CN112523229A - 一种筋材连接结构、玻璃纤维筋及其连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筋材连接结构、玻璃纤维筋及其连接方法，涉及建筑工程技术领域，解决了现有技术中使用U型卡连接玻璃纤维筋造成玻璃纤维筋容易滑脱以及两根玻璃纤维筋的连接处筋材截面积大幅度增加的技术问题。本发明的筋材连接结构包括连接套筒和粘结层，其中，连接套筒为两端开口的筒状结构，并且连接套筒的内径大于待连接筋材的外径；待连接筋材安装于连接套筒内后，粘结层位于待连接筋材与连接套筒内壁之间并通过粘结层将待连接筋材与连接套筒固定连接。本发明的筋材连接结构可用于将至少两根待连接筋材连接为整体，既可以保证两根待连接筋材连接处的强度和牢固性，又不会造成筋材连接处的截面积大幅度增加。

Description

一种筋材连接结构、玻璃纤维筋及其连接方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种筋材连接结构、玻璃纤维筋及其连接方法。

背景技术

基坑工程预应力锚索支护体系为临时性结构，在基坑支护结束后便失去作用。锚索部分中的杆体为钢绞线，该种结构至少存在如下缺陷：(1)钢绞线多应用于永久支护结构，其作为临时性结构短时间使用，造成了材料的极大浪费；(2)钢绞线长期埋于地下容易产生锈蚀，极易污染土壤及地下水；(3)部分预应力钢绞线锚索长度可达数十米，往往侵入红线外，邻近工程施作需要切除钢绞线，切除过程中钢绞线崩裂，会对切除人员造成潜在的危险。

近几年，有些专家学者针对锚索长度进行了相关研究，有的利用囊式扩体锚索，在扩体锚固段通过膨胀水泥砂浆对土体挤压可以减小锚固段长度，具有一定的经济效益，但不足之处是施工操作麻烦，自由端及非扩体段应力过高且钢绞线依旧容易发生锈蚀。因此，为了解决钢绞线存在的上述问题，急需寻求新的材料来代替钢绞线用于锚索支护体系中。

玻璃纤维(GFRP)是纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer简称FRP)的一种。纤维增强复合材料是由多股高性能连续纤维与合成树脂基体、固化剂经过特制的模具挤压、拉拢等成型工艺所形成的材料；高性能纤维为增强材料，合成树脂为基体材料。使用玻璃纤维制成的玻璃纤维筋具有以下性能：

(1)抗拉性能高，其极限抗拉强度远高于同等直径的钢绞线和普通钢筋；(2)材料比重小，质量较轻，GFRP材料的比重仅为普通钢材的17％-25％，这能大幅度减少结构的自重，有利于快速施工；(3)耐腐蚀性能好，钢筋严重的腐蚀问题不会出现在GFRP筋中，由于加筋混凝土产生的裂缝而引发结构耐久性的问题也不会发生。将其用于各类腐蚀性环境建设，可达到延长结构维护周期、大幅降低结构后期维护成本的目的；(4)电磁绝缘性好，有利于对电磁影响有特殊要求的结构使用，如地铁隧道支护等；(5)优良的抗疲劳性能；(6)可塑性强，为满足各种生产建设需求，可以加工出外形构造形式不同的筋材。

由于玻璃纤维筋具有以上特性，因此由其取代钢绞线作为预应力锚索结构，具有可行性，且具有便于切割、绿色、环保以及可降低消耗的优势。

玻璃纤维筋在边坡的永久支护结构中已得到成功应用，但目前在基坑支护中锚索结构形式及施工方法还很缺乏。这是由于玻璃纤维筋生产和运输过程中单根的长度有限，一般为12m左右，而单根锚杆的长度需要30m，甚至更长；加之玻璃纤维筋为树脂类材料，不能像钢筋进行焊接连接，目前通常采用U型卡连接玻璃纤维筋。然而申请人发现，使用U型卡连接玻璃纤维筋时，需要两根玻璃纤维筋相互搭接，受拉力大时容易滑脱，使得玻璃纤维筋不能充分发挥其抗拉强度高的优势；此外两根玻璃纤维筋的连接处大幅度增加了筋材的截面积，使得多根杆体无法插入到锚孔内，若扩大锚孔则会导致成本增加，工期延长。因此，对现有技术中玻璃纤维筋的连接结构和连接方法进行改进成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种筋材连接结构、玻璃纤维筋及其连接方法，解决了现有技术中使用U型卡连接玻璃纤维筋造成玻璃纤维筋容易滑脱以及两根玻璃纤维筋的连接处筋材截面积大幅度增加的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明的筋材连接结构，包括连接套筒和粘结层，其中，所述连接套筒为两端开口的筒状结构，并且所述连接套筒的内径大于待连接筋材的外径；所述待连接筋材安装于所述连接套筒内后，所述粘结层位于所述待连接筋材与所述连接套筒内壁之间并通过所述粘结层将所述待连接筋材与所述连接套筒固定连接。

