带自适应锚具的碳纤维拉杆及其安装方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及一种带自适应锚具的碳纤维拉杆及其安装方法。

背景技术：

1、近些年，随着复合材料的快速发展，碳纤维材料不断被应用与建筑工程中。其中碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer/plastic，cfrp)杆相较于钢筋具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变性能好的优势，可替代钢拉杆用于各类结构中。

2、然而，由于碳纤维属于各向异性，横向强度较差，沿纤维方向具有较高的拉伸强度，但垂直于纤维方向其抗剪及抗压强度较低。因此传统钢拉杆的锚固方法不再适用碳纤维，需要开发专项的锚固技术。其中，夹片型锚固体系可以依靠夹片与cfrp间的摩擦力平衡外荷载，具有锚固长度短、可靠性高的优点。

3、现有夹片式锚具采用的夹片在沿杆体长度方向多为一体化，拉杆受力产生应力重分布后将导致夹片对杆体的锚固力在整个锚固段呈现非均匀的分布形式(锚固前端锚固力大，锚固后端锚固力小)，锚固效率有待进一步提升。

4、对此，本发明形成了一种带自适应锚具的碳纤维拉杆及其施工方法，可实现杆体的高效锚固及快速安装。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种带自适应锚具的碳纤维拉杆及其安装方法，解决了现有技术中夹片式锚具的拉杆受力产生应力重分布后，导致夹片对杆体的锚固力在整个锚固段呈现非均匀分布的技术问题。

2、第一方面，本发明公开了一种带自适应锚具的碳纤维拉杆，包括：由碳纤维材料制成的杆体段；分别连接于该杆体段两端的两个自适应锚具，该自适应锚具的第一端开设有供该杆体段连接且呈圆台形的盲孔，该盲孔直径小的一端位于开口处、直径大的一端位于孔底，该盲孔的侧壁上活动安装有直径不同的多个锚固环，该锚固环内部设有供该杆体段连接的连接孔，多个该锚固环叠加布设、且叠加后的形状与该盲孔侧壁的形状相适配，该盲孔侧壁上间隔设有用于约束锚固环的多圈凸缘，从盲孔的孔底至开口，凸缘的直径逐渐缩小，且凸缘的凸起高度也逐渐缩小，该锚固环包括首尾相连成环形的多个夹片，相邻两个夹片之间可产生相对径向位移；长度可调地连接于该杆体段第一端上的该自适应锚具的第二端的调节段；长度可调地连接于该杆体段第二端上的该自适应锚具的第二端的固定段。

3、本发明的带自适应锚具的碳纤维拉杆进一步改进在于，该夹片的底面沿径向通长设有凸条、顶面设有适配于相邻该锚固环的夹片的凸条的凹槽。

4、本发明的带自适应锚具的碳纤维拉杆进一步改进在于，该锚固环的相邻夹片之间采用球铰连接。

5、本发明的带自适应锚具的碳纤维拉杆进一步改进在于，每个该锚固环包括三个夹片，且三个该夹片的形状相同。

6、本发明的带自适应锚具的碳纤维拉杆进一步改进在于，该调节段包括用于连接至外部结构的第一耳板端、以及连接于该自适应锚具的第二端与该第一耳板端之间的调节杆。

7、本发明的带自适应锚具的碳纤维拉杆进一步改进在于，该调节杆内设有压敏件，该调节杆上开设有用于该压敏件连接至外部电阻式力测量装置的通道。

8、本发明的带自适应锚具的碳纤维拉杆进一步改进在于，该压敏件为线状，该调节杆内设有供该压敏件容置的柱形空腔，该柱形空腔与该通道连通。

9、本发明的带自适应锚具的碳纤维拉杆进一步改进在于，该压敏件为球状，该调节杆内设有供该压敏件容置的球形空腔，该球形空腔与该通道连通。

10、本发明的带自适应锚具的碳纤维拉杆进一步改进在于，该自适应锚具的第二端开设有第一螺纹孔，该第一耳板端上开设有与该第一螺纹孔的螺纹方向相反的第二螺纹孔，该调节杆的第一端设有与该第一螺纹孔相适配的第一外螺纹，该调节杆的第二端设有与该第二螺纹孔相适配的第二外螺纹。

