[发明专利]一种带嵌入式锚固装置的FRP筋及其应用方法

说明书

本发明属于钢筋混凝土结构加固相关技术领域，并公开了一种带新型嵌入式锚固装置的FRP筋及其应用方法。FRP筋的两端设置有新型嵌入式锚固装置，其材料为FRP纤维布，将FRP纤维布的前端卷曲形成套管，并将套管和FRP筋端部粘接起来，随后将FRP纤维布的后端拧成束状，并采用固定绳缠绕定型，以此形成锚钉，套管和锚钉形成夹角θ。将带有该锚固装置的FRP筋嵌入待加固钢筋混凝土梁中后，锚固装置可有效避免FRP筋端部在梁受力过程中发生剥离破坏，进而提高待加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力。本发明还公开了上述带有新型嵌入式锚固装置的FRP筋在混凝土梁中的应用方法。通过本发明，可提高FRP材料的利用率，降低工程成本。

技术领域

本发明属于钢筋混凝土结构加固相关技术领域，更具体地，涉及一种带新型嵌入式锚固装置的FRP筋及其应用方法。

背景技术

近年来，FRP(即Fiber-Reinforced Polymer,纤维增强复合材料)由于具有耐腐、轻质、高强、施工便捷等优点已经被广泛应用于混凝土结构及其它结构的加固中。目前，FRP加固钢筋混凝土结构主要有两种方法，外贴法和嵌入法。其中嵌入法除保留了外贴FRP加固技术的高强、高效、耐腐蚀等优点之外，还具备一个突出的优点：嵌入式FRP能达到的有效应力比外贴FRP的要高得多。此外，嵌入法在抗冲击性、耐久性、防火性和施工简易性等方面都要比外贴法更加优越。

即使嵌入式FRP与混凝土结构有着较高的粘结效率，在嵌入式FRP抗弯加固钢筋混凝土梁中，剥离破坏(混凝土保护层剥落或FRP-混凝土界面剥离)依然时有发生，成为了制约进一步提升嵌入式FRP筋抗弯加固钢筋混凝土梁加固效率的重要因素。

为了预防嵌入式FRP筋抗弯加固钢筋混凝土梁发生端部剥离破坏导致梁承载能力降低，国内外许多专家学者研究了不同的端部锚固方法，其中又以外贴FRP U型箍最为常见。但是也有部分试验研究表明，在嵌入式FRP 筋抗弯加固钢筋混凝土梁系统中，端部FRPU型箍虽然能成功抑制混凝土保护层剥落破坏，但破坏模式易转化为端部FRP筋剥离破坏(从混凝土保护层中“拔出”)。这主要是因为在嵌入式加固系统中，嵌入钢筋混凝土梁的FRP筋不能与外贴的FRP U型箍直接相连，而是通过混凝土保护层相连，因此强度相对较低的混凝土保护层成为了易破坏部分，FRP筋很可能从混凝土保护层中“拔出”。此时，增加FRPU型箍用量对加固梁承载力的提升较为有限，且会显著提升加固成本。因此，本发明研发了一种基于嵌入式 FRP筋抗弯加固钢筋混凝土梁的新型嵌入式端部锚固装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种带新型嵌入式锚固装置的FRP筋及其应用方法，通过对其关键组件锚固装置的结构设计，使得锚固装置与FRP筋紧密结合并嵌入钢筋混凝土梁中，避免FRP筋的端部剥离破坏，从而提升钢筋混凝土梁的抗弯承载力。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种带新型嵌入式锚固装置的FRP筋，该FRP筋两端设置有锚固装置，其中，

所述锚固装置的材料为FRP纤维布，该FRP纤维布的前端卷曲成形形成一个套管，FRP纤维布的后端拧成束状，并采用固定绳缠绕定型，以此形成锚钉，所述套管和锚钉形成夹角θ；

将所述带有新型嵌入式锚固装置的FRP筋嵌入待加固钢筋混凝土梁中后，所述锚固装置避免FRP筋端部在梁受力过程中发生剥离破坏，进而提高待加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力。

进一步优选地，FRP筋及锚固装置的材料均为碳纤维增强聚合物、玻璃纤维增强聚合物、芳纶纤维增强聚合物、玄武岩纤维增强聚合物中的一种。

进一步优选地，所述套管套在所述FRP筋两端时，通过粘结剂实现所述套管和FRP筋之间的连接。

进一步优选地，所述粘结剂优选为工程结构胶。

进一步优选地，所述夹角θ的范围为45°～90°。