CN115653338B - 一种cfrp板材-sma丝复合材料的组合锚具 - Google Patents

Abstract

本发明属于预应力加固技术领域，提供了一种CFRP板材‑SMA丝复合材料的组合锚具，CFRP板材‑SMA丝复合材料包括两个相对设置的CFRP复合板材以及夹设在两个CFRP复合板材之间且两端均伸出CFRP复合板材的SMA丝，包括：第一锚具，包括两个可以相互靠近或远离的夹具；第二锚具，其具有用于供SMA丝穿过的第一通孔；第一锁定组件，其用于锁定两个夹具；第二锁定组件，其用于将SMA丝锁定在第一通孔内；以及第三锁定组件，其用于锁定第一锚具和第二锚具。本发明所提供的CFRP板材‑SMA丝复合材料的组合锚具，结构简单，设计合理，可以解决复合材料端部在通电激励时所造成的开胶问题。

Description

一种CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具

技术领域

本发明涉及预应力加固技术领域，具体涉及一种CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具。

背景技术

碳纤维预应力的施加方法主要有以下几类：反拱预应力法、不设锚具的外部张拉法、永久锚具张拉法。在充分利用FRP强度的同时，不仅显著提高了受力性能，利用表层嵌贴技术增加了加固材料与被加固试件的粘结面积，被动的提高了对FRP施加预应力后的锚固能力。但是，以上方法对施加预应力的程度做不到较为精准的控制，并且表层嵌贴技术由于在狭小的内槽进行，给张拉与锚具的操作与安装都带来了一定的困难。研究表明，使用形状记忆合金(SMA)可有效解决上述问题。

将预张拉过的SMA合金丝与CFRP板材通过结构胶结合成复合板材，SMA合金丝要伸出复合板材端部，预留出通电激励的长度。但是，复材端部在通电激励时容易发生开胶，从而影响回复力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，以防止复合材料端部在通电激励时所造成的开胶问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，所述CFRP板材-SMA丝复合材料包括两个相对设置的CFRP复合板材以及夹设在两个所述CFRP复合板材之间且两端均伸出所述CFRP复合板材的SMA丝，包括：

第一锚具，其包括两个对称设置的夹具，两个所述夹具可以相互靠近或远离；

第二锚具，其具有用于供所述SMA丝穿过的第一通孔；

第一锁定组件，其用于对两个所述夹具进行锁定；

第二锁定组件，其用于将所述SMA丝锁定在所述第一通孔内；以及

第三锁定组件，其用于将所述第一锚具和所述第二锚具进行锁定。

进一步地，所述第一锁定组件包括多个成阵列分布的第一螺栓，两个所述夹具上开设有与所述第一螺栓相配合的第二通孔，第二螺栓依次穿过两个所述夹具上的所述第二通孔后与第一螺母螺纹连接。

进一步地，所述第二锁定包括：

开设在所述第二锚具上的多个第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第一通孔连通；以及

与所述第二螺纹孔一一对应的第二螺栓，其通过第二螺纹孔与所述第二锚具螺纹连接。

进一步地，所述第三锁定组件包括：

开设在所述第二锚具上的多个第三通孔；

开设在所述第一锚具上并与所述第三通孔一一对应的第三螺纹孔；以及

与第三通孔一一对应的第三螺栓，所述第三螺栓穿过所述第三通孔后与所述第三螺纹孔螺纹连接。

进一步地，两个所述夹具相对的一侧设置有锯齿结构。

本发明的有益效果：

本发明所提供的CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，结构简单，设计合理，通过设置第一锚具和第二锚具，从而达到了防止复合材料端部在通电激励时所造成的开胶问题的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例一所提供的CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具的立体视图；

