CN109838040A - 一种复材筋连接器及连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复材筋连接器及连接方法，连接器包括至少两个软金属管、两个定位档塞、一灌浆套筒和灌浆料；灌浆套筒具有注浆孔和出浆孔；使用时，灌浆套筒的两端分别套设在两段待连接的复材筋的连接端上；软金属管和定位档塞均套设在复材筋上，且软金属管位于灌浆套筒内，两个定位档塞分别与灌浆套筒的两端口紧密贴合；灌浆料填充在灌浆套筒内。本发明可用于在预制复材筋混凝土结构中解决复材筋的连接问题，具有连接效果好，长期性能可靠，连接长度短，成型便捷，操作简单等效果，对促进预制复材筋混凝土结构实现大规模工业化生产及应用具有较大的现实意义。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构工程技术领域，具体来说，涉及一种复材筋连接器及连接方法。
背景技术
与现浇钢筋混凝土结构先比，预制钢筋混凝土结构具有节省工期和工程造价等优势。现有的钢筋混凝土预制构件的连接技术已经较为成熟且在工程中进行了大面积的推广，比如机械连接、浆锚连接和灌浆套筒连接等。
随着国家海洋战略的开展以及未来对基础设施长寿命的需求不断提高，预制复材筋混凝土结构越来越受到研究人员以及工程人员的关注。然而，在预制复材筋混凝土结构中，还尚未有较好的方法用于复材筋的连接，所以迫切需要一种复材筋连接器来解决复材筋的连接问题。
发明内容
本发明提供一种复材筋连接器及连接方法，以解决预制复材筋混凝土结构中复材筋的连接问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案：
一方面，本发明实施例提出一种复材筋连接器，所述连接器包括软金属管、定位档塞、灌浆套筒和灌浆料；所述灌浆套筒具有注浆孔和出浆孔；使用时，所述灌浆套筒的两端分别套设在两段待连接的复材筋的连接端外侧；所述软金属管和定位档塞均套设在复材筋上，且软金属管位于灌浆套筒内，定位档塞分别与灌浆套筒的两端口紧密贴合；所述灌浆料填充在灌浆套筒内。
作为优选例，所述灌浆套筒的内壁设有凹凸结构。
作为优选例，所述软金属管为铝合金管。
作为优选例，所述软金属管为圆柱形，长度为待连接的复材筋直径的0.5～1.0倍，壁厚为3～6mm，内径比复材筋直径大0～1mm。
作为优选例，所述灌浆料的抗压强度不低于90Mpa。
另一方面，本发明实施例还提供一种复材筋连接方法，该方法包括：
S10.将两个定位档塞分别套设在两段待连接的复材筋的连接端；
S20.将软金属管套在复材筋上，采用冷挤压设备使软金属管产生塑性变形，软金属管附着于复材筋表面；
S30.将两段待连接的复材筋的连接端分别插入灌浆套筒的两端，使软金属管位于灌浆套筒内，两个定位档塞分别与灌浆套筒的两端口紧密贴合；
S40.从灌浆套筒的注浆孔将灌浆料注入灌浆套筒内，直至灌浆料从灌浆套筒的出浆孔流出，将注浆孔封堵；待灌浆套筒内的灌浆料养护完成后，两段待连接的复材筋连接完成。
作为优选例，所述灌浆套筒的内壁设有凹凸结构。
作为优选例，所述软金属管为铝合金管。
作为优选例，所述步骤S10前还包括：对软金属管和复材筋进行预挤压测试，根据挤压成型后复材筋的抗拉强度值损失率在5％以下的原则，确定软金属管的长度、壁厚、直径、数量、分布在复材筋上的间距以及挤压值。
作为优选例，所述软金属管为圆柱形，长度为待连接的复材筋直径的0.5～1.0倍，壁厚为3～6mm，内径比复材筋直径大0～1mm。
