[实用新型]一种混凝土结构FRP自锁式端部锚固装置

说明书

本实用新型属于土木工程结构加固技术领域，涉及一种混凝土结构FRP自锁式端部锚固装置，开洞钢片中间开有矩形洞口，开洞钢片的长边方向上两侧各设有一个与高强螺栓相匹配的螺栓孔，咬合扣件的一侧有一个与开洞钢片洞口大小相对应的突出，突出部分的两侧长边打磨为圆角，开洞钢片与咬合扣件在一侧的短边处通过连接轴连接为一个整体，并能够自由开合；整个装置可以有效地锚固外贴法纤维布，有效延缓了纤维布的剥离，避免了因其剥离而使加固失效，施工简单，可广泛应用于各种FRP材料和工程实际中。

技术领域:

本发明属于土木工程结构加固技术领域，涉及一种混凝土结构 FRP布端部锚固装置，特别是一种混凝土结构FRP自锁式端部锚固装置。

背景技术：

纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称 FRP)近些年来在混凝土加固领域取得了广泛应用。与传统的加固技术相比，FRP布具有高强质轻的特点，具有良好的耐腐蚀性，可设计性和抗疲劳性能。目前常用的FRP材料加固混凝土构件方法是用环氧树脂将FRP布粘贴在混凝土构件表面，这种方法可以保证FRP布和混凝土构件在前期具有良好的协同工作性能，但随着荷载的增加，该方法易发生早期端部剥离破坏，FRP布一旦发生端部剥离破坏，剥离会迅速地沿着FRP布扩展，进而导致FRP布脱落完全丧失加固作用，FRP的材料性能无法得到充分利用。

FRP剥离是最主要的破坏模式，加强锚固是解决该问题的常用方法，此方法不仅能够提高加固结构的承载力、FRP的强度利用率，且能够有效阻止或延迟FRP-混凝土界面的早期剥离。目前FRP锚固方法主要有FRP机械锚固法、FRP嵌入式锚固法、FRP-U形箍锚固法和FRP混合锚固法等等，其中FRP-U形箍锚固法利用粘结剂将FRP片材沿横截面环绕，呈三面包围式粘贴到沿梁纵向的FRP片材上，横向包裹可置于FRP片材端，也可沿全梁布置，这种锚固方法易于施工，相比于外贴FRP法，锚固能力更强，但这种锚固方法对FRP布是一种“柔”性约束，随着荷载的增加，该方法仍会发生FRP布的剥离破坏，无法充分利用FRP布的材料性能；FRP嵌入式锚固法通过在混凝土构件表面开槽，然后嵌入FRP材料，最后灌入粘结剂，众多实验研究表明 FRP嵌入式锚固法可以有效地改善FRP材料与混凝土构件之间的粘结效果，具有很好的锚固能力，但该方法需要在混凝土构件表面开槽，操作不慎容易误伤钢筋，而且目前并没有很高效简便的开槽技术，所以这种方法无法得到广泛应用；另一种FRP锚固法通过钢片和锚钉将 FRP材料锚固于混凝土构件表面，即FRP机械锚固法，该方法不仅可以提高结构的极限承载力,也显著的提高了结构的延性，然而,普通 FRP的片材对于这种锚固方法没有足够的承压强度,锚钉很容易穿过片材使其沿纵向劈开,使得该方法的使用受到了一定的限制；在FRP 机械锚固法基础之上出现了FRP混合锚固法，该技术是将外贴法和机械锚固法相结合,在混凝土表面粘贴FRP布后沿着FRP布全长每间隔 100mm用由一个钢板和两个混凝土锚钉组成的锚固件进行锚固，试验结果显示，大部分加固构件所用的FRP布最终被拉断，由此可见的这种锚固方式可以充分发挥FRP布的强度，但这种锚固方式操作过于复杂，且大量使用锚钉会对混凝土构件产生一定程度的损伤。

综上所述，一方面因为外贴FRP法不能避免FRP和混凝土的剥离破坏，不能使纤维材料的性能得到充分利用，另一方面，各种锚固方法均存在种种弊端而不能广泛应用于FRP加固的实际工程中，使得 FRP材料在土木工程领域的推广受到了很大的限制，更多的研究工作有待开展。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种混凝土结构FRP自锁式端部锚固装置，一方面可以解决外贴FRP法中纤维布容易发生剥离破坏的问题，另一方面可以弥补其他FRP锚固法施工复杂，损伤混凝土构件严重的短板，该装置不仅可以延缓单层FRP剥离，也可以适用于多层FRP加固，且即使FRP布剥离仍可依靠纤维布两端的锚固使FRP最终被拉断，从而充分发挥FRP布的强度，最大程度的发挥FRP布的优良性能，而且能改善梁破坏时的延性。