一種gfrp混凝土組合構件用抗剪栓釘及其施工方法
2023-05-21 16:17:01
一種gfrp混凝土組合構件用抗剪栓釘及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘及其施工方法，包括GFRP構件，後澆層混凝土，GFRP構件上開有孔洞，所述的孔洞中穿插有抗剪栓釘。GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘的施工方法包括如下步驟：在GFRP構件上相應位置處開孔洞；在抗剪栓釘的釘尾、擋板和尾杆上塗膠或浸膠；將抗剪栓釘的釘尾對準孔洞，將其插入孔洞中；抓住抗剪栓釘的柄部或頭部，將抗剪栓釘旋轉90°；待膠固化後澆筑後澆層混凝土。抗剪栓釘可恰到好處地穿插到孔洞中，施工十分簡便，且與孔洞之間不會留有空隙，可防止後澆層混凝土澆築時出現漏漿現象。抗剪栓釘可有效提高下部GFRP構件與後澆層混凝土的界面粘結力，增大結構或構件的整體性能及界面抗剪性能，可用於GFRP混凝土組合梁、板及其它複雜節點的施工。
【專利說明】—種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘及其施工方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及建築橋梁工程【技術領域】，特別是涉及一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘。
【背景技術】
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[0002]GFRP混凝土組合構件主要由下部的GFRP構件與上部面層混凝土組成:上部混凝土主要承受壓力，下部GFRP構件主要承受拉力，這種構件充分利用了 GFRP抗拉強度高、耐久性能好以及混凝土抗壓性能優良的優點，且下部GFRP構件在施工階段可以充當永久性模板，不設或少設支撐，施工簡便。近年來，GFRP混凝土組合構件在土木工程領域中得到了廣泛的應用。但GFRP構件與上部面層混凝土界面較差的粘結性能制約了這種結構的廣泛推廣應用。由此，開發一種施工簡便，可有效提高下部GFRP構件與後澆層混凝土的界面粘結力，增大結構或構件的整體性能及界面抗剪性能，且經濟性能優越的GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘及其施工方法具有重要的工程應用價值。
【發明內容】
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[0003]本發明公開了一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘及其施工方法，目的在於開發出一種提高現場施工的簡便性和靈活性，結構力學性能優越，能有效改善GFRP構件與後澆層混凝土疊合界面性能的新型GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘。
[0004]本發明是這樣來實現的，該GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘包括:GFRP構件，後澆層混凝土，GFRP構件上開有孔洞，所述的孔洞穿插有抗剪栓釘。GFRP構件可使用配套的開孔工具在施工現場開設孔洞或在GFRP構件廠中預留孔洞，抗剪栓釘可恰到好處地穿插到孔洞中，使得抗剪栓釘與孔洞之間沒有縫隙，可防止後澆層混凝土澆築時出現漏漿現象，易於抗剪栓釘固定牢靠。抗剪栓釘可由GFRP材料製作，使其具有較高的強度和較好的粘結性能。抗剪栓釘可提高GFRP構件與後澆層混凝土的粘結力，有效改善疊合界面性能，最主要的是抗剪栓釘可提高現場施工的簡便性和靈活性，提高施工速率，縮短工期。
[0005]本發明的特徵還在於所述的抗剪栓釘由頭部與根部兩部分組成，頭部埋入後澆層混凝土中，根部嵌固於GFRP構件中；這樣，抗剪栓釘在GFRP構件與後澆層混凝土之間起到了很好的連接作用。
[0006]本發明的特徵還在於所述的頭部由釘帽和釘杆兩部分組成；所述的根部由釘尾、擋板、柄部和尾杆四部分組成。釘杆用於直接抗剪，增設釘帽可增大抗剪栓釘與後澆層混凝土的接觸面積，增強界面粘結力。根部嵌固於GFRP構件中，釘尾和尾杆穿插在孔洞中，擋板、柄部及頭部埋入後澆層混凝土中。
[0007]本發明的特徵還在於所述的釘尾與孔洞截面形狀相似，但略小於孔洞截面。釘尾與孔洞截面形狀相似，使釘尾可穿插在孔洞中，釘尾比孔洞截面略小可保證釘尾恰到好處的穿插在孔洞中，利於抗剪栓釘的固定。
