CN203333966U

CN203333966U - 一种用于加固t形截面梁的三维整体预制体

Info

Publication number: CN203333966U
Application number: CN2013203375950U
Authority: CN
Inventors: 尹锋
Original assignee: YIXING HUAHENG HIGH PERFORMANCE FIBER TEXTILE CO Ltd
Current assignee: YIXING HUAHENG HIGH PERFORMANCE FIBER TEXTILE CO Ltd
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2023-06-13

Abstract

一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体，所述三维整体预制体（3）的横截面为T形，该预制体（3）由相同的单胞构成，沿T形梁芯模外侧编织成型，各单胞结构中均包含主体轴向纱（1）和边界编织纱（2），主体轴向纱（1）在单胞内部竖直不动，被四个表面的边界编织纱（2）沿±45°和±135°方向斜向贯穿交织形成空间三向结构。本实用新型的预制体中主体轴向纱的含量可高达80%以上，在显著增强轴向性能的基础上对厚度方向的性能也得到增强；可一次性整体仿形编织T型截面梁，克服了由于加固点选取不准确或繁杂的开槽打孔对T形截面梁带来的不利影响，简化了加固工序、降低了操作难度和作业难度。

Description

一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体

技术领域

本实用新型涉及一种三维预制体，尤其是用于T型截面梁补强加固的预制体，具体地说是一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体。

背景技术

随着混凝土加固修复技术的快速发展，新材料不断得到应用。伴随着高性能纤维的民用化进程，高性能纤维增强复合材料FRP（Fiber Reinforced Plastic）开始应用于结构加固及改造工程中，为该行业提供了一条新的发展途径。此项技术以碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维作为增强材料，以环氧树脂作基体复合构成连续纤维增强复合材料，与混凝土材料组合在一起共同受力。1981年，瑞士Meier首先采用CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastic）粘贴加固了Ebach桥，此后，FRP特别是CFRP加固混凝土构件在日、美、欧洲得到迅速发展。作为成型CFRP的改进，日本又开发了碳纤维织物现场加固技术，大大提高了CFRP在工程加固领域的应用范围。我国1997年正式开始对纤维增强塑料加固修复土工建筑结构进行研究，并于1998年开始了工程应用。

T形梁芯模在工程结构中应用非常广泛。例如在整体式肋形楼盖中，梁与楼板同受力，在预制构件中，有时由于构造的要求，做成独立的T形梁。大量混凝土桥梁中应用有T形梁，可见对T形梁的加固很有必要。

2002年10月出版的《第十二届全国复合材料学术会议》论文集中的第十二章‘FRP加固T形混凝土梁的现状与设想’一文中阐述：T形梁翼缘的存在，受力区高度减小，内力臂增大，因而使用所需的受拉钢筋面积减少。T形截面受力效能要好于矩形截面。由于力臂长，在肋的下部轴向粘贴纤维布，会对梁的抗弯及抗剪性能均可提高。还介绍了T形梁抗剪加固的两个途径：（1）粘贴法。沿梁的肋部横向U形粘贴复合材料片材，使纤维排列的方向垂直于梁的轴线，可以采用在梁的受剪区连续粘贴或条带间隔粘贴；（2）嵌入法。NSM（Near-Surface Mount）FRP筋是提高梁抗剪性能的另一种方法。通过在T形梁受剪区梁的侧面表面开槽，将复合材料筋放入槽中，灌入环氧树脂粘结剂即可。同时说明表面开槽可以是垂直和斜向的。

上述两种T形梁抗剪加固途径都是局部解决方案，出发点都是通过提升最弱部位的性能以达到提高整体T型梁性能的目的，但随着时间的推移和应力应变的复杂性，最弱部位的位置会发生变化，因此，一段时间后就要重新进行加固，需耗费不必要的人力和财力。