与现有技术相比，本发明实施例的复材筋连接器及连接方法，可用于在预制复材筋混凝土结构中解决复材筋的连接问题。本实施例中，两段待连接的复材筋的连接端套设软金属管，经挤压后软金属管紧紧依附在复材筋表面，两段待连接的复材筋的连接端均位于灌浆套筒内，通过注入灌浆料进行锚固，实现两段复材筋的连接。本实施例中，采用冷挤压设备将软金属管挤压在复材筋表面，成型后的软金属管与复材筋咬合在一起，在受力过程中，软金属管的存在极大地弥补了复材筋自身肋强度较低的劣势，提高了复材筋的自锚能力，延缓了复材筋周围灌浆料的开裂，并促使破坏界面由复材筋-灌浆料向软金属管-灌浆料转变，从而显著提高了复材筋在灌浆料中的锚固能力。因此，本发明实施例具有连接效果好，长期性能可靠，连接长度短，成型便捷，操作简单等效果，对促进预制复材筋混凝土结构实现大规模工业化生产及应用具有较大的现实意义。
附图说明
图1为本发明实施例使用时结构示意图。
图中有：软金属管1、定位挡塞2、灌浆套筒3、注浆孔31、出浆孔32、凹凸结构33、灌浆料4、复材筋5。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例的复材筋连接器，包括软金属管1、定位档塞2、灌浆套筒3和灌浆料4。灌浆套筒3具有注浆孔31和出浆孔32，分别位于灌浆套筒的两端侧部。使用时，灌浆套筒3的两端分别套设在两段待连接的复材筋5的连接端外侧。软金属管1和定位档塞2均套设在复材筋5上，且软金属管1位于灌浆套筒3内，定位档塞2分别与灌浆套筒3的两端口紧密贴合。灌浆料4从灌浆套筒的注浆孔31注入，填充满灌浆套筒3后从灌浆套筒的出浆孔32溢出。其中，灌浆套筒3可选市面比较成熟的商业钢筋连接用灌浆套筒、FRP缠绕管制套筒或FRP-钢复合管制套筒。
本发明实施例，可用于在预制复材筋混凝土结构中连接复材筋。本实施例中，两段待连接的复材筋5的连接端套设有软金属管1，经挤压后软金属套管1紧紧依附在复材筋5表面，两段待连接的复材筋5的连接端均位于灌浆套筒3内，通过注入灌浆料4进行锚固，实现两段复材筋的连接。本实施例中，采用软金属管1套设在复材筋5表面，经挤压成型后的软金属管1与复材筋5咬合在一起，软金属管1与复材筋5界面间的咬合力高于复材筋5与灌浆料4的界面强度，故需要的连接长度短。软金属管1作为附加肋，可极大地弥补复材筋5肋强度较低的劣势。在受力过程中，软金属管1对灌浆料4的作用力主要是侧表面的摩擦力、机械咬合力(侧表面因挤压存在微小凹凸不平)和端部的水平挤压力，其中端部水平挤压力的存在，大大降低了灌浆料4受到的斜向挤压力作用，因此，在附加肋长度范围内的混凝土，所受到的“径向分力”大为减小，从而在整个复材筋与混凝土粘结长度范围上，混凝土受到的环向拉应力减小，可延缓灌浆料的开裂。同时破坏界面由复材筋-灌浆料向软金属管-灌浆料转变，从而显著提高了复材筋在灌浆料中的锚固能力。因此，本发明实施例具有连接效果好，长期性能可靠，连接长度短，成型便捷，操作简单等效果，对促进预制复材筋混凝土结构实现大规模工业化生产及应用具有较大的现实意义。
本发明实施例还提供一种复材筋连接方法，使用上述复材筋连接器，该方法包括：
S10.将两个定位档塞2分别套设在两段待连接的复材筋5的连接端；
S20.将软金属管1套在复材筋5上，采用冷挤压设备使软金属管1产生塑性变形，紧紧附着于复材筋5表面；
S30.将两段待连接的复材筋5的连接端分别插入灌浆套筒3的两端，使软金属管1位于灌浆套筒3内，两个定位档塞2分别与灌浆套筒3的两端口紧密贴合；
S40.从灌浆套筒的注浆孔31将灌浆料4注入灌浆套筒3内，直至灌浆料4从灌浆套筒的出浆孔32流出，将注浆孔31封堵，待灌浆套筒内的灌浆料养护完成后，两段待连接的复材筋连接完成。
作为优选例，所述灌浆套筒3的内壁设有凹凸结构33。灌浆套筒内部采用凹凸构造33，与筒内的复材筋5以及软金属管1产生相互作用，可大幅度提高灌浆料4与灌浆套筒内壁的粘结强度和机械咬合力，使得复材筋在灌浆套筒内更加稳定，提高锚固能力，连接效果更好。
作为优选例，所述软金属管1为铝合金管。软金属管采用铝合金制成，质地柔软，易于挤压成型，制造便捷，材料价格低，可节约制造成本。
作为优选例，所述步骤S10前还包括：对软金属管和复材筋进行预挤压测试，根据挤压成型后复材筋的抗拉强度值损失率在5％以下的原则，确定软金属管的长度、壁厚、直径、数量、分布在复材筋上的间距以及挤压值。连接前，先进行预挤压测试确定软金属管的长度、壁厚、直径、数量、分布在复材筋上的间距以及挤压值，使得复材筋强度损失率低于5％，复材筋强度损失率越低，连接效果越好。