根据一个优选实施方式，所述连接套筒的内壁上设置有防滑结构。

根据一个优选实施方式，所述防滑结构为螺纹结构。

根据一个优选实施方式，所述连接套筒使用金属材料制成，并且所述防滑结构与所述连接套筒为一体成型。

根据一个优选实施方式，所述连接套筒为内部中空的结构。

根据一个优选实施方式，所述连接套筒的长度为400～800mm，壁厚为5～20mm；并且所述连接套筒的内径大于所述待连接筋材的外径1～20mm。

根据一个优选实施方式，所述粘结层为粘结剂凝固后形成的。

本发明的玻璃纤维筋，包括至少两根待连接玻璃纤维筋材和本发明任一技术方案所述的筋材连接结构，并且相邻两根所述待连接玻璃纤维筋材的端部通过所述筋材连接结构固定连接。

根据一个优选实施方式，相邻两根所述待连接玻璃纤维筋材的直径相同或者不同。

本发明任一技术方案所述的玻璃纤维筋的连接方法，包括如下步骤：

使用胶枪和/或涂抹工具向连接套筒内灌注粘结剂，待所述连接套筒内注满粘结剂后，将所述连接套筒平放；

依据所需玻璃纤维筋的长度选择所需待连接玻璃纤维筋材的数量，并将两根待连接玻璃纤维筋材一端的端部分别经所述连接套筒两端的开口旋转插入所述连接套筒内，直至两根所述待连接玻璃纤维筋材的端部相互抵接；

待所述待连接玻璃纤维筋材连接完成后，使所述连接套筒两端的所述待连接玻璃纤维筋材处于同一直线且所述待连接玻璃纤维筋材与所述连接套筒内壁之间的间隙保持均匀，并将所述连接套筒置于干燥的环境下凝固，待所述粘结剂凝固后，所述待连接玻璃纤维筋材连接为一个整体。

本发明提供的筋材连接结构、玻璃纤维筋及其连接方法至少具有如下有益技术效果：

本发明的筋材连接结构，包括连接套筒和粘结层，其中，连接套筒为两端开口的筒状结构，并且连接套筒的内径大于待连接筋材的外径；待连接筋材安装于连接套筒内后，粘结层位于待连接筋材与连接套筒内壁之间并通过粘结层将待连接筋材与连接套筒固定连接，即本发明的筋材连接结构通过连接套筒和粘结层可将至少两根待连接筋材连接为整体，既可以保证两根待连接筋材连接处的强度和牢固性，又不会造成筋材连接处的截面积大幅度增加。另一方面，本发明的筋材连接结构具有连接简单、质量可靠和适用性强的优势。

本发明的玻璃纤维筋，包括至少两根待连接玻璃纤维筋材和本发明任一技术方案的筋材连接结构，并且相邻两根待连接玻璃纤维筋材的端部通过筋材连接结构固定连接，本发明的玻璃纤维筋，通过筋材连接结构将至少两根待连接玻璃纤维筋材连接为一个整体，具有连接可靠的优势，而且不会造成玻璃纤维筋连接处的截面积大幅度增加；使得连接后的玻璃纤维筋不仅可满足所需长度，还能使玻璃纤维筋充分发挥抗拉强度高的优势。

本发明玻璃纤维筋的连接方法，包括向连接套筒内灌注粘结剂、将待连接玻璃纤维筋材旋转插入连接套筒内以及等待粘结剂凝固的步骤，具有操作简单方便的优势，而且通过该连接方法连接形成的玻璃纤维筋具有连接可靠的优势，也不会造成玻璃纤维筋连接处的截面积大幅度增加；使得连接后的玻璃纤维筋不仅可满足所需长度，还能使玻璃纤维筋充分发挥抗拉强度高的优势。

即本发明的筋材连接结构、玻璃纤维筋及其连接方法，解决了现有技术中使用U型卡连接玻璃纤维筋造成玻璃纤维筋容易滑脱以及两根玻璃纤维筋的连接处筋材截面积大幅度增加的技术问题。

