[发明专利]CFRP板多点支撑预应力加固的结构组件及其预应力施加方法

说明书

技术领域

本发明属于钢材结构技术领域，具体涉及一种CFRP板多点支撑预应力加固的结构组件及其预应力施加方法。

背景技术

预应力加固钢结构的有效性在很多工程中得到了证明。在钢结构中施加预应力，可以提高构件或结构的承载能力，减小变形，达到节约钢材、降低工程造价的目的。在实际的工程应用中，可以将预应力施加在某一或某些构件上，也可以施加在整个结构上。

对钢梁而言，对下翼缘进行CFRP板预应力加固，可以通过对截面受拉区施加预压应力，可使结构在使用荷载下不产生裂缝或裂缝宽度减小，而且预应力还会使梁产生反拱作用而减小梁的变形。并且，预应力的使用提高了CFRP的利用率，这是因为CFRP的强度高、弹性模量小，需要很大的变形才能发挥纤维的高强作用，对CFRP施加预拉力，可以使CFRP在结构破坏前充分发挥其强度。同时，预应力的使用也避免剥离破坏。故采用预应力CFRP加固时，降低了梁的竖向相对变形，减小了剥离剪应力，避免了粘结剥离破坏，相对地提高了极限承载力。

对钢柱而言，预应力撑杆柱较为常见。在受压的轴心压杆中通过给两端与之锚固的索施加预应力提前受压，而在荷载作用下，杆件继续受压，两者应力叠加，预应力索却应力降低，同时在构件中设置若干支撑，只要构件在外荷载作用下，预应力高强钢索始终保持绷紧而不松弛的状态，就能通过支撑给构件提供有效的弹性支承点，从而减小构件计算长度，提高构件的稳定承载力。

施加预应力的方法很多，有反拱法、直接张拉法、波纹锚具张拉法等。但是这些方法大多使用千斤顶进行张拉，工艺复杂，在工程上实用性不强。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明旨在提出一种CFRP板多点支撑预应力加固的结构组件，采用简单的结构对结构件施加预应力。

本发明旨在提出一种CFRP板加固结构件多点支撑预应力施加方法。

根据本发明实施例的一种CFRP板多点支撑预应力加固的结构组件，所述结构组件包括：结构件，所述结构件为适于承受载荷的金属结构件；CFRP板，所述CFRP板设在所述结构件上，所述CFRP板上具有至少两个连接在所述结构件上的连接点；支撑装置，所述支撑装置设在所述结构件上且位于两个所述连接点之间，所述支撑装置包括调整螺杆和支撑件，所述调整螺杆可转动地设在所述结构件上，所述支撑件与所述调整螺杆螺纹配合，所述调整螺杆转动时所述支撑件与所述结构件之间的距离可调，所述支撑件支撑在所述CFRP板上，所述支撑件在与所述结构件之间的距离增大时可顶起所述CFRP板朝向远离所述结构件的方向变形。

根据本发明实施例的CFRP板多点支撑预应力加固的结构组件，通过将CFRP板连接在结构件上后，利用支撑装置将CFRP板顶起，不使用千斤顶张拉的复杂工艺，且支撑装置通过调整螺杆的转动调节CFRP板的张拉量，从而实现CFRP板预应力的施加。对有体外预应加固需求的工程，此结构组件结构简单，使用操作方便，施工成本低，实用性强。

在一些实施例中，所述支撑装置包括固定板，所述固定板固定在所述结构件上，所述固定板上设有凹槽，所述凹槽的开口为缩口；同时，所述调整螺杆具有头部凸起和尾部凸起，所述头部凸起用于限位所述支撑件，所述尾部凸起配合在所述凹槽内。

具体地，所述支撑装置具有多个所述调整螺杆，所述支撑件与多个所述调整螺杆分别螺纹连接。

进一步地，所述支撑件的与所述CFRP板接触的表面形成为朝向远离所述结构件的方向凸出的弧面。

在一些实施例中，所述支撑装置为多个，多个所述支撑装置间隔开设在所述结构件上且用于支撑同一块所述CFRP板。

在一些实施例中，所述CFRP板上位于每相邻两个所述支撑装置之间的部分上具有连接在所述结构件上的所述连接点。

在一些实施例中，所述结构组件还包括锚固装置，所述锚固装置包括压板和锚固件，所述压板将所述CFRP板压制在所述结构件上，所述锚固件连接在所述结构件和所述压板之间，所述CFRP板被所述压板压制而与所述结构件相连的部分构成所述连接点。

具体地，所述压板的与所述CFRP板接触的表面形成为朝向所述结构件的方向凸出的弧面。

更具体地，所述锚固装置包括焊接连接在所述结构件上的锚固板，所述锚固件为螺纹连接在所述锚固板上的螺栓。

根据本发明实施例的一种CFRP板加固结构件多点支撑预应力施加方法，包括如下步骤：