[发明专利]BFRP筋材抗浮锚杆设计方法

说明书

本发明公开了BFRP筋材抗浮锚杆设计方法，涉及建筑工程技术领域，解决了以钢筋作为抗浮锚杆的筋材制作繁琐，且不具耐腐蚀环境下使用，或因增添防腐措施而增加了施工工序和工程造价等问题，其技术方案要点是：包括以下步骤：首先，计算钢筋抗浮锚杆的钢筋杆的长度和截面积；然后，按照等强度和等刚度换算原则将钢筋筋体截面积换算成BFRP筋体的截面积；然后，计算BFRP筋体的直径和根数；然后，通过筋材切割机对BFRP筋体进行定尺剪裁，然后，将BFRP复合材料加工成型BFRP筋体。具有极高的耐酸性和耐碱性，从而能够防止在苛刻的环境下使用钢筋杆材的腐蚀，并提高建筑物的抗浮耐久性和提高施工工效等效果。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，更具体地说，它涉及BFRP筋材抗浮锚杆设计方法。

背景技术

锚杆是岩土工程支护的最基本的组成部分。目前，锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。

现有技术中的抗浮锚杆，指的是抵抗其上建筑物向上移位而设置的结构构件，与地下水位高低及变化情况有关，与抗压桩受力方向相反。现有技术中的抗浮锚杆通常采用的是钢筋作为抗浮锚杆的筋材。现有的钢筋抗浮锚杆在施工运用过程中，常常需要对钢筋筋体增加防腐措施的工序后再进行锚固的施工工序。

现有技术中的抗浮锚杆均以钢筋作为其筋材，不仅制作繁琐，且不具耐腐蚀环境下使用条件，或因增加防腐措施而增加施工工序和工程造价，不符合国家节能政策。而玄武岩纤维复合筋材（简称BFRP）以玄武岩纤维为增强材料与乙烯基树脂及填料固化剂等的基体相结合经拉挤工艺成型的一种新型复合材料，与钢筋相比，重量是钢筋的1/5，抗拉强度为钢筋的2~3倍，尤其具有极高的耐酸性和耐碱性，对水泥砂浆中的水分浓度以及二氧化碳的浸透和扩散具有较高的容许度，可防止在苛刻的环境下使用混凝土构筑物的腐蚀，提高建筑物的耐久性。

发明内容

本发明的目的是提供BFRP筋材抗浮锚杆设计方法，具有极高的耐酸性和耐碱性，从而能够防止在苛刻的环境下使用钢筋杆材的腐蚀，并提高建筑物的抗浮耐久性和提高施工工效等效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：BFRP筋材抗浮锚杆设计方法，包括以下步骤：

1）依据现行工程技术标准设计计算采用钢筋的单根抗浮锚杆筋体的截面积A_y和长度L₀；

2）根据步骤1）中计算出的单根抗浮锚杆钢筋筋体截面积A_y，按照等强度原则将单根抗浮锚杆钢筋筋体截面积A_y换算成采用BFRP筋体的抗浮锚杆的截面积A_B1，即f_BA_B1= f_yA_y，其中f_B为BFRP筋抗拉强度，f_y为钢筋抗拉强度；

3）按照步骤2）中所述的等强度原则计算的A_B1，再按等刚度原则核算单根抗浮锚杆BFRP筋体的截面积A_B2，A_B2≥κA_y；其中，κ为刚度调整系数，κ=E_y/E_B, 且不小于1.25，其中E_B为BFRP筋的变形模量，E_y为钢筋的变形模量；