CN220080829U - 一种基于双向sma的碳纤维筋张拉装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，包括碳纤维筋、连接于碳纤维筋两端的锚具以及连接于锚具的锚座；张拉端锚具通过张拉端第一转接套连接于张拉端螺杆，所述张拉端锚座包括基板部以及第一挡板部和第二挡板部，所述基板部用于固定于建筑结构表面，在第一挡板部上设置有第一通孔，第二挡板部上设置有第二通孔；所述张拉端螺杆穿过所述第一通孔后通过张拉端第二转接套连接于双向SMA螺杆。采用上述技术方案，本实用新型的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，采用双向SMA螺杆产生预应力完成张拉，能够规避千斤顶张拉带来的开槽及偏心问题，大幅降低张拉过程中对空间的要求，扩展锚具适用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，属于建设工程技术领域。
背景技术
传统土木工程常采用钢绞线作为增强体，但钢材作为金属材料，无法避免金属腐蚀现象的发生，腐蚀造成截面损失，导致承载力下降，对结构安全造成隐患。为解决这一问题，研究人员采取了表面刷涂法、阴极保护法等方法，但均无法从本质上避免钢材的腐蚀。碳纤维材料具有良好的耐腐蚀性能，近年来得到越来越多的应用。预应力碳纤维板加固因其主动加固、耐腐蚀性能好等优势脱颖而出，成为体外预应力加固的新宠。但预应力碳纤维板对应的锚具尺寸较大，张拉过程繁琐、且碳纤维板为平面材料其平面外承载力差等特点，也限制了碳纤维板的应用。碳纤维筋因其截面为圆形具有更好的抗侧力，以及碳纤维筋锚具可以做到轻型化，得到越来越多的关注。目前传统的张拉方式仍然是通过外加千斤顶来完成，但千斤顶本身体积较大，在进行张拉时，如果在混凝土结构体上进行开槽安装则对原结构造成损伤，如果不开槽，则在张拉过程中存在偏心的情况，影响张拉效果。基于此，需要一种新型张拉方式能够规避千斤顶张拉造成的问题。
形状记忆合金(ShapedMemoryAlloy，SMA)具有形状记忆效应及超弹性，能够提供预应力，目前已有项目采用SMA作为加固材料应用于工程实践中，但SMA材料价格较为昂贵，使用成本过高，不利于在工程中广泛应用。因此将SMA作为预应力加固中的辅助材料更具有成本优势。SMA依据其形状记忆效应可以分为单程记忆效应(形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状)、双程记忆效应(加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状)以及全程记忆效应(加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状)。其中具有双向记忆效应的Ni-Ti形状记忆合金能够在升温时产生预应力，降温时预应力消失，使用Ni-Ti形状记忆合金可实现在工程现场免张拉的前提下产生预应力，固定后消除预应力，可重复使用，更适合于工程项目使用。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于提供一种基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，能够通过双向SMA替代千斤顶实现对碳纤维筋的张拉。
为了实现上述目的，本实用新型的一种基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，包括碳纤维筋、连接于碳纤维筋两端的锚具以及连接于锚具的锚座；在两个所述锚具中，至少二者之一为张拉端锚具，与之相对应地，至少一个所述锚座为张拉端锚座；所述张拉端锚具通过张拉端第一转接套连接于张拉端螺杆，所述张拉端锚座包括基板部以及第一挡板部和第二挡板部，所述基板部用于固定于建筑结构表面，在第一挡板部上设置有第一通孔，第二挡板部上设置有第二通孔；所述张拉端螺杆穿过所述第一通孔后通过张拉端第二转接套连接于双向SMA螺杆，在张拉端螺杆外侧并且位于第一挡板部与第二转接套之间套设有反力螺母，所述反力螺母能够顶在所述第一挡板部上；所述双向SMA螺杆穿过第二通孔后螺接于张拉端螺母。
所述张拉端锚具包括外筒件以及插入至外筒件内的楔形件，楔形件夹持于碳纤维筋的一端，所述外筒件的端部螺接于所述张拉端第一转接套内。
所述张拉端第一转接套与张拉端螺杆一体成型或与张拉端螺杆相螺接固定。
所述楔形件的外表面呈圆锥面状，在楔形件的侧壁上开设有多个直通槽，直通槽将楔形件的侧壁分割成多个夹持部，多个夹持部夹持所述碳纤维筋。
所述张拉端第二转接套与双向SMA螺杆一体成型或与双向SMA螺杆相螺接固定。
所述双向SMA螺杆为Ni-Ti形状记忆合金。
两个所述锚具均为张拉端锚具，两个所述锚座均为张拉端锚座。
两个所述锚具的其中之一为固定端锚具，与之相对应地，两个锚座的其中之一为固定端锚座；所述固定端锚具通过固定端螺杆连接于所述固定端锚座。
所述锚座通过化学锚栓固定于建筑结构表面。
采用上述技术方案，本实用新型的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、采用双向SMA螺杆产生预应力完成张拉，能够规避千斤顶张拉带来的开槽及偏心问题，大幅降低张拉过程中对空间的要求，扩展锚具适用性；
2、采用双向SMA螺杆产生预应力可以实现多个张拉装置同时对多条碳纤维筋进行张拉，避免在多条碳纤维筋张拉时张拉顺序不同造成的张拉效果不同的问题；
3、采用双向SMA螺杆进行张拉可在张拉完成后拆除双向SMA丝杆及第二连接头从而能够多次重复利用，节约成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为张拉端的结构示意图。
图3为图2的分解示意图。
