CN108035490A - 一种齿状预应力碳纤维板锚具 - Google Patents

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CN108035490A CN201711289732.7A CN201711289732A CN108035490A CN 108035490 A CN108035490 A CN 108035490A CN 201711289732 A CN201711289732 A CN 201711289732A CN 108035490 A CN108035490 A CN 108035490A
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罗仕刚
王帆
徐彤彤
许小海
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Carbon Composite Materials (tianjin) Co Ltd
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Carbon Composite Materials (tianjin) Co Ltd
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    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements

Abstract

本发明公开一种齿状预应力碳纤维板锚具，包括锚头、上楔块和下楔块，所述锚头的内部设有一楔形腔，在所述楔形腔内安装所述上楔块和下楔块，所述上楔块的下表面和下楔块的上表面均设有齿状结构，所述上楔块和下楔块之间安装有一块碳板，所述上楔块和下楔块的前端与所述碳板的前端之间留有缝隙，该缝隙的长度为楔块的总长度的0.02‑02。本齿形锚具对碳纤维板具有很好的夹持力和锚固效率，锚固效率系数达到0.97，大于国标GB/T 14370‑2015规定的0.95，推荐施加预应力设计值范围可达600‑1500MPa，适用范围更广，具有较高的安全系数(1.67‑4.0)。

