CN209323369U - 一种cfrp筋预挤压复合型锚具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种CFRP筋预挤压复合型锚具，属于建筑物和桥梁工程技术领域，包括钢制套筒、夹片、铝套管、螺母、封盖和端堵；其中，钢制套筒为外径不变内径缩小的内锥筒，夹片为三片弧形夹片，铝套管为锥形薄片套管，螺母与钢套筒的外侧螺纹连接；在封盖和端堵上设置有对应的若干定位孔，若干平行设置的CFRP筋的两端分别穿过封盖和端堵上的若干定位孔，在钢制套筒内填充灌注材料。相对普通复合型锚具，本实用新型锚具是一种预挤压复合型锚具，夹片对于锥形胶体的预挤压使得胶体与筋材的粘结强度和摩擦力增大，提供更大的拉拔力；相对夹片型锚具，这种预挤压复合型锚具在夹片和筋材之间因为胶体的存在，大大减小了夹片对筋材的挤压伤害。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑物和桥梁工程技术领域，具体的说，涉及一种CFRP筋预挤压复合型锚具。
背景技术
碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种密度小、强度高、耐腐蚀、耐疲劳的新型材料，目前在土木工程中得到广泛研究与应用。但其横向抗压和抗剪强度低，当用作拉索或预应力筋时，若采用传统夹片式锚具对其进行锚固，CFRP筋材将会在锚具口处被剪断而使锚固提前失效；若采用普通复合型锚具对其进行锚固，易发生粘结-滑移现象从而降低锚固效率。
在“一种CFRP筋复合型锚具，申请号为2014207387595”的实用新型专利中，钢制套筒为一段直筒加一段内锥筒，因胶体与钢制套筒粘结在一起，胶体难以向前推进故而形成的挤压力较小，从而需要更长的锚固长度来锚固CFRP筋材。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种CFRP筋预挤压复合型锚具，其能够保证在锚具施工和使用过程中不发生在锚具口剪断CFRP筋材的现象，同时保障足够的锚固效率，从而推广CFRP筋在土木工程中的应用。
为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种CFRP筋预挤压复合型锚具，包括钢制套筒2、螺母6、封盖7、端堵8，夹片3、铝套管4、胶体5；所述的钢制套筒2为外径不变内径缩小的内锥筒，且钢制套筒2的外壁上设置有螺纹，夹片3至少有两片，夹片3为弧形夹片结构，铝套管4为锥形薄片套管，安装在三片夹片3围成的空间内，螺母6与钢制套筒2外壁上的螺纹连接；封盖7和端堵8上设置有对应的若干定位孔，且封盖7设置在钢制套筒2内锥筒的大口径端，端堵8设置在钢制套筒2内锥筒的小口径端，若干平行设置的CFRP筋1的两端分别穿过封盖7和端堵8上的定位孔，钢制套筒2内填充有胶体5。
作为优选，所述的封盖7和端堵8上的定位孔的直径大于CFRP筋1的直径 2mm。
作为优选，所述的封盖7和端堵8上对应的定位孔中心线与钢制套筒2中心线平行。
作为优选，所述的铝套管4内外面要求打毛。
作为优选，所述的夹片3两端厚度取10mm和3mm，夹片3内表面设置凹齿螺纹，螺纹间距为10mm，深度为0.3mm。
作为优选，所述的钢制套筒2左端100mm范围内设置螺纹，螺纹螺距为3mm。
本实用新型的有益效果：
本实用新型相对普通复合型锚具，这是一种预挤压复合型锚具，夹片对于锥形胶体的预挤压使得胶体与筋材的粘结强度和摩擦力增大，提供更大的拉拔力；相对夹片型锚具，这种预挤压复合型锚具在夹片和筋材之间因为胶体的存在，大大减小了夹片对筋材的挤压伤害。
附图说明
图1是本实用新型(FH250锚具)的结构示意图；
图2是图1的A-A向剖视图；
图3为ZT380锚具示意图；
图4为NZ380锚具示意图；
图5为NZZT380锚具示意图；
图6为NZL250锚具示意图；
图7为ZT380锚具自由端荷载-滑移曲线；
图8为NZ380锚具自由端荷载-滑移曲线；
图9为NZZT380锚具自由端荷载-滑移曲线；
图10为NZL250锚具荷载-滑移曲线；
图11为本实用新型(FH250mm锚具)荷载-滑移曲线。
图中，1-CFRP筋、2-钢制套筒、3-夹片、4-铝套管、5-胶体、6-螺母、7- 封盖、8-端堵。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
如图1、图2所示，一种CFRP筋复合型锚具，包括钢制套筒2、螺母6、封盖7、端堵8，夹片3、铝套管4、胶体5；所述的钢制套筒2为外径不变内径缩小的内锥筒，且钢制套筒2的外壁上设置有螺纹，夹片3至少有两片，夹片3 为弧形夹片结构，铝套管4为锥形薄片套管，安装在三片夹片3围成的空间内，螺母6与钢制套筒2外壁上的螺纹连接；封盖7和端堵8上设置有对应的若干定位孔，且封盖7设置在钢制套筒2内锥筒的大口径端，端堵8设置在钢制套筒2内锥筒的小口径端，若干平行设置的CFRP筋1的两端分别穿过封盖7和端堵8上的定位孔，钢制套筒2内填充有胶体5，胶体5选用环氧树脂或微膨胀水泥，灌注胶体5前应先精确计算CFRP筋1的下料长度。灌注过程中应加强振动，以利于胶体5的流淌和密实。灌注完成后养护48小时，确保灌注胶体5成型再进行对锚具装置预紧。