三维（3D）整体编织技术是国外70年代由二维编织发展起来的高新纺织技术，三维整体结构复合材料消除了传统铺层材料的脱层现象，具有优良的抗冲击性能。制备三维整体复合材料预制体的工艺主要有四步法和二步法。相比四步法，二步法出现比较晚，工艺步骤少，对设备运动精度要求低，便于实现自动化，产品性价比较高；二步法的主体轴向纱和边界编织纱的种类、线密度比可调，产品可设计性较强；主体轴向纱含量可高达80%以上，在不降低轴向性能的情况下对厚度方向进行增强，整体增强效果较显著。本实用新型基于二步法编织工艺，制备T形梁抗剪加固用三维整体预制体，消除现有粘贴法和嵌入法存在的不足，整体提升T形梁的抗剪性能，提高抗剪加固的时效性。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有T型梁补强加固采用的粘贴法和嵌入法存在的加固点选取复杂、开槽打孔费工费力且对加固本体会造成局部损伤的问题，提出一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体，将本实用新型结构的三维整体预制体仿形编织在T形梁芯模外侧，经复合粘贴后与T形截面梁成为一体，以整体提升T形截面梁抗剪等力学性能。

本实用新型的技术方案是：

一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体，所述三维整体预制体的横截面为T形，该预制体由相同的单胞构成，沿T形梁芯模外侧编织成型，各单胞结构中均包含主体轴向纱和边界编织纱，主体轴向纱在单胞内部竖直不动，被四个表面的边界编织纱沿±45°和±135°方向斜向贯穿交织形成空间三向结构。

本实用新型预制体的横截面为有一定壁厚的空心T形或实心T形。

本实用新型的空心T形的横截面由8条边组成，由其可组成边与边首尾相接的封闭T形或其中一边与相邻边不连接的开口T形。

本实用新型的主体轴向纱和边界编织纱的品种和规格相同或相异，纱线品种为碳纤维、芳纶纤维或高硅氧纤维。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的预制体结构中主体轴向纱含量可高达80%以上，在不降低轴向性能的情况下对厚度方向进行增强，整体增强效果显著。

本实用新型采用三维整体预制体替代二维片材叠层粘贴和嵌入，避免了由于加固点选取不准确或繁杂的开槽打孔对T形截面梁带来的不利影响，能够简化加固工序，降低操作难度和作业强度。

附图说明

图1是本实用新型的预制体单胞结构示意图。

图2是本实用新型的预制体结构示意图。

图3是本实用新型的T型预制体外形示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体，三维整体预制体3的横截面为T形，该预制体3由相同的单胞构成，沿T形梁芯模外侧编织成型，各单胞结构中均包含主体轴向纱1和边界编织纱2，主体轴向纱1在单胞内部竖直不动，被四个表面的边界编织纱2沿±45°和±135°方向斜向贯穿交织形成空间三向结构。所述的单胞结构仿形编织在T形梁芯模外侧构成三维整体预制体3，经复合粘贴后与T形截面梁成为一体，以整体提升T形截面梁抗剪等力学性能。

如图2、图3所示，本实用新型预制体3的横截面4为有一定壁厚的空心T形或实心T形。其中的空心T型预制体3需内衬芯模进行编织，芯模的形状同为T型，外形尺寸比预制体3的外形尺寸小一个壁厚。

如图3所示，本实用新型所述的空心T形预制体3的横截面4由8条边组成，由其可组成边与边首尾相接的封闭T形或其中一边与相邻边不连接的开口T形。

本实用新型的主体轴向纱1和边界编织纱2的品种和规格相同或相异，纱线品种为碳纤维、芳纶纤维或高硅氧纤维。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体，其特征是所述三维整体预制体（3）的横截面为T形，该预制体（3）由相同的单胞构成，沿T形梁芯模外侧编织成型，各单胞结构中均包含主体轴向纱（1）和边界编织纱（2），主体轴向纱（1）在单胞内部竖直不动，被四个表面的边界编织纱（2）沿±45°和±135°方向斜向贯穿交织形成空间三向结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体，其特征是预制体（3）的横截面（4）为有一定壁厚的空心T形或实心T形。

3.根据权利要求2所述的一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体，其特征是所述的空心的T形预制体（3）的横截面（4）由8条边组成，由其可组成边与边首尾相接的封闭T形或其中一边与相邻边不连接的开口T形。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于加固T形截面梁的三维整体预制体，其特征是所述的主体轴向纱（1）和边界编织纱（2）的品种和规格相同或相异，纱线品种为碳纤维、芳纶纤维或高硅氧纤维。