图2为本发明实施例二所提供的CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具的立体视图；

图3为图2所示的CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具的右视图；

图4为图3所示的A-A方向上的剖视图；

图5为图3所示的B-B方向上的剖视图；

图6为图5所示的C处的放大视图；

图7为图5所示的D-D方向上的局部剖视图；

图8为图7所示的E处的放大视图。

附图标记：

第一锚具100、夹具110、锯齿结构111、第一安装腔112、插孔113、第二安装腔114、凹槽115、滑孔116、第二锚具200、凸块210、导向斜面220、第一螺栓310、第一螺母320、锁定轴330、避位槽331、锁定轮340、棘轮结构350、第二螺栓410、第三螺栓510、滑块600、锁定插孔710、锁定插销720、锁止拉杆730、滑动部731、锁止滑块740、引导槽750、滑入滑出引导部751、第一引导部752、暂定部753、第二引导部754、弹簧760、CFRP复合板材800、SMA丝900。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-8所示，本发明提供一种CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，CFRP板材-SMA丝复合材料包括两个相对设置的CFRP复合板材800以及夹设在两个CFRP复合板材800之间且两端均伸出CFR复合板材的SMA丝900。

上述组合锚具包括第一锚具100、第二锚具200、第一锁定组件、第二锁定组件和第三锁定组件。

其中，第一锚具100包括两个对称设置的夹具110，两个夹具110可以相互靠近或远离。第二锚具200具有用于供SMA丝900穿过的第一通孔。第一锁定组件用于对两个夹具110进行锁定。第二锁定组件用于将SMA丝900锁定在第一通孔内。第三锁定组件用于将第一锚具100和第二锚具200进行锁定。

在一个实施例中，第一锁定组件包括多个成阵列分布的第一螺栓310，两个夹具110上开设有与第一螺栓310相配合的第二通孔，第二螺栓依次穿过两个夹具110上的第二通孔后与第一螺母320螺纹连接。

使用时，使得第一螺栓310依次穿过两个夹具上的第二通孔后与第一螺母螺纹连接，即可达到锁定两个夹具的目的，从而达到夹紧CFRP复合板材的目的。

此结构的第一锁定组件，结构简单，设计合理。

在一个实施例中，第二锁定包括第二螺纹孔和第二螺栓410。

第二螺纹孔开设在第二锚具200上，其数量为多个，第二螺纹孔与第一通孔连通。第二螺栓410与第二螺纹孔一一对应，其通过第二螺纹孔与第二锚具200螺纹连接。

使用时，拧紧第二螺栓410即可达到将SMA丝900锁定在第一通孔内的目的。此结构的第二锁定组件，结构简单，设计合理。

在一个实施例中，第三锁定组件包括第三通孔、第三螺纹孔和第三螺栓510。

第三通孔开设在第二锚具200上，其数量为多个。优选地，第三通孔分别开设在第二锚具200的两侧。第三螺纹孔开设在第一锚具100上，第三螺纹孔的数量与第三通孔一一对应。第三螺栓510与第三通孔一一对应，第三螺栓510穿过第三通孔后与第三螺纹孔螺纹连接。

使用时，使得第三螺栓510穿过第三通孔后与第三螺纹孔螺纹连接，即可达到将第一锚具和第二锚具锁定连接成一个整体的目的。

此结构的第三锁定组件，结构简单，设计合理。

在一个实施例中，两个夹具110相对的一侧设置有锯齿结构111。

上述第一锁定组件存在的不足之处在于：需要拧多颗第一螺栓310，操作复杂。因此，在一个实施例中，第一锁定组件包括多个呈阵列分布的锁定单元，锁定单元包括外周面设置有相互配合的锁定齿结构的锁定轴330和锁定轮340。

其中，锁定轴330与上述两个夹具110中的一个连接，上述两个夹具110中的另一个开设有第一安装腔112，第一安装腔112的一侧开设有用于供锁定轴330插入或拔出的插孔113，锁定轮340安装在上述第一安装腔112内，且锁定轮340通过棘轮结构350与夹具110转动连接。