图4为图3的另一角度示意图。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1-4所示，本实施例提供一种基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，包括碳纤维筋1、连接于碳纤维筋1两端的锚具以及连接于锚具的锚座。其中，两个所述锚具分别为张拉端锚具2和固定端锚具3，两个所述锚座分别为张拉端锚座4和固定端锚座5。所述固定端锚具3通过固定端螺杆12连接于所述固定端锚座5。
所述张拉端锚具2包括外筒件21以及插入至外筒件21内的楔形件22，楔形件22夹持于碳纤维筋1的一端，所述外筒件21的端部螺接于所述张拉端第一转接套内。所述楔形件22的外表面呈圆锥面状，在楔形件22的侧壁上开设有多个直通槽221，直通槽221将楔形件22的侧壁分割成多个夹持部，多个夹持部夹持所述碳纤维筋1。
所述张拉端锚具2通过张拉端第一转接套6连接于张拉端螺杆7，所述张拉端第一转接套6与张拉端螺杆7一体成型或与张拉端螺杆7相螺接固定。
所述张拉端锚座4包括基板部41以及相互平行并间隔设置于基板部41上的第一挡板部42和第二挡板部43，所述基板部41通过化学锚栓固定于建筑结构表面，在第一挡板部42上设置有第一通孔421，第二挡板部43上设置有第二通孔431。
所述张拉端螺杆7穿过所述第一通孔421后通过张拉端第二转接套8连接于双向SMA螺杆9，所述张拉端第二转接套8与双向SMA螺杆9一体成型或与双向SMA螺杆9相螺接固定。
在张拉端螺杆7外侧并且位于第一挡板部42与第二转接套之间套设有反力螺母10，所述反力螺母10能够顶在所述第一挡板部42上。
所述双向SMA螺杆9穿过第二通孔431后螺接于张拉端螺母11。在本实施例中，所述双向SMA螺杆9优选为Ni-Ti形状记忆合金。
在本实施例中，张拉装置的两端分别为张拉端和固定端，在其他实施方式中，张拉装置的两端也可以均为张拉端。
在施工时，首先按照设计要求定位放线，处理基层，完毕后安装两端锚座，并用化学锚栓进行固定；然后分别完成固定端和张拉端的安装，在安装张拉端时，将张拉端第一转接套6一端与碳筋锚具相连，另一端连接张拉端螺杆7，张拉端螺杆7穿过第一通孔421后套设反力螺母10，并且通过张拉端第二转接套8连接双向SMA螺杆9，双向SMA螺杆9穿过第二通孔431后螺接张拉端螺母11；安装完毕后，做好防护措施，开始对双向SMA丝杆进行通电激励，完成对碳纤维筋1的张拉工作；张拉完成后，拧紧反力螺母10，随后降温拆除双向SMA螺杆9及张拉端第二转接套8。
本实用新型的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置：
相比于体外钢绞线加固方式，预应力碳纤维索加固能够有效避免钢材腐蚀带来承载力下降的问题。
相比于预应力碳纤维板加固方式，预应力碳纤维筋锚座更为轻便，节省空间，扩展适用性。
相比于采用千斤顶张拉的预应力碳纤维筋锚固装置，采用双向SMA产生预应力完成张拉能够进一步规避千斤顶张拉带来的问题，进一步扩大适用性。且采用双向SMA螺杆产生预应力是通过通电激励的方式进行的，可以实现多条碳纤维筋同时张拉，避免在多条碳纤维筋张拉时张拉顺序不同造成的张拉效果不同的问题。而且双向SMA螺杆可多次重复利用，避免浪费。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：包括碳纤维筋、连接于碳纤维筋两端的锚具以及连接于锚具的锚座；在两个所述锚具中，至少二者之一为张拉端锚具，与之相对应地，至少一个所述锚座为张拉端锚座；所述张拉端锚具通过张拉端第一转接套连接于张拉端螺杆，所述张拉端锚座包括基板部以及第一挡板部和第二挡板部，所述基板部用于固定于建筑结构表面，在第一挡板部上设置有第一通孔，第二挡板部上设置有第二通孔；所述张拉端螺杆穿过所述第一通孔后通过张拉端第二转接套连接于双向SMA螺杆，在张拉端螺杆外侧并且位于第一挡板部与第二转接套之间套设有反力螺母，所述反力螺母能够顶在所述第一挡板部上；所述双向SMA螺杆穿过第二通孔后螺接于张拉端螺母。
2.如权利要求1所述的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：所述张拉端锚具包括外筒件以及插入至外筒件内的楔形件，楔形件夹持于碳纤维筋的一端，所述外筒件的端部螺接于所述张拉端第一转接套内。
3.如权利要求2所述的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：所述张拉端第一转接套与张拉端螺杆一体成型或与张拉端螺杆相螺接固定。
4.如权利要求3所述的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：所述楔形件的外表面呈圆锥面状，在楔形件的侧壁上开设有多个直通槽，直通槽将楔形件的侧壁分割成多个夹持部，多个夹持部夹持所述碳纤维筋。
5.如权利要求4所述的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：所述张拉端第二转接套与双向SMA螺杆一体成型或与双向SMA螺杆相螺接固定。
6.如权利要求1-5任一项所述的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：所述双向SMA螺杆为Ni-Ti形状记忆合金。
7.如权利要求1-5任一项所述的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：两个所述锚具均为张拉端锚具，两个所述锚座均为张拉端锚座。
8.如权利要求1-5任一项所述的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：两个所述锚具的其中之一为固定端锚具，与之相对应地，两个锚座的其中之一为固定端锚座；所述固定端锚具通过固定端螺杆连接于所述固定端锚座。
9.如权利要求1-5任一项所述的基于双向SMA的碳纤维筋张拉装置，其特征在于：所述锚座通过化学锚栓固定于建筑结构表面。
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