[发明专利]一种锚固装置及生产工艺和应用

说明书

本发明公开了一种锚固装置及应用，包括基体、FRP板、端部钢板和连接件；其中，在所述基体上设置有用于安装所述端部钢板的凹槽，所述FRP板位于所述基体上；所述端部钢板包括：锚固段、延性控制变形段和连接段；所述FRP板与所述基体之间、所述基体与所述锚固段之间、所述FRP板与所述连接段之间均通过连接件固定。本发明通过端部钢板的延性控制变形段的设计使构件出现端部钢板变形段的屈服流动破坏，可根据需要灵活、主动、充分的发挥FRP板的抗拉强度，提高FRP的加固利用率；同时延性控制变形段的设计增大变形能力，使加固后构件出现延性破坏的破坏模式，使加固后构件的延性和FRP的加固利用率都得到了保证。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，更具体的说是涉及一种锚固装置及生产工艺和应用。

背景技术

纤维增强复合材料，简称为FRP，以其轻质、高强、耐腐蚀、加工便捷等显著优点被广泛的应用于结构加固之中。目前国际上使用最广泛、研究最深入的就是外贴FRP片材加固技术，其又被称为EB-FRP加固技术。大量研究表明，FRP-混凝土粘结界面比较脆弱，体现在FRP从混凝土上剥离为典型破坏形态的剥离破坏。这种破坏存在着显著的缺点：一方面，FRP利用率低，在仅达到30％左右的利用率时FRP就从混凝土界面上剥离；另一方面，被加固构件的延性较差，破坏模式属于脆性破坏。

为克服剥离破坏模式，众多学者们进行了相关研究探索，得出了一些克服方法，例如：U型箍锚固法、FRP板机械锚固快速加固法、FRP嵌入式锚固法等方法。FRP板机械锚固快速加固法，简称为MF-FRP，通过按一定要求排列的金属铆钉群将FRP板直接固定在被加固构件表面，依靠铆钉传递FRP板与混凝土之间的剪切力，保证FRP板与混凝土结构协调变形、共同工作，实现良好的加固效果。试验及理论研究证明，MF-FRP加固法能显著改善加固层界面的抗剥离性能，其具有的特殊技术优势，存在广阔的发展前景，引起了人们越来越多的关注。

然而，MF-FRP加固法依然没能解决EB-FRP加固法所存在的矛盾：被加固构件的延性和FRP利用率得不到同时保证。MF-FRP加固法主要表现出以下几种破坏模式：(1)压区混凝土压碎，加固区无明显破坏特征，表现为脆性破坏；(2)FRP板在铆钉锚出锚固处挤压破坏，锚固失效；(3)铆钉拔出，锚固失效，FRP板剥离破坏，压区混凝土压碎破坏，整个破坏过程持续时间长，有明显的破坏特征，表现为延性破坏；(4)FRP板拉断，表现为脆性破坏。目前的设计思路是，防止破坏模式(2)的出现，设计应使出现破坏模式(3)。破坏模式(3)，即铆钉拔出、锚固失效、FRP板剥离破坏模式的出现能显著提高被加固构件的延性，并且相比于EB-FRP加固法能一定程度上推迟剥离破坏模式的出现，提高抗剥离承载力。但是，FRP板抗拉强度还是没有得到充分发挥，即FRP利用率依然很低。如果希望能提高FRP的利用率，充分发挥其抗拉强度，则会出现上述破坏模式(4)，即被加固构件表现为脆性破坏，被加固构件的延性得不到保障。

因此，如何能提高MF-FRP加固法中FRP利用率和结构延性是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种锚固装置，本发明一方面通过FRP板与混凝土基体之间、端部钢板与混凝土基体之间以及端部钢板与FRP板之间的连接固定设计，防止局部破坏或FRP板剥离破坏；另一方面通过在端部钢板的延性控制变形段的设计使构件出现端部钢板变形段的屈服流动破坏，可根据需要灵活、主动、充分的发挥FRP板的抗拉强度，提高FRP的加固利用率；同时延性控制变形段的设计增大变形能力，使加固后构件出现延性破坏的破坏模式，使加固后构件的延性和FRP的加固利用率都得到了保证。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锚固装置，包括：基体、FRP板、端部钢板和连接件；

其中，在所述基体上设置有用于安装所述端部钢板的凹槽，所述FRP板位于所述基体上；

所述端部钢板包括：锚固段、延性控制变形段和连接段；