CN108824702B - 一种大直径frp筋材端部连接结构和连接方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大直径FRP筋材端部连接结构，包括作为主体结构的混凝土主体，所述混凝土主体内部设有若干大直径FRP筋材以及用于箍紧所述大直径FRP筋材的FRP箍筋，所述大直径FRP筋材两端呈叉开状，轴向相邻两个所述大直径FRP筋材通过端部粘接相连。本发明还公开大直径FRP筋材端部连接结构的应用和连接方法。相对现有技术，本发明技术方案具有结构简单和可靠相连等优点，可简化轴向相邻的多个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件之间进行轴向相连施工工艺以及提高连接结构的可靠性。

Description

一种大直径FRP筋材端部连接结构和连接方法及其应用

技术领域

本发明涉及工程建筑结构连接技术领域，特别涉及一种大直径FRP筋材端部连接结构和连接方法及其应用。

背景技术

钢筋混凝土结构广泛应用于现代工程，但钢筋混凝土结构的钢筋腐蚀问题已经严重影响结构的耐久性、安全性和实用性。纤维增强复合材料(FRP)筋材为采用拉挤工艺将碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等高性能连续纤维和树脂基体复合而成的一种复合材料，与钢筋相比，FRP筋材具有抗拉强度高、耐腐蚀性好、非磁性、重量轻、设计性良好等优点，是一种代替钢筋的良好材料。

然而FRP材料是热固性材料，各项异性严重，成型之后无法再进行焊接和机械加工，因此FRP筋材的连接问题成为制约FRP筋材应用的关键问题。与现有的套管连接和膨胀连接相比，粘结绑扎搭接方式由于具有便于施工、操作简易等优点，因此在实际工程中应用较广，但传统粘结绑扎搭接需要较长的搭接长度，这样不仅浪费FRP筋材且在搭接处容易形成薄弱层而最终影响FRP筋材高强度性能的发挥。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种结构简单和可靠相连的大直径FRP筋材端部连接结构，本发明还提出大直径FRP筋材端部连接结构的连接方法及其应用，旨在简化轴向相邻的预制大直径FRP筋材混凝土梁构件之间进行轴向相连施工工艺以及提高相连结构的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出的一种大直径FRP筋材端部连接结构，包括作为主体结构的混凝土主体，所述混凝土主体内部设有若干大直径FRP筋材以及用于箍紧所述大直径FRP筋材的FRP箍筋，所述大直径FRP筋材两端呈叉开状，轴向相邻两个所述大直径FRP筋材通过端部粘接相连。

优选地，所述大直径FRP筋材端部呈空间伞形分叉状，所述大直径FRP筋材端部的中部位置设有圆锥块将所述大直径FRP筋材端部撑开。

优选地，所述大直径FRP筋材顶端露出于所述混凝土主体顶面，所述混凝土主体底面设有凹槽，所述大直径FRP筋材底端部分位于所述凹槽内，所述混凝土主体外周面设有用于注胶的注胶通孔与所述凹槽通连。

优选地，所述混凝土主体底部预设有若干套筒形成所述凹槽，所述大直径FRP筋材底端穿过所述套筒并部分位于所述套筒内腔中。

优选地，所述大直径FRP筋材的形状为一维棒状。

优选地，所述大直径FRP筋材的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶的任意一种；所述大直径FRP筋材的基体材质为不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂或吠喃树脂的任意一种。

本发明还提出所述大直径FRP筋材端部连接结构的应用，所述大直径FRP筋材端部连接结构应用于轴向相邻的多个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件之间进行轴向相连，所述预制大直径FRP筋材混凝土梁构件为矩形梁、T形梁、工字梁、槽型梁或箱行梁的任意一种。

本发明还提出一种使用所述大直径FRP筋材端部连接结构的连接方法，包括以下步骤：

S1：将所述大直径FRP筋材顶端裸露于所述混凝土主体顶面，且在所述混凝土主体底部设有凹槽，所述大直径FRP筋材底端部分处于所述凹槽内，在所述混凝土主体外周面开设注胶通孔并与所述凹槽内部通连；