使用时，将锁定轴330与插孔113对准，从而使得推动夹具110，使得锁定轴330从插孔113内插入并与锁定轮340啮合以驱动锁定轮340正向转动，由于锁定轮340通过棘轮结构350与夹具110连接，因此，在棘轮结构350的作用下，锁定轮340无法反向转动，从而达到锁定的目的。

此结构的第一锁定组件，结构简单，设计合理，操作方便。

优选地，锁定轴330与夹具110转动连接，锁定轴330的一侧开设有用于与锁定轮340避位的避位槽331。使用时，当需要拆卸第一锚具100时，可以通过转动锁定轴330使得避位槽331与锁定轮340相对应，从而达到解除锁定轴330与锁定轮340之间的配合关系，进而达到可以拔出锁定轴330以拆卸第一锚具100的目的。

优选地，第二锚具200的面向第一锚具100的一端的两侧均设置有凸块210，上述两个凸块210的相对的一侧设置有用于使第一锚具100的两个夹具110相互靠近的导向斜面220，两个夹具110上开设有用于与凸块210避位的凹槽115。两个夹具110上开设有滑孔116，滑孔116内滑动安装有滑块600，上述第三螺纹孔开设在滑块600上。使用时，可以通过拧动第三螺栓510，使得第一锚具100和第二锚具200组件靠近，在导向斜面220的作用下，使得第一锚具100的两个夹具110相互靠近，从而使得第一锚具100将CFRP板材-SMA丝900复合材料的端部夹得更紧，以提高防止开胶的可靠性。

优选地，上述锁定单元还包括用于防止锁定轴330转动的第四锁定组件，第四锁定组件包括锁定插孔710、锁定插销720和锁止组件。

其中，锁定插孔710开设在锁定轴330上。具体地，锁定插孔710的数量为两个，当锁定轴330上的避位槽331与锁定轮340相对应时，一个锁定插孔710与锁定插销720相对应，当锁定轴330上的锁定齿与锁定轮340相对应时，另一个锁定插孔710与锁定插销720相对应。

锁定插销720滑动设置在夹具110内，其可沿靠近或远离锁定轴330的方向在第一工作位置和第二工作位置之间作往复直线运动。其中，当锁定插销720处于第一工作位置时，锁定插销720回缩至夹具110内，从而与锁定插孔710脱离，使得锁定轴330可以转动；当锁定插销720处于第二工作位置时，锁定插销720可插入锁定插孔710内，从而达到防止锁定轴330转动的目的。具体地，夹具110上开设有第二安装腔114，锁定插销720的第一端滑动设置在第二安装腔114内、第二端可延伸至安装腔外。

锁止组件设置在夹具110和/或锁定插销720上，其用于将锁定插销720保持第一工作位置和第二工作位置。具体地，当锁定插销720处于第一工作位置时，在锁止组件的作用下，锁止组件将锁定插销720保持在第一工作位置；当锁定插销720处于第二工作位置时，在锁止组件的作用下，锁止组件将锁定插销720保持在第二工作位置。

具体地，锁止组件包括锁止拉杆730、锁止滑块740、引导槽750和弹簧760。

其中，锁止拉杆730的第一端与夹具110铰接、第二端具有滑动部731。

锁止滑块740安装在夹具110内，其与锁定插销710固定连接。具体地，夹具(指与锁定轴330转动连接的夹具110)上开设有第二安装腔114。锁止滑块740滑动安装在第二安装腔114内。

引导槽750开设在锁止滑块740上，具体地，引导槽750开设在夹具110的第一端的侧壁上。引导槽750用于对滑动部731的滑动进行导向。引导槽750包括滑入滑出引导部751、第一引导部752、暂定部753和第二引导部754。滑入滑出引导部751、第一引导部752、暂定部753和第二引导部754依次首尾连接以形成心形槽。

