Frp型材連接節點的製作方法
2023-05-06 20:04:16
專利名稱:Frp型材連接節點的製作方法
技術領域:
本實用新型屬於土建交通技術領域,涉及一種FRP型材連接節點。
背景技術:
土建交通用FRP型材是以環氧樹脂為基體,以無捻纖維為增強材料,同時添加特殊要求助劑,經拉擠成型工藝製成的不同規格型材,其具有比強度、比剛度高,耐腐蝕、耐疲勞性能好及可設計性等特點。在土建交通領域,FRP型材的應用起步較晚。目前,該領域FRP型材的連接基本沿用了航空領域複合材料的節點連接方式:膠結連接、機械連接及二者的混合連接。航空領域所用型材為層鋪型材,層鋪型材可根據具體受力將纖維多方向鋪設,以實現最有利受力的連接。然而,土建交通領域所用型材主要是拉擠型材,拉擠型材纖維方向主要沿型材長度方向,該種型材螺栓連接方式的接頭效率低於30%,型材受螺栓擠壓後多發生型材的剪脫破壞。另一方面,由於土建交通領域的FRP型材板面較厚,若採用膠結連接方式,為保證足夠的接頭效率,所需的搭接長度較大,而且更多的情況下由於構造問題不能實現足夠的搭接長度。由於不能實現兩種連接方式的共同受力,膠結與機械混合連接節點的接頭效率並不能得到有效提聞。綜上,目前土建交通領域FRP型材應用的節點連接存在接頭效率低、質量無法保證等缺點,遠不能滿足工程需要,這也成為了 FRP型材在土建交通領域應用的瓶頸。因此,需要一種新的FRP型材連接節點以解決上述問題。
發明內容實用新型目的:本實用新型針對現有技術中FRP型材連接節點的缺陷,提供一種連接強度高的FRP型材連接節點。技術方案:為解決上述技術問題,本實用新型的FRP型材連接節點採用如下技術
方案:一種FRP型材連接節點,所述FRP型材的數量為兩塊,兩塊所述FRP型材的搭接段均設置有綁紮槽,兩塊所述FRP型材的搭接段交錯搭接設置,兩塊所述FRP型材的搭接段之間設置有環氧樹脂浸潰膠層,兩塊所述FRP型材的綁紮槽相互對應,所述綁紮槽的兩側的搭接板繞有無捻纖維。更進一步的,所述無捻纖維為浸潰了環氧樹脂浸潰膠的無捻纖維。更進一步的,所述FRP型材為FRP型材板、FRP角鋼、FRP槽型鋼或FRP工字鋼。更進一步的,所述綁紮槽為長方形槽。更進一步的,所述綁紮槽的槽邊設置有半徑為3mm±0.5mm的圓倒角。更進一步的,所述FRP型材的搭接段設置有凹部。利於無捻纖維的受力。更進一步的,所述凹部的深度為0.5_±0.1_。有益效果:本實用新型的FRP型材連接節點將無捻纖維引入到膠層抗剪界面,大大提高了膠層界面的抗剪強度,實現了膠結與纖維綁紮的共同受力;綁紮無捻纖維的存在大大限制了膠層劈裂正應力的發展,防止膠層在剪切應力較低的情況下,因為劈裂正應力過大而破壞;具有強度高、延性好、接頭效率高等優點;FRP型材連接節點所用材料與FRP型材的基本構成相近,連接緊密且具有耐腐蝕、耐疲勞及良好的空氣穩定性等優點。
圖1為本實用新型的FRP型材的俯視圖;圖2為本實用新型的設置有綁紮槽的FRP型材的俯視圖;圖3為本實用新型的搭接段交錯搭接設置的FRP型材連接節點的俯視圖;圖4為本實用新型的搭接段交錯搭接設置的FRP型材連接節點的主視圖;圖5為本實用新型的繞有無捻纖維的FRP型材連接節點的俯視圖;圖6為本實用新型的繞有無捻纖維的FRP型材連接節點的主視圖;圖7為FRP型材綁紮膠結、螺栓連接、膠結連接荷載-位移曲線圖。
具體實施方式
根據下述實施例,可以更好地理解本實用新型。然而,本領域的技術人員容易理解,實施例所描述的內容僅用於說明本實用新型,而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本實用新型。請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示,本實用新型FRP型材連接節點,FRP型材I的數量為兩塊。其中,FRP型材I為FRP型材板、FRP角鋼、FRP槽型鋼或FRP工字鋼。兩塊FRP型材I的搭接段均設置有綁紮槽4。綁紮槽4為長方形槽。綁紮槽4的槽邊設置有半徑為3mm±0.5mm的圓倒角。其中,FRP型材,包括一切由FRP製作的型材構件,如FRP 型材板,FRP 角鋼,FRP 槽型鋼,FRP 工字鋼等。FRP (Fiber Reinforced Polymer,簡稱FRP),為纖維增強複合材料,是由纖維材料和基體材料按一定的比例混合併經過一定的工藝複合形成的高性能材料。綁紮槽是指通過專用開槽工具在FRP型材上打開的穿透整塊型材板,且數目不小於I個的長方形槽。兩塊FRP型材I的搭接段交錯搭接設置,兩塊FRP型材I的搭接段之間設置有環氧樹脂浸潰膠層2。