CN202117232U - 一种frp片材锚具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种FRP(Fiber Reinforced Polymer,纤维增强高分子聚合物)片材锚具,涉及高性能高分子结构材料领域中的工程结构用锚具。本实用新型包括片材(10)、上锚板(20)、下锚板(30)和螺栓(40);片材(10)穿过波纹管(50)置于上锚板(20)和下锚板(30)之间,上锚板(20)和下锚板(30)将片材(10)吻合夹持,螺栓(40)穿过上锚板(20)和下锚板(30)的板孔(25)将上锚板(20)和下锚板(30)锚固紧密。本锚具不锈蚀,和FRP片材一起置于完全非金属的工程结构中,具有耐久性;重量轻,用于桥梁等结构,增强跨越能力;电磁绝缘性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及高性能高分子结构材料领域中的工程结构用锚具,尤其涉及一种FRP (Fiber Reinforced Polymer,纤维增强高分子聚合物)片材锚具。
背景技术
钢材做结构材料的致命弱点有:首先,锈蚀改变了结构材料的化学成分,导致钢材原有力学性能降低甚至丧失,因此锈蚀问题严重影响结构的耐久性;其次,随着经济和科学的发展,人们对建筑材料的需求更多更高,钢梁、筋(钢丝)难以满足要求;第三,钢材是消耗性资源,不可再生,从人类长远的发展看,使用FRP替代钢材做为建筑用材料是必然趋势。
FRP具有不锈蚀、无磁性、电绝缘性好、重量轻和强度高等优良特性;另外,FRP没有明显的蠕变、松弛;与钢材相比有其独特的性能和广泛的开发前景。因此对于采用FRP制作预应力片,其锚固系统与采用钢材制作的预应力筋的锚具有较大的不同,需要研制开发与FRP片材相适应的预应力锚固方式和锚具。
国内外针对FRP预应力筋材,研制了一些相应锚具。2004年,重庆大学卓静等研制采用Q235钢材制作的用以锚固FRP片材或FRP布材的波浪形锚具,并登记了实用新型专利(ZL02244587.0);东南大学的专利锚具(ZL02242609.4;ZL02242610.8;ZL02242611.6;ZL02242612.4)以及柳州欧威姆公司的专利锚具(ZL02252685.4;ZL03243747.6)均不同程度使用了金属部件,而由于金属部件本身会锈蚀,不能充分发挥FRP的独特优势。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足,提供一种FRP片材锚具。
本实用新型的目的是这样实现的:
本FRP片材锚具包括片材、上锚板、下锚板和螺栓;
片材置于上锚板和下锚板之间,上锚板和下锚板将片材吻合夹持,螺栓穿过上锚板和下锚板的板孔将上锚板和下锚板锚固紧密。
本实用新型的工作原理是:
上、下锚板通过高强螺栓的挤压力、锚板与片材之间的摩擦力及结构胶的粘接力形成对FRP片材的锚固;
波纹状接触面增大片材与锚具的接触面,从而增大摩擦力;
螺栓的紧固力使锚具与片材夹紧,增大摩擦力和粘接力;
锚具永久置于工程结构中,保持片材长期处于预应力状态,锚具本身的蠕变和松弛符合结构寿命要求(例如:桥梁40年,房屋建筑100年,等等)。
本实用新型具有下列优点和积极效果:
①不锈蚀,和FRP片材一起置于完全非金属的工程结构中,具有耐久性;
②重量轻,用于桥梁等结构,增强跨越能力;
③电磁绝缘性好,用于地磁台等可完全避免磁性干扰;用于雷达站等,可避免电磁波反射。
附图说明
图1是本实用新型张拉时的结构纵向剖视图;
图2.1、图2.2分别是片材的结构主、侧视图;
图3是上、下锚板的结构示意图;
图4是螺栓的结构示意图;
图5是利用张拉机械对FRP片材锚具进行锚固的工作示意图。
其中:
10—片材;
20—上锚板,板孔—25;
30—下锚板,板孔—25;
40—螺栓,41—头部,42—螺杆,43—螺母,44—垫片;
50—波纹管;
60—张拉机械,
61—张拉夹具,611—夹板,612—楔体,613—紧固件,
62—传力杆,
63—千斤顶。
具体实施方式
下面结合附图和实例详细说明:
一、FRP片材锚具
1、总体
如图1,本实用新型包括片材10、上锚板20、下锚板30和螺栓40;
片材10置于上锚板20和下锚板30之间,上锚板20和下锚板30将片材10吻合夹持,螺栓40穿过上锚板20和下锚板30的板孔25将上锚板20和下锚板30锚固紧密。
需要时,在锚具两头连接有波纹管50,片材10穿过波纹管50。
2、功能部件
1)片材10
如图2.1、图2.2,片材10或为FRP片材,或为FRP布材,是一种薄壁片带状结构。
其功能是被锚固作为复合结构(例如预应力混凝土)的拉张构件。
2)上锚板20
如图3,上锚板20是一种FRP厚块,其上对称设置有4个板孔25;
