能够增强对水泥浆料11的环形箍紧力。
在所述注浆孔2及出浆孔3上均连接有浆料引流管6，浆料引流管6可以采用PVC管或其他软管。
在所述套筒主体1内壁上设置有螺旋凸起环筋7，且螺旋凸起环筋7为等径螺旋结构。通过螺旋凸起环筋7可以有效增加水泥浆料11与套筒主体1内壁之间的结合力。
所述螺旋凸起环筋7的截面形状为梯形或矩形，螺旋凸起环筋7的螺旋升角为5°～10°，螺距为10mm～25mm，螺旋升距为15mm～50mm。螺旋凸起环筋7采用上述参数后，可以保证灌浆套筒的最大抗拉强度，也可以进一步提高灌浆效率，且在套筒主体1生产环节降低模具出模难度。
在所述套筒主体1内壁中部设置有限位挡块8。
在所述套筒主体1外部粘贴有碳纤维布，通过设置碳纤维布可以有效提高灌浆套筒的轴向抗拉强度和弹性模量。
在所述套筒主体1外部包覆有弹性橡胶层9。通过设置弹性橡胶层9，当水泥浆料11被灌注到灌浆套筒后，由于水泥浆料11的膨胀性，会使套筒主体1产生初始预应力，而弹性橡胶层9可以通过发生环向变形来协调初始预应力的建立。再有，由于弹性橡胶层9处于套筒主体1与外部混凝土之间，弹性橡胶层9不但可以吸收套筒主体1的环向变形，还可防止外部混凝土发生胀裂。对于弹性橡胶层9可以通过树脂胶粘附在套筒主体1外壁上。
在所述钢筋预埋端的套筒主体1端口上设置有弹性橡胶密封圈10。
下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
本实施例中，装配式预制混凝土建筑结构以剪力墙结构为例。
首先，将一根钢筋12穿过弹性橡胶密封圈10后插入套筒主体1的钢筋预埋端，然后整体放入模具内浇筑混凝土并生产出剪力墙预制构件。
现场安装剪力墙预制构件时，将该剪力墙预制构件内套筒主体1的钢筋后插端套入另一个剪力墙预制构件的外伸钢筋12上，然后从套筒主体1的注浆孔2向套筒主体1内部空腔注入水泥浆料11，直到水泥浆料11从出浆孔3溢出，最后将注浆孔2及出浆孔3封堵。
当套筒主体1内的水泥浆料11完全凝固后，钢筋后插端内的钢筋12完全被水泥浆料11握裹，凝固后的水泥浆料11被牢牢的嵌固在套筒主体1内，并与螺旋凸起环筋7牢固咬合。
此时，灌浆套筒以及水泥浆料11共同配合对钢筋连接区形成稳固的约束作用，抗压变形能力显著提高，由于弹性橡胶层9的存在，也保证了剪力墙预制构件的延性性能，并进一步提高了钢筋锚固可靠性。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (9)

1.一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，包括套筒主体，所述套筒主体分为钢筋预埋端和钢筋后插端，在所述钢筋预埋端的套筒主体上设置有出浆孔，在所述钢筋后插端的套筒主体上设置有注浆孔，其特征在于：所述套筒主体的材质为纤维增强聚合物，套筒主体采用双层结构，分为内层筒体和外层筒体，所述内层筒体的内部纤维呈周向缠绕式分布，所述外层筒体的内部纤维呈轴向拉丝式分布。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其特征在于：在所述注浆孔及出浆孔上均连接有浆料引流管。
3.根据权利要求1所述的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其特征在于：在所述套筒主体内壁上设置有螺旋凸起环筋，且螺旋凸起环筋为等径螺旋结构。
4.根据权利要求3所述的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其特征在于：所述螺旋凸起环筋的截面形状为梯形或矩形。
5.根据权利要求3所述的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其特征在于：所述螺旋凸起环筋的螺旋升角为5°～10°，螺距为10mm～25mm，螺旋升距为15mm～50mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其特征在于：在所述套筒主体内壁中部设置有限位挡块。
7.根据权利要求1所述的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其特征在于：在所述套筒主体外部粘贴有碳纤维布。
8.根据权利要求1所述的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其特征在于：在所述套筒主体外部包覆有弹性橡胶层。
9.根据权利要求1所述的一种用于钢筋连接的FRP灌浆套筒，其特征在于：在所述钢筋预埋端的套筒主体端口上设置有弹性橡胶密封圈。
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