S2：通过外力将所述圆锥块打入至所述大直径FRP筋材端部，使所述大直径FRP筋材端部呈空间伞形分叉状，再通过粘接剂将所述圆锥块预固定；

S3：轴向相邻的两个预制大直径FRP筋材混凝土梁靠近安装，所述大直径FRP筋材顶端伸入至轴向相邻的另一所述混凝土主体底面的所述凹槽内且与所述大直径FRP筋材底端相互搭接相连；

S4：通过所述注胶通孔向所述凹槽内注入粘接剂，使轴向相邻的所述大直径FRP筋材顶端和另一所述大直径FRP筋材底端粘接相连并最终固定相连。

本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：

本发明技术方案采用分段式的预制大直径FRP筋材混凝土梁构件而组建为长度较长的整体结构，能够避免现有技术因长度较长的FRP筋材需要同时施工所带来的施工不便等缺点，因此本发明技术方案使施工过程更加简易。

另外，本发明技术方案采用大直径FRP筋材端部呈空间伞形分叉结构，轴向相邻两个大直径FRP筋材进行端部搭接相连时，可通过两者搭接而增加两者搭接面积，最终提高连接结构的可靠程度。

与此同时，大直径FRP筋材端部空间伞分叉结构能够在粘接固化后对混凝土主体产生局部压力以提高大直径FRP筋材的锚固能力，避免大直径FRP筋材在实际应用中较为容易被拔出，进一步提高连接结构的连接可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为预制大直径FRP筋材混凝土梁构件沿长度方向的内部结构示意图；

图2为图1中预制大直径FRP筋材混凝土梁构件的右视图；

图3为图1中预制大直径FRP筋材混凝土梁构件的左视图；

图4为轴向相邻的两个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件连接示意图；

图5为大直径FRP筋材端部搭接相连示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	预制大直径FRP筋材混凝土梁构件	2	套筒
11	大直径FRP筋材	3	圆锥块
				12	FRP箍筋	4	注胶通孔
13	混凝土主体

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种大直径FRP筋材端部连接结构。

请参见图1至图5，在本发明实施例技术方案主要应用于相邻的两个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件1之间的轴向相连，其中包括作为主体结构的混凝土主体13，混凝土主体13内部设有若干个大直径FRP筋材11以及用于箍紧大直径FRP筋材11的FRP箍筋12。为了实现轴向相邻两个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件1之间相互相连，本实施例的大直径FRP筋材11顶端部分裸露于混凝土主体13顶面外部，与此同时，混凝土主体13底面设置有凹槽，从而使大直径FRP筋材11底端露出在凹槽内部。为了更为方便地在混凝土主体13底面设置凹槽，本实施例在混凝土主体13浇注前预先设置套筒2，并且使大直径FRP筋材11底端穿过套筒2而伸入至套筒2内部。与此同时，在混凝土主体13外周面设置用于注胶的注胶通孔4与套筒2内部通连，从而方便地向套筒2内部注入粘接剂。

与此同时，本实施例采用铁质的圆锥块3，并借助外力将圆锥块3打入至大直径FRP筋材11的端部，使大直径FRP筋材11的端部呈空间伞形分叉状，并且通过粘接剂将圆锥块3进行预固定，使大直径FRP筋材11的端部一直保持空间伞形分叉状态，然后相邻的两个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件1之间进行轴向相连时，通过粘接剂将轴向相邻的大直径FRP筋材11进行粘接相连，以实现轴向相邻两个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件1之间轴向相连。

优选地，本实施例大直径FRP筋材端部连接结构可用于连接横截面为矩形梁、T形梁、工字梁、槽型梁或箱行梁的任意一种的轴向相邻的两个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件1之间相互相连，并且大直径FRP筋材11的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶的任意一种；大直径FRP筋材11的基体材质为不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂或吠喃树脂。