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获得其他的附图。

图1是本发明筋材连接结构的一个优选实施方式主视图；

图2是本发明玻璃纤维筋的一个优选实施方式主视图；

图3是本发明玻璃纤维筋的一个优选实施方式侧视图。

图中：10、筋材连接结构；101、连接套筒；102、粘结层；20、待连接玻璃纤维筋材。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合说明书附图1～3以及实施例1～3对本发明筋材连接结构、玻璃纤维筋及其连接方法进行详细说明。

实施例1

本实施例对本发明的筋材连接结构进行详细说明。

本实施例的筋材连接结构10，包括连接套筒101和粘结层102，如图1～3所示。优选的，连接套筒101为两端开口的筒状结构，并且连接套筒101的内径大于待连接筋材的外径；待连接筋材安装于连接套筒101内后，粘结层102位于待连接筋材与连接套筒101内壁之间并通过粘结层102将待连接筋材与连接套筒101固定连接，如图3所示。本实施例的筋材连接结构10，例如可用于玻璃纤维筋之间的连接、钢筋之间的连接、玻璃纤维筋与钢筋之间的连接；不限于此，也可用于其余树脂类筋材之间的连接。

本实施例的筋材连接结构10将至少两根待连接筋材连接为整体后，连接后的筋杆体的受力原理为：筋材连接结构10一侧的筋材收到荷载后，荷载被传递至筋材连接结构10，筋材连接结构10再将荷载传递给另一侧的筋材，此处的筋材连接结构10承受与筋材相同的荷载，是荷载传递的重要结构。

本实施例的筋材连接结构10通过连接套筒101和粘结层102可将至少两根待连接筋材连接为整体，既可以保证两根待连接筋材连接处的强度和牢固性，又不会造成筋材连接处的截面积大幅度增加。另一方面，本实施例的筋材连接结构10具有连接简单、质量可靠和适用性强的优势。即本实施例的筋材连接结构10，解决了现有技术中使用U型卡连接玻璃纤维筋造成玻璃纤维筋容易滑脱以及两根玻璃纤维筋的连接处筋材截面积大幅度增加的技术问题。

根据一个优选实施方式，连接套筒101的内壁上设置有防滑结构。优选的，防滑结构为螺纹结构。不限于此，防滑结构也可以是其余结构，例如凸块结构。本实施例优选技术方案在连接套筒101内壁上设置防滑结构，可增强连接套筒101内壁与粘结层102之间的粘结效果，从而保证筋材连接结构10在连接筋材时的可靠性。

优选的，待连接筋材表面具有第一螺纹结构，连接套筒101内设置有第二螺纹结构，并且第二螺纹结构与第一螺纹结构相适配，使得待连接筋材和连接套筒101之间可螺纹连接，再通过粘结层102粘结，可保证二者连接的可靠性。

优选的，连接套筒101使用金属材料制成，并且防滑结构与连接套筒101为一体成型。本实施例优选技术方案的连接套筒101选用刚度较大的金属材料制成，可保证连接套筒101具有足够的强度。另一方面，本实施例优选技术方案的防滑结构与连接套筒101为一体成型，例如连接套筒101内预制防滑结构，可避免影响连接套筒101的强度。

根据一个优选实施方式，连接套筒101为内部中空的结构。本实施例优选技术方案连接套筒101为内部中空的结构，将待连接筋材插入连接套筒101内时，可使待连接筋材的端部相互抵接，有助于增强待连接筋材连接后的稳固性。

根据一个优选实施方式，连接套筒101的长度为400～800mm，壁厚为5～20mm；并且连接套筒101的内径大于待连接筋材的外径1～20mm。本实施例优选技术方案连接套筒101的尺寸可基于待连接筋材的尺寸确定，连接套筒101的内径略大于待连接筋材的外径即可，使得连接后的筋杆体既可以保证两根待连接筋材连接处的强度，又不会造成筋材连接处的截面积大幅度增加。

根据一个优选实施方式，粘结层102为粘结剂凝固后形成的。优选的，粘结剂为环氧树脂。更优选的，粘结层102使用环氧树脂A剂和环氧树脂B剂按比例混合制得。例如环氧树脂为现有技术中的环氧树脂AB胶。本实施例优选技术方案的粘结层102使用环氧树脂制成，可保证粘结层102与待连接筋材和连接套筒101之间连接的稳固性。

