[发明专利]一种防止开口截面钢构件端部纤维加固层剥离的Z-pin锚固构件及其方法

说明书

本发明涉及纤维加固构件技术领域，具体涉及一种防止开口截面钢构件端部纤维加固层剥离的Z‑pin锚固构件及其方法，包括加固构件，加固构件的顶部粘贴有纤维加固层，且纤维加固层两端的顶部粘贴有FRP片材，FRP片材底部的两端与加固构件相粘贴，且FRP片材中插入有Z‑pin销钉，本发明通过Z‑pin销钉截面面积小，对纤维加固层损伤小，且抗拔性能优秀，能极大改善端部剥离问题，延长了纤维加固层工作寿命，由于纤维加固层端部依靠Z‑pin销钉的机械锚固力及胶粘剂界面粘结力，当胶层发生破坏时不会像传统加固方式一样加固承载力迅速降为零，而是具有一定延性，便于在加固结构失效前检测到缺陷。

技术领域

本发明涉及纤维加固构件技术领域，具体涉及一种防止开口截面钢构件端部纤维加固层剥离的Z-pin锚固构件及其方法。

背景技术

碳纤维加固大量运用在桥梁，隧道等加固项目中，是常用的建筑加固手段，具有有效提高结构荷载能力、封闭裂缝等优点。碳纤维布加固法是采用高性能的碳纤维配套环氧树脂或专用凝胶粘结于混凝土构件或钢结构的表面，利用碳纤维轻质，高强，耐腐蚀，易设计等特点，达到提高构件承载能力及强度的目的。而根据现有的使用情况表明，碳纤维加固钢结构的破坏大多数是由于碳纤维端部与构件粘贴剥落，随着荷载的增加与时间的延长，剥落面积不断增加，最终导致剥离破坏。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种防止开口截面钢构件端部纤维加固层剥离的Z-pin锚固构件及其方法，纤维加固层端部粘贴FRP片材后，在FRP片材上植入Z-pin销钉，从而防止纤维加固层端部剥落，使得纤维加固层充分发挥加固构件的作用。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种防止开口截面钢构件端部纤维加固层剥离的Z-pin锚固构件，包括加固构件，加固构件的顶部粘贴有纤维加固层，且纤维加固层两端的顶部粘贴有FRP片材，FRP片材底部的两端与加固构件相粘贴，且FRP片材中插入有Z-pin销钉，Z-pin销钉贯穿纤维加固层延伸至加固构件中。

优选的，加固构件与纤维加固层及FRP片材之间皆设置有胶粘层，且加固构件通过胶粘层粘贴有纤维加固层及FRP片材，纤维加固层与FRP片材之间设置有胶粘层，且纤维加固层通过胶粘层粘贴有FRP片材。

优选的，FRP片材厚度在0.2～1mm之间，且FRP片材与纤维加固层呈十字型。

优选的，Z-pin销钉的直径为0.8～1mm，密度为5×5mm，且Z-pin销钉与FRP片材夹角的角度为60°-70°。

优选的，Z-pin销钉的钉头型式为半圆沉头型，且Z-pin销钉的表面形成凸起，Z-pin销钉横截面制成异型截面。

优选的，多组Z-pin销钉为错位式分布状态，加固构件截面为开口截面。

一种防止开口截面钢构件端部纤维加固层剥离的Z-pin锚固方法，包括如下步骤：

1)对加固构件需粘贴区域表面进行除污处理，凸出部分打磨平整，直至完全露出新鲜面；

2)对加固构件需粘贴区域进行放线定位，并根据该尺寸确定纤维加固层的大小；

3)纤维加固层裁剪完成后，处理其表面灰尘和污渍后，静置干燥20min；

4)用滚筒或毛刷将胶粘剂均匀涂抹于加固区域表面，厚度不超过0.4mm；

5)处理FRP片材表面灰尘和污渍后，用毛刷均匀涂抹胶粘剂在与纤维加固层表面接触面，粘贴在纤维加固层加固区域两端，FRP片材纤维方向与纤维加固层纤维方向呈十字型；

6)用固定夹具将加固构件、纤维加固层与FRP片材重叠区固定，并在重叠区域钻直径0.8-1mm的细孔，细孔深度大于Z-pin销钉长度，密度为5mm×5mm，角度与加固构件平面呈60°～70°；