本发明实施例的大直径FRP筋材端部连接结构应用于轴向相邻的多个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件之间进行轴向相连，预制大直径FRP筋材混凝土梁构件为矩形梁、T形梁、工字梁、槽型梁或箱行梁的任意一种。

请参见图1至图5，本发明实施例大直径FRP筋材端部连接结构对轴向相邻的两个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件1之间相互相连，具体包括以下步骤：

首先保证大直径FRP筋材11顶端裸露于混凝土主体13顶面，并且需要保证大直径FRP筋材11底端裸露于预先设置的套筒2内部，然后通过外力将圆锥块3打入至大直径FRP筋材11端部，使大直径FRP筋材11呈空间伞形分叉状，通过粘接剂将圆锥块3预固定。然后将轴向相邻的两个预制大直径FRP筋材混凝土梁1靠近安装，大直径FRP筋材11顶端伸入至轴向相邻的另一混凝土主体13底面的套筒2内且与大直径FRP筋材11底端相互搭接相连；最终通过注胶通孔4向套筒2内注入粘接剂，使上下相邻的大直径FRP筋材11顶端和相邻的另一大直径FRP筋材11底端粘接相连并最终固定相连。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种大直径FRP筋材端部连接结构，其特征在于，包括作为主体结构的混凝土主体，所述混凝土主体内部设有若干大直径FRP筋材以及用于箍紧所述大直径FRP筋材的FRP箍筋，所述大直径FRP筋材两端呈叉开状，轴向相邻两个所述大直径FRP筋材通过端部粘接相连；

所述大直径FRP筋材端部呈空间伞形分叉状，所述大直径FRP筋材端部的中部位置设有圆锥块将所述大直径FRP筋材端部撑开；

所述大直径FRP筋材顶端露出于所述混凝土主体顶面，所述混凝土主体底面设有凹槽，所述大直径FRP筋材底端部分位于所述凹槽内，所述混凝土主体外周面设有用于注胶的注胶通孔与所述凹槽通连；

所述混凝土主体底部预设有若干套筒形成所述凹槽，所述大直径FRP筋材底端穿过所述套筒并部分位于所述套筒内腔中；

所述大直径FRP筋材的形状为一维棒状。

2.如权利要求1所述的大直径FRP筋材端部连接结构，其特征在于，所述大直径FRP筋材的纤维材质为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶的任意一种；所述大直径FRP筋材的基体材质为不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂或吠喃树脂的任意一种。

3.如权利要求1所述大直径FRP筋材端部连接结构的应用，其特征在于，所述大直径FRP筋材端部连接结构应用于轴向相邻的多个预制大直径FRP筋材混凝土梁构件之间进行轴向相连，所述预制大直径FRP筋材混凝土梁构件为矩形梁、T形梁、工字梁、槽型梁或箱行梁的任意一种。

4.一种使用如权利要求1所述大直径FRP筋材端部连接结构的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将所述大直径FRP筋材顶端裸露于所述混凝土主体顶面，且在所述混凝土主体底部设有凹槽，所述大直径FRP筋材底端部分处于所述凹槽内，在所述混凝土主体外周面开设注胶通孔并与所述凹槽内部通连；

S2：通过外力将所述圆锥块打入至所述大直径FRP筋材端部，使所述大直径FRP筋材端部呈空间伞形分叉状，再通过粘接剂将所述圆锥块预固定；

S3：轴向相邻的两个预制大直径FRP筋材混凝土梁靠近安装，所述大直径FRP筋材顶端伸入至轴向相邻的另一所述混凝土主体底面的所述凹槽内且与所述大直径FRP筋材底端相互搭接相连；

S4：通过所述注胶通孔向所述凹槽内注入粘接剂，使轴向相邻的所述大直径FRP筋材顶端和另一所述大直径FRP筋材底端粘接相连并最终固定相连。