[实用新型]一种损伤钢板加固装置

说明书

本实用新型涉及一种损伤钢板加固装置，包括夹具(6)、形状记忆合金(2)、摩擦垫片(3)、绝缘垫片(4)及导电单元，所述形状记忆合金(2)布置在待补强的损伤钢板(1)的两侧表面，所述形状记忆合金(2)与所述损伤钢板(1)之间依次设置摩擦垫片(3)、绝缘垫片(4)及摩擦垫片(3)，并由所述夹具(6)夹紧固定，所述形状记忆合金(2)连接导电单元。与现有技术相比，本实用新型不需要在钢板上开设孔洞以实现机械锚固，不会引入新的疲劳源，且本实用新型可以充分利用形状记忆合金的形状记忆特性，便捷地对含损伤钢板施加预压应力，从而达到抑制钢板疲劳裂纹扩展，提升钢板疲劳寿命的目的。

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，具体涉及一种损伤钢板加固装置。

背景技术

经拉伸卸载后的形状记忆合金材料在升温和降温过程中会发生与金属相变有关的宏观变形，从而作为智能材料被广泛应用于工程领域。

在土木工程领域，工程师可以利用这种温度激发下的形状记忆特性替代原有的张拉设备，便捷地为现场结构施加预应力，提升结构的力学性能和现场作业施工效率，目前国内的钢结构加固领域对形状记忆合金的应用较少。

现有补强含损伤钢结构的方法是利用结构粘胶粘贴高性能材料于结构的外部，如中国专利CN109653524A公开了粘贴碳纤维增强复合材料于开圆形孔蜂窝梁的方法，但此类方法不适用于形状记忆合金的粘贴，因为形状记忆特性的激发温度往往需要超过100℃，而此温度远超结构粘胶的玻璃化温度，若使用结构粘胶粘贴易发生脱胶的问题。另外，如此高的激发温度通常采用电流加热的方式加以实现，在加热过程中需保证电流只流经待加热的形状记忆合金，以提升其工作效率；同时，现行的机械锚固体系通常需要对钢板进行开孔处理，而额外的孔洞常常会引入新的疲劳源，不利于钢板后续的疲劳性能，因此，有必要设计一种加固装置同时解决上述的三个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种损伤钢板加固装置，适用于形状记忆合金加固含损伤钢板的实施装置，有效提升含损伤钢板的疲劳性能。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种损伤钢板加固装置，包括夹具、形状记忆合金、摩擦垫片、绝缘垫片及导电单元，所述形状记忆合金布置在待补强的损伤钢板的两侧表面，所述形状记忆合金与所述损伤钢板之间依次设置摩擦垫片、绝缘垫片及摩擦垫片，并由所述夹具夹紧固定，所述形状记忆合金连接导电单元。

进一步地，所述导电单元包括导电板及连接件，所述导电板上下设置，并由连接件连接，所述导电板将形状记忆合金夹在中间。

进一步地，所述导电板为铜板，并通过导线连接外部电源，对形状记忆合金进行电流加热。

进一步地，所述夹具包括上、下夹板以及连接件，所述上、下夹板由连接件连接，将所述形状记忆合金、摩擦垫片、绝缘垫片夹在中间。

进一步地，所述连接件采用螺栓，所述夹具及导电单元沿所述损伤钢板长度方向对称设于所述损伤钢板的两侧，所述螺栓拧紧后从两侧对所述损伤钢板及形状记忆合金施加压力。

进一步地，所述形状记忆合金的宽度不小于50mm，不大于所述损伤钢板的宽度。

进一步地，所述形状记忆合金的厚度为1-2mm。

进一步地，所述形状记忆合金的屈服强度为500MPa-1000MPa。

一种损伤钢板加固方法，采用上述加固装置，具体方法为：将摩擦垫片、绝缘垫片、摩擦垫片、形状记忆合金依次安装到位，并通过夹具紧固，安装导电单元，并接通外部电源，对形状记忆合金加热，所述形状记忆合金加热温度至160℃～250℃，利用形状记忆合金加热收缩的特性，产生相应的预压应力，降低钢板上的疲劳荷载应力比。