CN110761576A - 一种rc钢筋混凝土梁主动约束加固装置 - Google Patents

Abstract

一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，包括若干组加固框架，若干组加固框架之间设置有横向连接板，加固框架通过导线连接有外部热激励电源设备。本发明克服传统预应力结构预应力施加步骤繁琐、预应力施工机械繁重(需配套大型张拉机械设备和特殊张拉锚具等)和预应力损失严重等缺陷，并有效提升工程结构质量和施工速度。

Description

一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置

技术领域

本发明属于工程结构加固技术领域，涉及一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置。

背景技术

侧向约束可改善混凝土脆性，提高钢筋混凝土构件的强度和变形能力。混凝土约束方法分为主动和被动两种。两种方法之间的主要区别在于：对于混凝土主动约束，在压力作用之前侧向约束就以预压力的形式施加于结构构件之上。而对于被动约束，约束力作为混凝土受力而间接施加于构件之上。为使被动约束作用完全被“激活”，混凝土将不可避免产生一定程度的损坏。

目前，用于混凝土主动约束加固最常见的材料为钢材(预应力钢丝、预应力钢绞线和预应力钢板箍)和纤维增强复合材料(FRP)。但钢材容易发生锈蚀，耐久性差。FRP需用环氧树脂作为粘合剂粘贴在构件表面，有发生脱落的危险。此外，这两类材料预应力的施加都需借助专用张拉设备，会耗费过多的人力、物力和财力。形状记忆合金作为新型智能驱动材料，因特有的可逆马氏体相变，在热力载荷作用下表现出形状记忆效应。当约束有塑性预应变的形状记忆合金两端，并将其加热至某特定温度之上，其内部将产生回复力。NiTiNb形状记忆合金具有可恢复应力/应变大、耐腐蚀和性能稳定等优点。众多研究也证明：NiTiNb形状记忆合金经适当的低温预变形处理后，马氏体相变开始温度可低于工程结构所处环境温度，热触发产生的回复力可在工程结构所处环境温度下永久保持。因此，基于NiTiNb形状记忆合金发明一种构造简单、使用方便、性能稳定的RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置具有极为广阔的工程应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，解决了现有技术中存在的被动约束作用完全被“激活”对混凝土产生一定程度的损坏的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，包括若干组加固框架，若干组加固框架之间设置有横向连接板，加固框架通过导线连接有外部热激励电源设备。

本发明的特点还在于：

若干组所述加固框架依次排列后组成一个矩形通道。

若干组加固框架等间距平行设置。

加固框架包括两根矩形截面薄钢管，两根矩形截面薄钢管所在的平面平行，两根矩形截面薄钢管平行相对放置，两个矩形截面薄钢管的两端端部均设置有记忆合金棒垂直相连，相邻加固框架的矩形截面薄钢管通过横向连接板固定连接，记忆合金棒通过导线连接外部热激励电源设备。

横向连接钢板两端端部均设有卡扣，矩形截面薄钢管的侧壁设有供卡扣嵌入的凹槽。

相邻的横向连接钢板间隔排布。

相邻加固框架的矩形截面薄钢管间隔排布。

记忆合金棒两端端部穿过矩形截面薄钢管，记忆合金棒两端端部设置有螺纹，记忆合金棒两端端部依次套设有固定支座与螺母。

记忆合金棒采用NiTiNb形状记忆合金。本发明的有益效果是：

克服传统预应力结构预应力施加步骤繁琐、预应力施工机械繁重的工期问题，NiTiNb形状记忆合金提供的永久稳定的回复应力，延长RC钢筋混凝土梁的寿命与强度，且弯曲强度无退化。

附图说明

图1是本发明一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置的结构示意图；

图2是本发明一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置的加固框架结构示意图；

图3是本发明一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置的电路连接图，

图4是本发明一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置的横向连接板结构示意图；

图中，1.加固框架，2.横向连接板，3.外部热激励电源设备，1-1.两根矩形截面薄钢管，1-2.记忆合金棒，2-1.卡扣，1-1-1.凹槽，1-2-1.固定支座，9.螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，结构如图1所示，包括若干组加固框架1，若干组加固框架1之间设置有横向连接板2，加固框架1通过导线连接有外部热激励电源设备3。外部热激励电源设备3的型号为JS1001D。

若干组所述加固框架1依次排列后组成一个矩形通道，若干组加固框架1等间距平行设置。

如图2所示，加固框架1包括两根矩形截面薄钢管1-1，两根矩形截面薄钢管1-1所在的平面平行，两根矩形截面薄钢管1-1平行相对放置，两个矩形截面薄钢管1-1的两端端部均设置有记忆合金棒1-2垂直相连，相邻加固框架1的矩形截面薄钢管1-1通过横向连接板2固定连接，如图3所示，记忆合金棒1-2通过导线连接外部热激励电源设备3。记忆合金棒1-2采用NiTiNb形状记忆合金。