实施例2

本实施例对本发明的玻璃纤维筋进行详细说明。

本实施例的玻璃纤维筋，包括至少两根待连接玻璃纤维筋材20和实施例1中任一技术方案的筋材连接结构10，并且相邻两根待连接玻璃纤维筋材20的端部通过筋材连接结构10固定连接，如图2或3所示。

本实施例的玻璃纤维筋，通过筋材连接结构10将至少两根待连接玻璃纤维筋材20连接为一个整体，具有连接可靠的优势，而且不会造成玻璃纤维筋连接处的截面积大幅度增加；使得连接后的玻璃纤维筋不仅可满足所需长度，还能使玻璃纤维筋充分发挥抗拉强度高的优势。即本实施例的玻璃纤维筋，解决了现有技术中使用U型卡连接玻璃纤维筋造成玻璃纤维筋容易滑脱以及两根玻璃纤维筋的连接处筋材截面积大幅度增加的技术问题。

根据一个优选实施方式，相邻两根待连接玻璃纤维筋材20的直径相同或者不同。优选的，相邻两根待连接玻璃纤维筋材20的直径相同。本实施例优选技术方案的玻璃纤维筋，既可以是直径相同的待连接玻璃纤维筋材20通过筋材连接结构10固定连接形成的，也可以是直径不同的待连接玻璃纤维筋材20通过筋材连接结构10固定连接形成的。

本实施例的筋材连接结构10和待连接玻璃纤维筋材20可以在工厂完成，再运输至现场组装即可，有利于降低施工人员的作业难度。由于本实施例的玻璃纤维筋可通过筋材连接结构10固定连接为所需长度，在工厂预制时，可将待连接玻璃纤维筋材20制成稍短的长度，方便运输，因而可以解决现有技术中玻璃纤维筋材长度较长，存在运输困难和不便的技术问题。

根据一个优选实施方式，待连接玻璃纤维筋材20为螺纹玻璃纤维筋。

根据一个优选实施方式，待连接玻璃纤维筋材20为大直径玻璃纤维筋。大直径玻璃纤维筋具有运输方便、加工简单、组装简单的优势。

本实施例的玻璃纤维筋，采用筋材连接结构10将待连接玻璃纤维筋材20连接为一个整体后，具有可靠性高、可充分发挥玻璃纤维筋抗拉强度高的优势。连接后的玻璃纤维筋杆体的受力原理为：筋材连接结构10一侧的玻璃纤维筋收到荷载后，荷载被传递至筋材连接结构10，筋材连接结构10再将荷载传递给另一侧的玻璃纤维筋，此处的筋材连接结构10承受与玻璃纤维筋相同的荷载，是荷载传递的重要结构。

实施例3

本实施例对本发明玻璃纤维筋的连接方法进行详细说明。

本实施例玻璃纤维筋的连接方法，所说的玻璃纤维筋为实施例2中任一技术方案的玻璃纤维筋，该连接方法包括如下步骤：

S1：使用胶枪和/或涂抹工具向连接套筒101内灌注粘结剂，待连接套筒101内注满粘结剂后，将连接套筒101平放。

具体的，步骤S1中，连接套筒101使用金属材料制作，长度600mm，内径38mm，壁厚9mm，内壁预制螺纹结构。使用环氧树脂作为粘结剂。首先将环氧树脂A、B剂按比例称取并混合均匀，将混合后的环氧树脂涂抹在小直径的带肋钢筋表面，将连接套筒101垂直放置使用胶棒将环氧树脂涂抹到连接套筒101内，待一端填充满后调换连接套筒101的另一端向上，继续使用胶棒涂抹至连接套筒101内灌满环氧树脂。

S2：依据所需玻璃纤维筋的长度选择所需待连接玻璃纤维筋材20的数量，并将两根待连接玻璃纤维筋材20一端的端部分别经连接套筒101两端的开口旋转插入连接套筒101内，直至两根待连接玻璃纤维筋材20的端部相互抵接。

具体的，步骤S2中，先在待连接玻璃纤维筋材20距离端部300mm位置处做标记，分两侧同时边旋转边向连接套筒101内顶进待连接玻璃纤维筋材20，顶进过程中会有环氧树脂从连接套筒101内挤出，注意旋转顶进的速度不宜太快，待连接玻璃纤维筋材20顶进至标记位置且两个待连接玻璃纤维筋材20的表面相互抵接时结束。待连接玻璃纤维筋材20相互抵接的端面为平面。

S3：待待连接玻璃纤维筋材20连接完成后，使连接套筒101两端的待连接玻璃纤维筋材20处于同一直线且待连接玻璃纤维筋材20与连接套筒101内壁之间的间隙保持均匀，并将连接套筒101置于干燥的环境下凝固，待粘结剂凝固后，待连接玻璃纤维筋材20连接为一个整体。

