本發明專利技術公開了一種鋼筋混凝土板體外FRP筋的預應力施加裝置，包括錨固系統，與錨固系統連接的加載裝置，以及連接錨固系統與加載裝置的數據采集處理系統；雙側角鋼對孔布置，可將FRP筋按預定位置準確安裝，保證了FRP筋的布置方向同鋼筋混凝土板保持平行；FRP筋的底端錨具采用連接螺栓同張拉鋼板相連。首先可以確保張拉力沿FRP筋的中心線施加，避免了FRP筋因偏心受拉產生的剪力影響到抗拉強度的發揮；其次，通過擰緊或者松開連接螺栓，可以方便地隨時對FRP筋全部、選擇性或逐根實施預應力的施加；采用錨固螺栓在張拉后的張拉端對FRP筋進行緊固，操作簡便，且預應力損失較小。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土木工程中鋼筋混凝土板的體外預應力
，具體涉及一種鋼筋混凝土板體外FRP筋的預應力施加裝置。
技術介紹
纖維增強塑料(Fiber Reinforced Polymer,簡稱FRP)復合材料以其輕質、高強、不銹蝕和抗疲勞性能好等優點，已應用于實際工程中。以纖維增強塑料筋(即FRP筋)作為預應力筋用于鋼筋混凝土板的體外預應力加固，既能克服傳統鋼絞線、高強鋼絲或粗鋼筋的易腐蝕問題，又能充分發揮體外預應力加固的效果。FRP筋由纖維和聚合物基體兩部分組成，纖維的抗拉強度和彈性模量都較聚合物基體高，是纖維塑料筋中的承載成份。聚合物基體是粘結成份，用來把纖維單絲粘結約束在一起，也起保護纖維、維持纖維塑料筋尺寸穩定的作用。因此，FRP筋截面性質和受力性能與 傳統鋼絞線、高強鋼絲或粗鋼筋有很大的差異，對壓力、剪力及筋表面的變形(如壓痕、凸肋、螺紋等)更加敏感，難以采用適用于鋼絞線、高強鋼絲或粗鋼筋的傳統方法對其施加預應力。現有的FRP筋預應力施加裝置無法實現在預應力施加過程中對FRP筋自身應力-應變狀態的監控，例如中國專利技術專利，專利號為CN101922240A公開了一種FRP筋張拉錨固裝置，其特征在于張拉錨固裝置包括用于錨固FRP筋的錨固裝置和用于張拉FRP筋的張拉裝置。錨固裝置包括錨固架、套筒和限位構件，錨固架固定連接在待加固構件端部的錨固區，套筒穿置在錨固架上用于錨固FRP筋，限位構件連接在套筒上用于張拉FRP筋后對套筒限位。張拉裝置包括施力設備和軟索，施力設備通過軟索與套筒相連，用于施加張拉力。該項專利技術為FRP筋提供了一種施加預應力的方法，但該專利技術未涉及在預應力施加過程中如何對FRP筋進行預應力的精確控制和施加，有可能導致FRP筋的超張拉現象。因此，開發一種適合FRP筋性能特點，又可以精確控制預拉應力的體外FRP筋預應力施加裝置，對促進FRP筋在體外預應力
的應用具有重要的意義。
技術實現思路
為了克服現有技術中的不足，本專利技術提供了一種能夠精確、方便地對鋼筋混凝土板體外的多根FRP筋同時或逐一施加預拉應力，并且使預拉應力在每根FRP筋中均勻分布，在施加過程中還可以通過數據采集儀對施加過程進行實時監控的鋼筋混凝土板體外FRP筋的預應力施加裝置。本專利技術的目的是這樣實現的 鋼筋混凝土板體外FRP筋的預應力施加裝置，包括錨固系統，與錨固系統連接的加載裝置，以及連接錨固系統與加載裝置的數據采集和處理系統； 所述的錨固系統包括角鋼1，角鋼I通過角鋼錨具10固定在鋼筋混凝土板9上，鋼筋混凝土板9的兩端部位置用沖擊鉆鉆有孔，角鋼I上設置有FRP筋穿孔，FRP筋11穿過FRP筋穿孔，通過底端錨具12錨固在角鋼I上；在張拉端，底端錨具2靠近角鋼I的一端上擰有錨固螺帽3，底端錨具2的另一端通過連接螺栓4與張拉鋼板8相連； 所述的底端錨具2采用粘結型套筒式錨具，粘結材料采用環氧系粘結樹脂； 所述的錨固系統中組成部件的中心線位于同一平面內； 所述的加載裝置包括位于角鋼I與張拉鋼板8之間的千斤頂6，以及與連接螺栓4連接的張拉螺帽5 ；所述的數據采集系統，包括位于張拉鋼板8與千斤頂6之間的力傳感器7、粘貼在FRP筋11上的應變片12，連接力傳感器7與應變片12的數據采集儀13，數據采集儀13同時連接有計算機14 ； 所述的錨固系統及加載裝置中的設備的中心線位于同一平面內，且沿FRP筋軸線安裝。 積極有益效果(I)雙側角鋼對孔布置，可將FRP筋按預定位置準確安裝，保證了FRP筋的布置方向同鋼筋混凝土板保持平行。