所述的封盖7和端堵8上的定位孔的直径大于CFRP筋1的直径2mm。
所述的封盖7和端堵8上对应的定位孔中心线与钢制套筒2中心线平行。
所述的夹片3两端厚度取10mm和3mm，夹片3内表面设置凹齿螺纹，螺纹间距为10mm，深度为0.3mm。
所述的钢制套筒2左端100mm范围内设置螺纹，螺纹螺距为3mm。
钢制套筒2内设三片弧形夹片3，夹片3内为铝套管4，铝套管4内包灌注胶体5，钢制套筒2内表面光滑，其粗糙度Ra取12.5，钢制套筒2左端100mm 范围内设置螺纹，螺纹螺距为3mm。夹片两端厚度取10mm和3mm，夹片内表面设置凹齿螺纹，螺纹间距为10mm，深度为0.3mm，以便对铝片4及灌注胶体5 施加挤压力。铝套管内外面要求打毛。为保证CFRP筋1的平行性，以使各根CFRP 筋1受力均匀，在端堵4和封盖5上设置对应的定位孔，其直径比CFRP筋1直径大2mm，以便CFRP筋1穿过，同时在自由段设置数个定位板来保证自由段筋材的平行性。
本实用新型专利中，钢制套筒为内锥筒，通过铝套管来灌注胶体，胶体与套筒不粘结，并利用千斤顶顶压夹片来形成挤压力，从而大大提高粘结强度，锚具长度得以减小。并且，预压夹片时胶体已产生一定量的滑移，其在锚具使用期间的滑移量得以减小。
实验分析
为了验证本实用新型的锚固性能，共设计五对锚具，分别为直筒式、内锥式、内锥+直筒式、内锥+铝套管式、预挤压复合式锚具。直筒式锚具组件为筋材+胶体+钢制套筒，如图3所示，其中钢制套筒内径沿长度方向不变。内锥式锚具的组件和直筒式锚具一样，但钢制套筒内径沿长度方向缓慢减小，形成锥形内腔，如图4所示。内锥+直筒式锚具组件同内锥式锚具，区别在于其粘结段由一部分内锥段和一部分直筒段组合组成，如图5所示。内锥+铝套管锚具组件为外部钢制套筒+内部铝套管+胶体+筋材，如图6所示，它与内锥式锚具的区别在于内锥式锚具的胶体和钢制套筒直接粘结，而内锥+铝套管式锚具的胶体填充在铝套管中，然后再将铝套管置于钢制套筒中，通过施加预紧力来保证铝套管与钢制套筒的结合。五种锚具代号编号规则为锚具形式+粘结长度(mm)+1(2)。“1(2)”表示一对锚具中的左(右)锚具。其中直筒式锚具用ZT表示，内锥式锚具用NZ表示，内锥+直筒式锚具用NZZT表示，内锥+铝套管式锚具用NZL 表示，本实用新型用FH表示。五对锚具所用CFRP筋材直径均为7mm。
试验结果如图7～图11及表1所示：
表1各锚具试验结果汇总表
由表1可以看出，除了FH250型锚具失效模式为筋材破断外，其他锚具的失效模式均为筋材拔出，并且FH250加载破坏时加载端的滑移量甚至要小于其他类型锚具自由端的滑移量，而FH250型锚具的粘结长度只有250mm，在这几组锚具中粘结长度最短，可见FH250锚具用最小的粘结长度得到了最好的锚固效果。由此可以得出结论：该新型预挤压复合型锚具拥有优于其他类型锚具的锚固性能。
本实用新型相对普通复合型锚具，这是一种预挤压复合型锚具，夹片对于锥形胶体的预挤压使得胶体与筋材的粘结强度和摩擦力增大，提供更大的拉拔力；相对夹片型锚具，这种预挤压复合型锚具在夹片和筋材之间因为胶体的存在，大大减小了夹片对筋材的挤压伤害。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种CFRP筋预挤压复合型锚具，包括钢制套筒（2）、螺母（6）、封盖（7）、端堵（8），其特征在于：所述的CFRP筋预挤压复合型锚具还包括夹片（3）、铝套管（4）、胶体（5）；所述的钢制套筒（2）为外径不变内径缩小的内锥筒，且钢制套筒（2）的外壁上设置有螺纹，夹片（3）至少有两片，夹片（3）为弧形夹片结构，铝套管（4）为锥形薄片套管，安装在三片夹片（3）围成的空间内，螺母（6）与钢制套筒（2）外壁上的螺纹连接；封盖（7）和端堵（8）上设置有对应的若干定位孔，且封盖（7）设置在钢制套筒（2）内锥筒的大口径端，端堵（8）设置在钢制套筒（2）内锥筒的小口径端，若干平行设置的CFRP筋（1）的两端分别穿过封盖（7）和端堵（8）上的定位孔，铝套管（4）内填充有胶体（5）。
2.根据权利要求1所述的一种CFRP筋预挤压复合型锚具，其特征在于：所述的封盖（7）和端堵（8）上的定位孔的直径大于CFRP筋（1）的直径2mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种CFRP筋预挤压复合型锚具，其特征在于：所述的封盖（7）和端堵（8）上对应的定位孔中心线与钢制套筒（2）中心线平行。
4.根据权利要求1所述的一种CFRP筋预挤压复合型锚具，其特征在于：所述的铝套管（4）内外面要求打毛。
5.根据权利要求1所述的一种CFRP筋预挤压复合型锚具，其特征在于：所述的夹片（3）两端厚度取10mm和3mm，夹片（3）内表面设置凹齿螺纹，螺纹间距为10mm，深度为0.3mm。
6.根据权利要求1所述的一种CFRP筋预挤压复合型锚具，其特征在于：所述的钢制套筒（2）左端100mm范围内设置螺纹，螺纹螺距为3mm。
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