本优选例中，采用T6061型铝合金管对直径为10.5mm的带螺旋肋碳纤维复材筋进行预挤压测试，部分测试结果见表1。
表1预挤压测试结果
需要说明的是，表1中“复材筋强度损失率”一列，“-”代表挤压后复材筋强度损失，“+”代表挤压后复材筋强度增加。
使用时，通过合理的搭配软金属管的长度、壁厚、直径、数量、间距以及挤压值，保证复材筋强度损失率低于5％，从而保证连接效果。
作为优选例，所述软金属管为圆柱形，长度为待连接的复材筋5直径的0.5～1.0倍，壁厚为3～6mm，内径比复材筋5直径大0～1mm。采用上述尺寸的铝合金管，可减少复材筋的损失率，提高锚固能力，提高连接效果。
作为优选例，所述灌浆料4的抗压强度不低于90Mpa。本优选实施例中，灌浆料4的抗压强度应不低于90Mpa，其力学性能应满足现有钢筋灌浆料规范要求，保证锚固强度和连接效果。
本发明中所述具体实施案例仅为本发明的优选实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。
Claims (10)
1.一种复材筋连接器，其特征在于，所述连接器包括软金属管(1)、定位档塞(2)、灌浆套筒(3)和灌浆料(4)；所述灌浆套筒(3)具有注浆孔(31)和出浆孔(32)；使用时，所述灌浆套筒(3)的两端分别套设在两段待连接的复材筋(5)的连接端外侧；所述软金属管(1)和定位档塞(2)均套设在复材筋(5)上，且软金属管(1)位于灌浆套筒(3)内，定位档塞(2)分别与灌浆套筒(3)的两端口紧密贴合；所述灌浆料(4)填充在灌浆套筒(3)内。
2.如权利要求1所述的复材筋连接器，其特征在于，所述灌浆套筒(3)的内壁设有凹凸结构(33)。
3.如权利要求1或2所述的复材筋连接器，其特征在于，所述软金属管(1)为铝合金管。
4.如权利要求1所述的复材筋连接器，其特征在于，所述软金属管(1)为圆柱形，长度为待连接的复材筋(5)直径的0.5～1.0倍，壁厚为3～6mm，内径比复材筋(5)直径大0～1mm。
5.如权利要求1所述的复材筋连接器，其特征在于，所述灌浆料(4)的抗压强度不低于90Mpa。
6.一种复材筋连接方法，其特征在于，使用权利要求1所述的复材筋连接器，该方法包括：
S10.将两个定位档塞(2)分别套设在两段待连接的复材筋(5)的连接端；
S20.将软金属管(1)套在复材筋(5)上，采用冷挤压设备使软金属管(1)产生塑性变形，软金属管(1)附着于复材筋(5)表面；
S30.将两段待连接的复材筋(5)的连接端分别插入灌浆套筒(3)的两端，使软金属管(1)位于灌浆套筒(3)内，两个定位档塞(2)分别与灌浆套筒(3)的两端口紧密贴合；
S40.从灌浆套筒的注浆孔(31)将灌浆料(4)注入灌浆套筒(3)内，直至灌浆料(4)从灌浆套筒的出浆孔(32)流出，将注浆孔(31)封堵；待灌浆套筒内的灌浆料养护完成后，两段待连接的复材筋连接完成。
7.如权利要求6所述的连接复材筋的方法，其特征在于，所述灌浆套筒(3)的内壁设有凹凸结构(33)。
8.如权利要求6或7所述的连接复材筋的方法，其特征在于，所述软金属管(1)为铝合金管。
9.如权利要求6所述的连接复材筋的方法，其特征在于，所述步骤S10前还包括：对软金属管和复材筋进行预挤压测试，根据挤压成型后复材筋的抗拉强度值损失率在5％以下的原则，确定软金属管的长度、壁厚、直径、数量、分布在复材筋上的间距以及挤压值。
10.如权利要求6所述的连接复材筋的方法，其特征在于，所述软金属管为圆柱形，长度为待连接的复材筋(5)直径的0.5～1.0倍，壁厚为3～6mm，内径比复材筋(5)直径大0～1mm。
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