(2)FRP筋的底端錨具采用連接螺栓同張拉鋼板相連。首先可以確保張拉力沿FRP筋的中心線施加，避免了 FRP筋因偏心受拉產生的剪力影響到抗拉強度的發揮；其次，通過擰緊或者松開連接螺栓，可以方便地隨時對FRP筋全部、選擇性或逐根實施預應力的施加。(3)千斤頂兩側對稱布置，頂在同一塊張拉鋼板上，通過監控力傳感器測得的數據，實現兩側千斤頂的同步加載。千斤頂將外張荷載施加在同一塊張拉鋼板上，張拉鋼板通過張拉螺帽將張拉荷載傳遞錨固系統，再由錨固系統將張拉力傳遞給每一根FRP筋，實現了張拉力在所有預應力FRP筋中均勻傳遞。(4)采用錨固螺栓在張拉后的張拉端對FRP筋進行緊固，操作簡便，且預應力損失較小。(5)通過監測到的每根FRP筋的應力和應變信息，適時通過調節錨固螺帽確保每根FRP筋中應力均勻。附圖說明圖I是本專利技術實施例I的結構示意 圖2是圖I中的角鋼細部示意 圖3為實施例的實驗板尺寸和配筋； 圖4為荷載-位移曲線； 圖中為角鋼I、底端錨具2、錨固螺帽3、連接螺栓4、張拉螺帽5、千斤頂6、力傳感器7、張拉鋼板8、混凝土板9、角鋼錨具10、FRP筋11、應變片12、數據采集儀13、計算機14、水泥砂漿找平層15。具體實施例方式下面根據附圖及實施例對本專利技術做進一步詳細說明 錨固系統原理先在鋼筋混凝土板兩端部設定位置上用沖擊鉆分別鉆取預留孔，通過預留孔用螺栓把已制作好帶有FRP筋張拉穿孔的角鋼緊緊地固定在鋼筋混凝土板上，再把FRP筋錨固在角鋼上。FRP筋的錨具采用粘結型套筒式錨具，粘結材料采用環氧系粘結樹月旨。角鋼I立面的預留孔，對于非張拉端其孔徑大小使得FRP筋穿過，而套管不能穿過；對于張拉端的鋼板孔徑大小和錨固套筒外徑相同。張拉端的錨固套筒兩端均有螺紋，靠近角鋼一端帶錨固螺帽，用于張拉后的錨固；套管的另一端螺紋通過螺栓與張拉鋼板緊緊固定在一起。所有錨固張拉裝置的中心線應位于同一平面內。加載系統千斤頂放置在角鋼和張拉鋼板之間，關于鋼筋混凝土板的中心線平行對稱布置。張拉過程中，張拉端的角鋼作為千斤頂的反力裝置。千斤頂將外張荷載施加在張拉鋼板上，張拉鋼板通過張拉螺帽將張拉荷載傳遞錨固系統，再由錨固系統將張拉力維持在控制預應力水平。力傳感器置于張拉鋼板和千斤頂之間，保持與千斤頂在同一中心線上，兩端與千斤頂和張拉鋼板緊貼。在FRP筋的適當位置上粘貼應變片，應變片與力傳感器同數據采集儀相連。數據采集儀連接計算機，通過計算機中的控制分析軟件控制并記錄張拉力的大小，并對加載過程實時監控每根FRP筋的應力和應變量。實施例I 如圖I、圖2所示，圖中本實例鋼筋混凝土板體外FRP筋的預應力施加裝置由角鋼I、底端錨具2、錨固螺帽3、連接螺栓4、張拉螺帽5、千斤頂6、力傳感器7、張拉鋼板8、混凝土板9、角鋼錨具10、FRP筋11、應變片12、數據采集儀13、計算機14、水泥砂漿找平層15聯接構成，由于FRP筋抗剪能力較差，張拉設備應嚴格沿FRP筋軸線安裝，且所有錨固張拉設備的中心線應位于同一平面。本實施例的錨固系統由角鋼I、底端錨具2、錨固螺帽3、連接螺栓4、混凝土板9、角鋼錨具10、FRP筋11聯接而成。先在鋼筋混凝土板9兩端部設定位置上用沖擊鉆分別鉆孔，在預留孔口處把預留好FRP筋穿孔的角鋼I用角鋼錨具10緊緊地固定在鋼筋混凝土板9上。將FRP筋11穿過FRP筋穿孔，通過底端錨具2錨固在角鋼I上。在張拉端，底端錨具2靠近角鋼I的一端擰上錨固螺帽3 ;底端錨具2的另一端通過連接螺栓4與張拉鋼板8相連。所有錨固裝置的中心線應位于同一平面內。本實施例的加載系統由張拉螺帽5、千斤頂6、張拉鋼板8組成，兩臺千斤頂6放置在角鋼I和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
鋼筋混凝土板體外FRP筋的預應力施加裝置，其特征在于：包括錨固系統，與錨固系統連接的加載裝置，以及連接錨固系統與加載裝置的數據采集處理系統。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：高丹盈，祝玉斌，湯寄予，房棟，朱海堂，
申請(專利權)人：鄭州大學，
類型：發明
國別省市：
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