[0008]本發明的特徵還在於所述的擋板能夠將孔洞完全遮擋。當擋板為圓形時，圓形半徑大於孔洞最大長度，當擋板為橢圓時，擋板的短軸長度b稍大於孔洞最大長度，這樣銷釘旋轉90度之後能保證擋板將孔洞完全蓋住，澆筑後澆層混凝土時不會漏漿。
[0009]本發明的特徵還在於所述的尾杆截面為圓形，尾杆截面為圓形，便於旋轉。
[0010]為製作上述GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘，本發明的施工方法為:①在GFRP構件上相應位置處開孔洞；②在抗剪栓釘的釘尾、擋板和尾杆上塗膠或浸膠；③將抗剪栓釘的釘尾對準孔洞，將其插入孔洞中；④抓住抗剪栓釘的柄部或頭部將抗剪栓釘旋轉90°
待膠固化後澆筑後澆層混凝土。
[0011]以下結合附圖對本發明進行詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0012]以下附圖中，I為GFRP構件，2為孔洞，3為抗剪栓釘，4為後澆層混凝土，5為頭部，6為根部,5.1為釘帽,5.2為釘杆,6.1為釘尾,6.2為擋板,6.3為柄部,6.4為尾杆。
[0013]圖1為工字型GFRP構件與混凝土組合構件用抗剪栓釘橫剖面結構示意圖；
[0014]圖2為箱型GFRP構件與混凝土組合構件用抗剪栓釘橫剖面結構示意圖；
[0015]圖3為抗剪栓釘截面示意圖；
[0016]圖4為釘帽為圓形時抗剪栓釘示意圖；
[0017]圖5為釘帽為矩形時抗剪栓釘示意圖；
[0018]圖6為抗剪栓釘各斷面剖切部位示意圖；
[0019]圖7?13為各剖切部位斷面示意圖；
[0020]圖14為釘尾插入孔洞時示意圖；
[0021]圖15為釘尾旋轉90°後與孔洞相對位置示意圖；
[0022]圖16為抗剪栓釘與孔洞尺寸標註示意圖；
[0023]圖17為抗剪栓釘穿插入孔洞過程示意圖；
[0024]圖18為工字形GFRP構件與混凝土組合構件用抗剪栓釘立面結構示意圖；
[0025]圖19為箱形GFRP構件與混凝土組合構件用抗剪栓釘立面結構示意圖。
【具體實施方式】
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[0026]本發明如附圖1?19所示。
[0027]一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘及其施工方法，包括GFRP構件1、後澆層混凝土 4，GFRP構件I上開有孔洞2，所述的孔洞2穿插有抗剪栓釘3。GFRP構件I可使用配套的開孔工具開設孔洞2或在GFRP構件廠中預留孔洞2。抗剪栓釘3與孔洞2截面形狀相適應，可穿插到孔洞2中，且抗剪栓釘3的尾杆6.4高度剛好與孔洞2高度相同，使抗剪栓釘3剛好能穿過孔洞2，使得抗剪栓釘3與孔洞2之間不會留有空隙，然後將抗剪栓釘3旋轉90°，這樣就使抗剪栓釘3固定牢靠。這樣設計可使抗剪栓釘3恰到好處地穿插到孔洞2中，且不會鬆動。抗剪栓釘3可由GFRP材料製作，使其具有較高的強度和較好的粘結性能，提高GFRP構件I與後澆層混凝土 4的粘結力，有效改善疊合界面性能，最主要的是抗剪栓釘3可提高現場施工的簡便性和靈活性，提高施工速率，縮短工期。如圖1?2所示，抗剪栓釘3在GFRP構件I與後澆層混凝土 4之間起到了很好的連接作用，使得該新型GFRP混凝土組合構件力學性能優越，施工簡便靈活。
[0028]抗剪栓釘3由頭部5與根部6兩部分組成，頭部5全部埋入後澆層混凝土 4中，根部6部分嵌固於GFRP構件I中。如圖1?3所示。這樣，通過抗剪栓釘3增大了 GFRP構件I與後澆層混凝土 4的粘結力，有效改善了疊合界面的抗剪性能。
[0029]頭部5由釘帽5.1和釘杆5.2兩部分組成；根部6由釘尾6.1、擋板6.2、柄部6.3和尾杆6.4四部分組成。如圖4?13所示。圖4?5分別為釘帽5.1為圓形和矩形時抗剪栓釘3結構示意圖，圖6為抗剪栓釘3各斷面剖切部位示意圖，圖7?13為各剖切部位斷面示意圖，其中圖12?13為釘帽5.1的兩種截面形式。釘帽5.1和釘杆5.2埋入後澆層混凝土 4中，有效增大了抗剪栓釘3與後澆層混凝土 4的接觸面積，增強疊合力。根部6嵌固於GFRP構件中，釘尾6.1和尾杆6.4穿插在孔洞2中，擋板6.2和柄部6.3使頭部5埋入後澆層混凝土 4中。這樣，抗剪栓釘3將GFRP構件I和後澆層混凝土 4有效的連接起來，改善了該GFRP混凝土組合構件的界面性能。
[0030]釘尾6.1與孔洞2截面形狀相似，但略小於孔洞2截面。如圖14所示，釘尾6.1與孔洞2截面形狀相似，使釘尾6.1可穿插在孔洞2中，釘尾6.1比孔洞2截面略小，可保證釘尾6.1剛好能穿插在孔洞2中，且抗剪栓釘3的尾杆6.4與孔洞2之間幾乎不會留有空隙，方便了抗剪栓釘3的固定。圖15為釘尾6.1旋轉90度之後的示意圖，且抗剪栓釘3的釘尾6.1、擋板6.2和尾杆6.4上均塗膠或浸膠，自此，抗剪栓釘3被固定牢靠。