Description

一种齿状预应力碳纤维板锚具
技术领域
本发明涉及锚具，具体为一种齿状预应力碳纤维板锚具。
背景技术
预应力碳纤维板(简称为“预应力碳板”)结合了碳纤维轻质高强，耐腐蚀及耐疲劳等优势和主动施加预应力的特点，正广泛应用于建筑物混凝土的加固和升级改造中。预应力碳板加固不仅具有减少扰度变形，主动封闭裂缝，降低钢筋混凝土内部应力的优势，同时还赋予加固后的建筑物更高的极限载荷和剪切应力，提高了碳纤维板和混凝土的利用率。锚具是预应力碳板的核心，能够将碳纤维板所受的载荷有效地传递到被加固建筑物中。现有的锚具按接触形式分为两大类，即：化学胶粘锚具和机械锚具。化学胶粘锚具是指锚具与碳纤维板之间依赖环氧胶粘剂粘接，如波形锚，sika锚具和部门楔形锚具等，环氧树脂作为中间介质，在锚具和碳板之间传递应力，然而由于环氧树脂固化体系在使用过程中具有一定使用年限依赖性，同时需要1周左右时间完全固化，效率较低。机械锚具是指碳板和锚具之间直接接触，如部分波形锚具。现有的波形锚具锚固碳板时会出现滑脱或应力集中导致的非正常破坏，同时由于碳纤维板为脆性材质，与常见的材质为钢材的锚具接触，极易破损，影响了碳纤维板的高性能。
专利CN101463638A中公开了一种楔形化学胶粘锚具，该锚具采用环氧树脂胶黏剂对锚具和碳纤维板进行粘接，具有一定的实用性，但环氧胶黏剂完全固化需要一定时间，同时此类锚具需要和碳板提前组装，运输占用空间大，不便捷。
专利CN102296755A申请公布了一种波形机械锚具，该锚具由具有波纹状的上下夹板组成，使用较为简单，但当应力较大时，碳板易从锚具中滑脱，同时碳板和钢铁材质锚头为硬接触，容易对碳板造成一定的损伤。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种解决化学胶粘锚具效率低和运输困难、械锚具在张拉过程中出现滑脱或应力集中的齿状预应力碳纤维板锚具。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种齿状预应力碳纤维板锚具，包括锚头、上楔块和下楔块，所述锚头的内部设有一楔形腔，在所述楔形腔内安装所述上楔块和下楔块，所述上楔块的下表面和下楔块的上表面均设有齿状结构，所述上楔块和下楔块之间安装有一块碳板，所述上楔块和下楔块的前端与所述碳板的前端之间留有缝隙，该缝隙的长度为楔块的总长度的0.02-02。
本发明中，进一步的，所述齿状结构为圆弧形齿，圆弧形齿的高度为0.1mm-1mm。
本发明中，进一步的，所述锚头的倾角为0.2°-4°，且上楔块、下楔块和锚头接触面层光滑，粗糙度为0.8-1.6。
本发明中，进一步的，所述上楔块和下楔块和锚头的材质为40Cr，3Cr13、2Cr13中的一种。
本发明中，进一步的，所述上楔块和下楔块的前端靠近碳板的一面设有倾角，角度为1°-30°之间。
本发明的有益效果：本齿形锚具对碳纤维板具有很好的夹持力和锚固效率，锚固效率系数达到0.97，大于国标GB/T 14370-2015规定的0.95，推荐施加预应力设计值范围可达600-1500MPa，适用范围更广，具有较高的安全系数(1.67-4.0)。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中锚头的结构示意图；
图3为本发明中楔块的结构示意图；
图4为图1中的A-A放大结构示意图。
图中：锚头-1；上楔块-2；下楔块-3；齿状结构-4；碳板-5；倒角结构6。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例：如图1所示，一种齿状预应力碳纤维板锚具，包括锚头1、上楔块2和下楔块3，所述锚头1的内部设有一楔形腔，在所述楔形腔内安装所述上楔块2和下楔块3，所述上楔块2的下表面和下楔块3的上表面均设有齿状结构4，所述上楔块2和下楔块3之间安装有一块碳板5，所述上楔块2和下楔块3的前端与所述碳板5的前端之间留有缝隙，该缝隙的长度为楔块的总长度的0.02-02。如图2所示，所述齿状结构4为圆弧形齿，圆弧形齿的高度为0.1mm-1mm。如图3所示，述锚头1的倾角为0.2°-4°，且上楔块2、下楔块3和锚头1接触面层光滑，粗糙度为0.8-1.6。所述上楔块2和下楔块3和锚头1的材质为40Cr，3Cr13、2Cr13中的一种。如图4所示，所述上楔块2和下楔块3的前端靠近碳板5的一面设有倾角，角度为1°-30°之间。在所述上楔块2和下楔块3的前端处还设有倒角结构6。
其使用和安装方法可参考专利(ZL 201511 015992.6)一种预应力碳纤维板加固方法中的安装加固方法。使用前，参考该专利中的实施步骤及实施顺序，在安装碳板时，将碳板放在固定端和张拉端锚头内部，塞入上下两个楔块，用榔头将楔块敲入锚头内部，谨慎划伤碳纤维板。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种齿状预应力碳纤维板锚具，包括锚头(1)、上楔块(2)和下楔块(3)，所述锚头(1)的内部设有一楔形腔，在所述楔形腔内安装所述上楔块(2)和下楔块(3)，其特征是：所述上楔块(2)的下表面和下楔块(3)的上表面均设有齿状结构(4)，所述上楔块(2)和下楔块(3)之间安装有一块碳板(5)，所述上楔块(2)和下楔块(3)的前端与所述碳板(5)的前端之间留有缝隙，该缝隙的长度为楔块的总长度的0.02-02。
2.根据权利要求1所述的一种齿状预应力碳纤维板锚具，其特征是：所述齿状结构(4)为圆弧形齿，圆弧形齿的高度为0.1mm-1mm。
3.根据权利要求1所述的一种齿状预应力碳纤维板锚具，其特征是：所述锚头(1)的倾角为0.2°-4°，且上楔块(2)、下楔块(3)和锚头(1)接触面层光滑，粗糙度为0.8-1.6。
4.根据权利要求1所述的一种齿状预应力碳纤维板锚具，其特征是：所述上楔块(2)和下楔块(3)和锚头(1)的材质为40Cr，3Cr13、2Cr13中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种齿状预应力碳纤维板锚具，其特征是：所述上楔块(2)和下楔块(3)的前端靠近碳板(5)的一面设有倾角，角度为1°-30°之间。
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