11、第二方面，本发明还提供了一种如上所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆的安装方法，包括如下步骤：将杆体段的两端插入自适应锚具的盲孔内，使多个夹片夹设于该杆体段的外周上；将调节段连接于该杆体段第一端上的该自适应锚具的第二端上；将固定段连接于该杆体段第一端上的该自适应锚具的第二端上；将带自适应锚具的碳纤维拉杆吊装至外部结构上；调节该调节段的长度，使该杆体段张拉至设计荷载。

12、本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明通过自适应锚具的盲孔内的凸缘与锚固环配合在碳纤维的杆体段张拉时收缩，实现杆体段两端的适应性锚固，有助于在应力重分布后实现整个锚固段锚固力的均匀分布，解决了现有技术中夹片式锚具的拉杆受力产生应力重分布后，导致夹片对杆体的锚固力在整个锚固段呈现非均匀分布的技术问题。本发明的碳纤维拉杆采用组合式结构，可通过简单连接完成组装，施工简单，调节杆上有压敏件，可实现张拉力的即时输出，有利于控制张拉力，适用的应用场景多样。

技术特征：

1.一种带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，所述夹片的底面沿径向通长设有凸条、顶面设有适配于相邻所述锚固环的夹片的凸条的凹槽。

3.根据权利要求1所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，所述锚固环的相邻夹片之间采用球铰连接。

4.根据权利要求1所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，每个所述锚固环包括三个夹片，且三个所述夹片的形状相同。

5.根据权利要求1所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，所述调节段包括用于连接至外部结构的第一耳板端、以及连接于所述自适应锚具的第二端与所述第一耳板端之间的调节杆。

6.根据权利要求5所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，所述调节杆内设有压敏件，所述调节杆上开设有用于所述压敏件连接至外部电阻式力测量装置的通道。

7.根据权利要求6所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，所述压敏件为线状，所述调节杆内设有供所述压敏件容置的柱形空腔，所述柱形空腔与所述通道连通。

8.根据权利要求6所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，所述压敏件为球状，所述调节杆内设有供所述压敏件容置的球形空腔，所述球形空腔与所述通道连通。

9.根据权利要求1所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆，其特征在于，所述自适应锚具的第二端开设有第一螺纹孔，所述第一耳板端上开设有与所述第一螺纹孔的螺纹方向相反的第二螺纹孔，所述调节杆的第一端设有与所述第一螺纹孔相适配的第一外螺纹，所述调节杆的第二端设有与所述第二螺纹孔相适配的第二外螺纹。

10.一种如权利要求1所述的带自适应锚具的碳纤维拉杆的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种带自适应锚具的碳纤维拉杆及其安装方法，碳纤维拉杆包括：由碳纤维材料制成的杆体段；分别连接于该杆体段两端的两个自适应锚具，该自适应锚具的第一端开设有供该杆体段连接且呈圆台形的盲孔，该盲孔的侧壁上活动安装有直径不同的多个锚固环，该锚固环内部设有供该杆体段连接的连接孔，多个该锚固环叠加布设、且叠加后的形状与该盲孔侧壁的形状相适配，该盲孔侧壁上间隔设有用于约束锚固环的多圈凸缘，该锚固环包括首尾相连成环形的多个夹片，相邻两个夹片之间可产生相对径向位移；还包括调节段和固定段，调节段包括调节杆，调节杆内设有压敏件，调节杆上开设有用于压敏件连接至外部电阻式力测量装置的通道。本发明解决了现有技术中夹片式锚具的拉杆受力产生应力重分布后，导致夹片对杆体的锚固力在整个锚固段呈现非均匀分布的技术问题。技术研发人员：吴杭姿,许国文,杨燕,钟恩,李超,王岩龙,杜佐龙受保护的技术使用者：中国建筑第八工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13