[0031]擋板6.2能夠將孔洞2完全遮擋。當擋板6.2為圓形時，圓形半徑大於孔洞2的最大長度；當擋板6.2為橢圓時，圖16為抗剪栓釘與孔洞尺寸標註示意圖，圖中a為孔洞2的最大長度，b為擋板6.2的短軸長度，c為擋板6.2的長軸長度，d為釘尾6.1的最大長度，e為釘尾6.1的最大厚度。為使擋板6.2能將孔洞2完全遮擋,須保證c>a,且b>a。這樣抗剪銷釘3旋轉前後都能使擋板6.2將孔洞2完全蓋住，從而保證澆筑後澆層混凝土 4時不會漏漿。圖17為為抗剪栓釘3穿插入孔洞2過程示意圖。
[0032]尾杆6.4截面為圓形。尾杆6.4截面為圓形,可方便抗剪栓釘3的旋轉固定。如圖9所示。
[0033]為製作上述GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘，本發明的施工方法為:①在GFRP構件I上相應位置處開孔洞2 ;②在抗剪栓釘3的釘尾6.1、擋板6.2和尾杆6.4上塗膠或浸膠；③將抗剪栓釘3的釘尾6.1對準孔洞2，將其插入孔洞2中抓住抗剪栓釘3的柄部6.3或頭部5將抗剪栓釘3旋轉90° ;⑤待膠固化後澆筑後澆層混凝土 4。如圖18?19所
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[0034]GFRP構件I可採用配套的開孔工具開孔洞2或在預製廠預留孔洞2，在抗剪栓釘3的釘尾6.1、擋板6.2和尾杆6.4上塗膠或浸膠，尾杆6.4要完全插入孔洞2中，而釘尾6.1和擋板6.2的表面會與孔洞2有直接接觸，在上面塗膠或浸膠可使釘尾6.1、擋板6.2和尾杆6.4與孔洞2牢固粘結。然後將釘尾6.1對準孔洞2，將其插入孔洞2中，並抓住抗剪栓釘3的柄部6.3或頭部5將抗剪栓釘3旋轉90°，待膠固化後即可澆筑後澆層混凝土 4。尾杆6.4與孔洞2高度相同，且擋板6.2無論如何旋轉都能將孔洞2完全蓋住。該施工方法，既保證了抗剪栓釘3剛好能插進孔洞2中，又保證了抗剪栓釘3插進孔洞2旋轉90°後抗剪栓釘3能固定牢靠且澆筑後澆層混凝土時不漏漿。可見，該抗剪栓釘可有效提高下部GFRP構件與後澆層混凝土的界面粘結力，增大結構或構件的整體性能及界面抗剪性能，可用於GFRP混凝土組合梁、板及其它複雜節點的施工。
【權利要求】
1.一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘，包括GFRP構件(I)、後澆層混凝土(4)，GFRP構件(I)上開有孔洞(2)，其特徵在於:所述的孔洞(2)穿插有抗剪栓釘(3)。
2.根據權利要求1所述的一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘，其特徵在於:所述的抗剪栓釘(3)由頭部(5)與根部(6)兩部分組成，頭部(5)埋入後澆層混凝土(4)中，根部(6)嵌固於GFRP構件(I)中。
3.根據權利要求2所述的一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘，其特徵在於:所述的頭部(5)由釘帽(5.1)和釘杆(5.2)兩部分組成；所述的根部(6)由釘尾(6.1)、擋板(6.2)、柄部(6.3)和尾杆(6.4)四部分組成。
4.根據權利要求3所述的一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘，其特徵在於:所述的釘尾(6.1)與孔洞(2)截面形狀相似，但略小於孔洞(2)截面。
5.根據權利要求3所述的一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘，其特徵在於:所述的擋板(6.2)能夠將孔洞(2)完全遮擋。
6.根據權利要求3所述一種GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘，其特徵在於:所述的尾杆(6.4)截面為圓形。
7.一種權利要求1所述的GFRP混凝土組合構件用抗剪栓釘的施工方法，包括如下步驟:①在GFRP構件(I)上相應位置處開孔洞(2);②在抗剪栓釘(3)的釘尾(6.1)、擋板(6.2)和尾杆(6.4)上塗膠或浸膠；③將抗剪栓釘(3)的釘尾(6.1)對準孔洞(2)，將其插入孔洞⑵中抓住抗剪栓釘⑶的柄部(6.3)或頭部(5)，將抗剪栓釘(3)旋轉90° ;⑤待膠固化後澆筑後澆層混凝土(4)。
【文檔編號】E04B1/41GK104314179SQ201410647978
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月15日 優先權日:2014年11月15日
【發明者】黃海林, 朱慧, 賓智, 祝明橋, 曾垂軍, 任煥青 申請人:黃海林