兩塊FRP型材I的綁紮槽4相互對應,綁紮槽4的兩側的搭接板繞有無捻纖維3。其中,無捻纖維3為浸潰了環氧樹脂浸潰膠的無捻纖維3。FRP型材I的搭接段設置有凹部。凹部的深度為0.5mm±0.1mm0其中,凹部為打磨掉搭接段的防滑塗層形成,打磨時應注意控制打磨深度,以0.5mm±0.1mm為宜。無捻纖維包括由芳綸纖維、玄武巖纖維或玻璃纖維製作的纖維絲束或紗。本實用新型的FRP型材連接方法,包括以下步驟:I)、首先將兩塊FRP型材的搭接段的防滑塗層打磨掉,然後在兩塊FRP型材的搭接段加工出綁紮槽;2)、兩塊FRP型材的搭接段交錯搭接設置,兩塊FRP型材的綁紮槽相互對應,並利用環氧樹脂浸潰膠將兩塊FRP型材的搭接段粘結在一起;3)、利用無捻纖維將綁紮槽兩側的搭接板捆綁到一起。無捻纖維為浸潰了環氧樹脂浸潰膠的無捻纖維。[0030]實施例1本實用新型的FRP型材連接方法,具體包括以下步驟:首先,使用打磨機將型材I搭接段防滑塗層打磨掉,打磨時應注意控制打磨深度,以 0.5_±0.1mm 為宜。其次,將綁紮槽4所在位置及尺寸標定在型材I搭接段,用打孔機在標定的綁紮槽4上打出孔洞,然後用曲線鋸或手工鋸加工出綁紮槽4,之後用木銼在槽邊打磨出半徑3mm±0.5mm的倒角,以利於無捻纖維4的受力。第三,把環氧樹脂浸潰膠塗抹在型材搭接位置,將兩塊FRP型材粘結在一起。第四,若採用手工纏繞,須將無捻纖維3放進環氧樹脂浸潰膠內不低於60秒鐘,使得無捻纖維3得到充分浸潰,在環氧樹脂浸潰膠凝固之前完成纏繞過程,在滿足纏繞工藝需求的前提下,無捻纖維3儘量不分段;若採用纏繞機纏繞,每纏繞一層,須充分塗抹環氧樹脂浸潰膠使得所纏無捻纖維3得到充分浸潰。最後,將節點置於通風處固結硬化。與現有技術相比,本實用新型的優點和效果是:(I)與傳統連接方法最大的不同是,該種FRP型材連接節點成功地將纖維引入到膠層抗剪界面,大大提高了膠層界面的抗剪強度,實現了膠結與纖維綁紮的共同受力。(2)另一方面,綁紮纖維的存在大大限制了膠層劈裂正應力的發展,防止膠層在剪切應力較低的情況下,因為劈裂正應力過大而破壞。(3)項目組前期驗證性試驗已經證明該種FRP型材連接節點具有強度高、延性好、接頭效率高等優點。請參閱圖7所示,對厚度10mm、寬度85mm的型材板,本實用新型可以提供高達23t的承載力,接頭效率達64%,而同等搭接長度的螺栓連接僅提供6t的承載力,膠結連接提供6.5t的承載力,傳遞效率不足16%。具體詳見附圖7。(4)該種FRP型材連接節點所用材料與FRP型材的基本構成相近,連接緊密且具有耐腐蝕、耐疲勞及良好的空氣穩定性等優點。
權利要求1.一種FRP型材連接節點,所述FRP型材的數量為兩塊,其特徵在於:兩塊所述FRP型材的搭接段均設置有綁紮槽,兩塊所述FRP型材的搭接段交錯搭接設置,兩塊所述FRP型材的搭接段之間設置有環氧樹脂浸潰膠層,兩塊所述FRP型材的綁紮槽相互對應,所述綁紮槽的兩側的搭接板繞有無捻纖維。
2.如權利要求1所述的FRP型材連接節點,其特徵在於,所述無捻纖維為浸潰了環氧樹脂浸潰膠的無捻纖維。
3.如權利要求1所述的FRP型材連接節點,其特徵在於,所述FRP型材為FRP型材板、FRP角鋼、FRP槽型鋼或FRP工字鋼。
4.如權利要求1所述的FRP型材連接節點,其特徵在於,所述綁紮槽為長方形槽。
5.如權利要求1所述的FRP型材連接節點,其特徵在於,所述綁紮槽的槽邊設置有半徑為3mm±0.5mm的圓倒角。
6.如權利要求1所述的FRP型材連接節點,其特徵在於,所述FRP型材的搭接段設置有凹部。
7.如權利要求1所述的FRP型材連接節點,其特徵在於,所述凹部的深度為0.5mm + 0.1mnin
專利摘要本實用新型公開了一種FRP型材連接節點,FRP型材的數量為兩塊,兩塊FRP型材的搭接段均設置有綁紮槽,兩塊FRP型材的搭接段交錯搭接設置,兩塊FRP型材的搭接段之間設置有環氧樹脂浸漬膠層,兩塊FRP型材的綁紮槽相互對應,綁紮槽的兩側的搭接板繞有無捻纖維。本實用新型將無捻纖維引入到膠層抗剪界面,大大提高了膠層界面的抗剪強度,實現了膠結與纖維綁紮的共同受力;綁紮無捻纖維的存在大大限制了膠層劈裂正應力的發展,防止膠層在剪切應力較低的情況下,因為劈裂正應力過大而破壞;具有強度高、延性好、接頭效率高等優點;FRP型材連接節點所用材料與FRP型材的基本構成相近,連接緊密且具有耐腐蝕、耐疲勞及良好的空氣穩定性等優點。
文檔編號E04B1/58GK203066349SQ20132004095
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者吳剛 申請人:東南大學