具体的，步骤S3中，待连接玻璃纤维筋材20相互顶紧后，连接套筒101置于地面即可，两侧的待连接玻璃纤维筋材20用垫块垫起一定高度，保证连接处两端的待连接玻璃纤维筋材20处于同一直线且待连接玻璃纤维筋材20与连接套筒101内壁的间隙均匀一致，并将连接套筒101放置于干燥的条件下凝固。待粘结剂凝固达到强度后，两侧的待连接玻璃纤维筋材20连接为一个整体。

本实施例玻璃纤维筋的连接方法，包括向连接套筒101内灌注粘结剂、将待连接玻璃纤维筋材20旋转插入连接套筒101内以及等待粘结剂凝固的步骤，具有操作简单方便的优势，而且通过该连接方法连接形成的玻璃纤维筋具有连接可靠的优势，也不会造成玻璃纤维筋连接处的截面积大幅度增加；使得连接后的玻璃纤维筋不仅可满足所需长度，还能使玻璃纤维筋充分发挥抗拉强度高的优势。即本实施例玻璃纤维筋的连接方法，解决了现有技术中使用U型卡连接玻璃纤维筋造成玻璃纤维筋容易滑脱以及两根玻璃纤维筋的连接处筋材截面积大幅度增加的技术问题。

本实施例的筋材连接结构10、玻璃纤维筋及其连接方法可用于房屋建筑、城市轨道交通以及市政等工程基坑边坡的支护，还可以推广并应用到其他行业边坡的支护、锚杆和锚索支护。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种筋材连接结构，其特征在于，包括连接套筒(101)和粘结层(102)，其中，所述连接套筒(101)为两端开口的筒状结构，并且所述连接套筒(101)的内径大于待连接筋材的外径；所述待连接筋材安装于所述连接套筒(101)内后，所述粘结层(102)位于所述待连接筋材与所述连接套筒(101)内壁之间并通过所述粘结层(102)将所述待连接筋材与所述连接套筒(101)固定连接。

2.根据权利要求1所述的筋材连接结构，其特征在于，所述连接套筒(101)的内壁上设置有防滑结构。

3.根据权利要求2所述的筋材连接结构，其特征在于，所述防滑结构为螺纹结构。

4.根据权利要求2所述的筋材连接结构，其特征在于，所述连接套筒(101)使用金属材料制成，并且所述防滑结构与所述连接套筒(101)为一体成型。

5.根据权利要求1所述的筋材连接结构，其特征在于，所述连接套筒(101)为内部中空的结构。

6.根据权利要求1所述的筋材连接结构，其特征在于，所述连接套筒(101)的长度为400～800mm，壁厚为5～20mm；并且所述连接套筒(101)的内径大于所述待连接筋材的外径1～20mm。

7.根据权利要求1所述的筋材连接结构，其特征在于，所述粘结层(102)为粘结剂凝固后形成的。

8.一种玻璃纤维筋，其特征在于，包括至少两根待连接玻璃纤维筋材(20)和权利要求1至7之一所述的筋材连接结构，并且相邻两根所述待连接玻璃纤维筋材(20)的端部通过所述筋材连接结构固定连接。

9.根据权利要求8所述的玻璃纤维筋，其特征在于，相邻两根所述待连接玻璃纤维筋材(20)的直径相同或者不同。

10.一种权利要求8或9所述的玻璃纤维筋的连接方法，其特征在于，包括如下步骤：

使用胶枪和/或涂抹工具向连接套筒(101)内灌注粘结剂，待所述连接套筒(101)内注满粘结剂后，将所述连接套筒(101)平放；

依据所需玻璃纤维筋的长度选择所需待连接玻璃纤维筋材(20)的数量，并将两根待连接玻璃纤维筋材(20)一端的端部分别经所述连接套筒(101)两端的开口旋转插入所述连接套筒(101)内，直至两根所述待连接玻璃纤维筋材(20)的端部相互抵接；

待所述待连接玻璃纤维筋材(20)连接完成后，使所述连接套筒(101)两端的所述待连接玻璃纤维筋材(20)处于同一直线且所述待连接玻璃纤维筋材(20)与所述连接套筒(101)内壁之间的间隙保持均匀，并将所述连接套筒(101)置于干燥的环境下凝固，待所述粘结剂凝固后，所述待连接玻璃纤维筋材(20)连接为一个整体。

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