其中，滑动部731沿滑入滑出引导部751和第一引导部752向暂定部753滑动并可暂时定位在暂定部753。此过程为锁定插销720从第一工作位置向第二工作位置运动的过程。滑动部731离开暂定部753后沿第二引导部754和滑入滑出引导部751滑动并可暂时定位在滑入滑出引导部751的远离暂定部753的一端。此过程为锁定插销720从第二工作位置向第一工作位置运动的过程。

弹簧760安装在第二安装腔114内，其两端分别与锁定插销720和夹具110连接，且自然状态下，弹簧760具有使锁定插销720向远离锁定轴330的方向运动的趋势。

使用时，按压锁定插销720，使得锁定插销720从第一工作位置向第二工作位置运动。在此过程中，滑动部731首先沿滑入滑出引导部751向第一引导部752滑动，当滑动部731移动至滑入滑出引导部751与第一引导部752的连接处时，锁定插销720则无法再继续向靠近锁定轴330的方向移动，此时，停止按压锁定插销720，在弹簧760的弹力的作用下，锁定插销720向远离锁定轴330的方向移动，在此过程中，滑动部731沿第一引导部752向暂定部753滑动，当滑动部731移动至暂定部753并最终被暂时定位在暂定部753时，锁定插销720运动至第二工作位置并最终被保持在第二工作位置。

再次按压锁定插销720，使得锁定插销720向靠近锁定轴330的方向移动，在此过程中，滑动部731沿第二引导部754向滑入滑出引导部751滑动，当滑动部731移动至第二引导部754与滑入滑出引导部751的连接处时，锁定插销720无法继续向靠近锁定轴330的方向移动，停止按压锁定插销720，在弹簧760的弹力的作用下，锁定插销720向远离锁定轴330的方向移动，在此过程中，滑动部731沿滑入滑出引导部751滑动向滑入滑出引导部751的远离暂定部753的一端滑动并最终被暂时定位在滑入滑出引导部751的远离暂定部753的一端，锁定插销720则运动至第一工作位置并最终被保持在第一工作位置。

此结构的锁止组件，结构简单，设计合理，通过按压一次锁定插销720即可使锁定插销720从第一工作位置运动至第二工作位置并最终被保持在第二工作位置，通过再次按压锁定插销720，即可使锁定插销720从第二工作位置运动会第一工作位置并最终被保持在第一工作位置，操作简单、便捷。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，所述CFRP板材-SMA丝复合材料包括两个相对设置的CFRP复合板材以及夹设在两个所述CFRP复合板材之间且两端均伸出所述CFRP复合板材的SMA丝，其特征在于：包括：

第一锚具，其包括两个对称设置的夹具，两个所述夹具设置在两个所述CFRP复合板材的端部并将两个所述CFRP复合板材夹设在两个所述夹具之间，且两个所述夹具可以相互靠近或远离；

第二锚具，其具有用于供所述SMA丝穿过的第一通孔；

第一锁定组件，其用于对两个所述夹具进行锁定；

第二锁定组件，其用于将所述SMA丝锁定在所述第一通孔内；以及

第三锁定组件，其用于将所述第一锚具和所述第二锚具进行锁定。

2.根据权利要求1所述的CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，其特征在于：所述第一锁定组件包括多个成阵列分布的第一螺栓，两个所述夹具上开设有与所述第一螺栓相配合的第二通孔，第二螺栓依次穿过两个所述夹具上的所述第二通孔后与第一螺母螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，其特征在于：所述第二锁定包括：

开设在所述第二锚具上的多个第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第一通孔连通；以及

与所述第二螺纹孔一一对应的第二螺栓，其通过第二螺纹孔与所述第二锚具螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，其特征在于：所述第三锁定组件包括：

开设在所述第二锚具上的多个第三通孔；

开设在所述第一锚具上并与所述第三通孔一一对应的第三螺纹孔；以及

与第三通孔一一对应的第三螺栓，所述第三螺栓穿过所述第三通孔后与所述第三螺纹孔螺纹连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的CFRP板材-SMA丝复合材料的组合锚具，其特征在于：两个所述夹具相对的一侧设置有锯齿结构。