上锚板20上表面为光滑平面;
上锚板20下表面呈波纹状,波形尺寸或者较大而波数较疏,波形尺寸或者较小而波数较密;
单个波形角度一般为75°。
其功能是与下锚板30一起夹持片材10,对片材10提供咬合力、摩擦力和粘接力,实现良好的锚固效果。
3)下锚板30
如图3,下锚板30是一种FRP厚块,其上对称设置有4个板孔25;
下锚板30下表面为光滑平面;
下锚板30上表面呈波纹状,波形尺寸或者较大而波数较疏,波形尺寸或者较小而波数较密;
单个波形角度一般为75°。
其功能是与上锚板20一起夹持片材10,对片材10提供咬合力、摩擦力和粘接力,实现良好的锚固效果。
4)螺栓40
如图4,螺栓40是一种由头部41和螺杆42(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的系FRP材料制的紧固件,需与螺母43(有时还需用到垫片44)配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。
其功能是提供足够的挤压力,使上锚板20和下锚板30夹持更紧密,提高锚固效果。
5)波纹管50
如图1,波纹管50,其横截面通常为矩形。波纹管50有时不用,比如:施加体外预应力,则不用波纹管50。
其功能首先是在混凝土结构内部形成一个管道让片材10穿过,以便实施“后张法”预应力张拉;其次在预应力张拉后,需要压浆或者灌注环氧树脂,以固定预应力片材,此时波纹管50是浆料或环氧树脂胶料的传输管道。
二、FRP片材锚具的锚固方法
①在片材10的两端分别安置锚具,一端是固定端,另一端为拉张工作端,固定端的片材10不外露,拉张工作端的片材10应外露足够的工作长度;
②对片材10的固定端进行锚固,即将片材10的固定端置于上、下锚板20、30之间,再拧紧螺栓40;
③在片材10的张拉工作端安置张拉机械60
如图5,张拉机械60包括依次连接的张拉夹具61、传力杆62和千斤顶63;张拉夹具61由夹板611、楔体612和紧固件613组成;
在张拉前,将片材10的张拉工作端与楔体612一起涂胶固化成一个整体,用紧固件613将夹板611紧固住楔体612;
使用千斤顶63通过传力杆62对片材10的张拉工作端进行张拉,片材10的张拉工作端在松弛的上锚板20和下锚板30间滑移,达到预定应力后,再拧紧螺栓40;
④按照预应力张拉操作规程持荷一定时间,然后卸载;
⑤移开张拉机械60,锯掉张拉工作端外露的片材10,再涂抹高性能树脂;
⑥固定端和拉张工作端都用混凝土或高性能树脂浇筑结构外观,或者填充连续构件缝隙,使锚具包埋在结构内。
由此可见, 依据上述锚固方法,使片材10和两端的锚具构成的锚固系统,在卸载后依靠摩擦力、咬合力和粘接力达到良好的锚固效果。
Claims (5)
1.一种FRP片材锚具,其特征在于:
包括片材(10)、上锚板(20)、下锚板(30)和螺栓(40);
片材(10)置于上锚板(20)和下锚板(30)之间,上锚板(20)和下锚板(30)将片材(10)吻合夹持,螺栓(40)分别穿过上锚板(20)和下锚板(30)的板孔(25)将上锚板(20)和下锚板(30)锚固紧密。
2.按权利要求1所述的一种FRP片材锚具,其特征在于:
在锚具的端头连接有波纹管(50),片材(10)穿过波纹管(50)。
3.按权利要求1所述的一种FRP片材锚具,其特征在于:
所述的片材(10)或为FRP片材,或为FRP布材,是一种薄壁片带状结构。
4.按权利要求1所述的一种FRP片材锚具,其特征在于:
上锚板(20)是一种FRP厚块,其上对称设置有4个板孔(25);
上锚板(20)上表面为光滑平面;
上锚板(20)下表面呈波纹状,波形尺寸或者较大而波数较疏,波形尺寸或者较小而波数较密。
5.按权利要求1所述的一种FRP片材锚具,其特征在于:
下锚板(30)是一种FRP厚块,其上对称设置有4个板孔(25);
下锚板(30)下表面为光滑平面;
下锚板(30)上表面呈波纹状,波形尺寸或者较大而波数较疏,波形尺寸或者较小而波数较密。
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CN102261166A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-30 | 湖北金力工程复合材料有限公司 | Frp片材锚具及其锚固方法 |
CN109444030A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-03-08 | 东南大学 | 自修正预应力角度的frp板材/片材腐蚀试验装置及方法 |
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