如图4所示，横向连接钢板2两端端部均设有卡扣2-1，矩形截面薄钢管1-1的侧壁设有供卡扣2-1嵌入的凹槽1-1-1。

相邻的横向连接钢板2间隔排布，相邻加固框架1的矩形截面薄钢管1-1间隔排布。同一侧面相邻矩形截面薄钢管1-1通过横向连接钢板2相连接为整体。

记忆合金棒1-2两端端部穿过矩形截面薄钢管1-1，记忆合金棒1-2两端端部设置有螺纹，记忆合金棒1-2两端端部依次套设有固定支座1-2-1与螺母1-2-2，矩形截面薄钢管1-1通过拧紧固定支座1-2-1上螺栓1-2-2固定在RC钢筋混凝土梁6上。

矩形截面薄钢管1-1长度超出RC钢筋混凝土梁截面边长200mm。使用过程中，矩形截面薄钢管1-1两端相对于RC钢筋混凝土梁侧边各预留100mm的距离，用以连接记忆合金棒1-2。

本发明一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，工作过程如下：

先通过固定支座1-2-1将矩形截面薄钢管1-1安装至RC钢筋混凝土梁上，并将矩形截面薄钢管1-1相对于RC钢筋混凝土梁6侧边各预留100mm的距离。

使用横向连接钢板2将RC钢筋混凝土梁四侧边的矩形截面薄钢管1-1连为一体。

打开与记忆合金棒1-2相连的外部热激励电源设备3，利用NiTiNb形状记忆合金的电阻热激活形状记忆效应。记忆合金棒1-2产生的回复力通过矩形截面薄钢管1-1递至RC钢筋混凝土梁上，从而对RC钢筋混凝土梁上产生主动约束力。

本发明一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，有益效果在于：

1.本发明克服传统预应力结构预应力施加步骤繁琐、预应力施工机械繁重(需配套大型张拉机械设备和特殊张拉锚具等)和预应力损失严重等缺陷，并有效提升工程结构质量和施工速度。

2.NiTiNb形状记忆合金可提供永久稳定的回复应力，且不需要机械张拉，通过热激励即可产生预应力，操作简单有效。另外，NiTiNb形状记忆合金丝还具有高阻尼性，耗能能力强，因此对结构抗震性能的提升可以起到至关重要的作用。

3.NiTiNb形状记忆合金提供的永久稳定的回复应力可以有效地提高RC钢筋混凝土梁的强度和延性，且弯曲强度无退化。

Claims (9)

1.一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，包括若干组加固框架(1)，若干组所述加固框架(1)之间设置有横向连接板(2)，加固框架(1)通过导线连接有外部热激励电源设备(3)。

2.根据权利要求1所述的一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，若干组所述加固框架(1)依次排列后组成一个矩形通道。

3.根据权利要求1所述的一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，若干组所述加固框架(1)等间距平行设置。

4.根据权利要求1所述的一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，所述加固框架(1)包括两根矩形截面薄钢管(1-1)，两根所述矩形截面薄钢管(1-1)所在的平面平行，两根所述矩形截面薄钢管(1-1)平行相对放置，两个所述矩形截面薄钢管(1-1)的两端端部均设置有记忆合金棒(1-2)垂直相连，相邻加固框架(1)的矩形截面薄钢管(1-1)通过横向连接板(2)固定连接，所述记忆合金棒(1-2)通过导线连接外部热激励电源设备(3)。

5.根据权利要求4所述的一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，所述横向连接钢板(2)两端端部均设有卡扣(2-1)，所述矩形截面薄钢管(1-1)的侧壁设有供卡扣(2-1)嵌入的凹槽(1-1-1)。

6.根据权利要求4所述的一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，所述相邻的横向连接钢板(2)间隔排布。

7.根据权利要求4所述的一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，所述相邻加固框架(1)的矩形截面薄钢管(1-1)间隔排布。

8.根据权利要求4所述的一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，所述记忆合金棒(1-2)两端端部穿过矩形截面薄钢管(1-1)，所述记忆合金棒(1-2)两端端部设置有螺纹，记忆合金棒(1-2)两端端部依次套设有固定支座(1-2-1)与螺母(1-2-2)。

9.根据权利要求4所述的一种RC钢筋混凝土梁主动约束加固装置，其特征在于，所述记忆合金棒(1-2)采用NiTiNb形状记忆合金。

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