自张式形状记忆合金筋预应力混凝土结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种自张式形状记忆合金筋预应力混凝土结构，包括混凝土(2)、用于浇注成型的模板(4)以及若干根形状记忆合金筋，若干根形状记忆合金筋沿着混凝土长度方向嵌入布置，其两端分别穿过并伸出模板，并与混凝土在模板内浇注成为一体。本实用新型专利技术通过将原预应力混凝土的预应力钢筋改为形状记忆合金筋，仅通过对形状记忆合金筋进行加热升温即可达到对混凝土施加预应力的目的；预应力的控制就转化为对记忆合金筋记忆效应的处理，而合金筋记忆效应的处理仅需根据工程的需要对记忆合金筋进行一定的热-机械加工工序即可，其施工工艺和设备简单、操作方便、效果安全可靠；所需施工技术人员专业水平较低，制造成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自张式形状记忆合金筋预应力混凝土结构，属于建筑结构

技术介绍
现代建筑正朝大跨度、轻型、高性能等多样性的方向发展，要求结构的形式以及其使用的材料也必须具有多样性，而采用预应力混凝土结构无疑是实现这一方向的有效途径。预应力混凝土结构发展到今天，不仅广泛应用于桥梁、房屋建筑、路面、轨枕、粧、压力容器和贮罐等传统领域中，而且也被广泛应用于土木建筑工程、特种结构工程、加固工程、能源工程和海洋工程等许多新领域中。作为预应力混凝土结构的重要参数，其所控制的预应力、施工工艺以及设备要求关键指标一直是工程
中的三个难点，若施加的预应力大小、方式不符合要求，则难以获取足够高的抗裂度和刚度；若施工工艺较复杂，则其所需人员队伍技术要较熟练，成本较高；若施工设备较繁重，则开工费用较高，工作时也容易受到环境的制约。传统的预应力混凝土构件主要有先张法预应力混凝土结构和后张法预应力混凝土结构，这两种结构存在一些缺陷，具体是:先张法预应力混凝土结构所需台座及张拉设备所需投资费用较大，同时台座一般只能固定在一处，不够灵活，并且仅能生产中、小型预应力直线构件；后张法虽然可以制作曲线型的预应力混凝土结构，但是此类预应力混凝土结构经常不能同时施加预应力，造成工序较多，工艺复杂，设备功能增加，操作繁琐，尤其是对所需锚具的耗钢量大，锚具加工要求的精度较高，造成成本昂贵，且必须预留孔道、孔道灌浆等缺点。总之，上述两种传统制作的预应力混凝土构件均存在着设备要求高、施工工艺较复杂、预应力损失多、控制预应力要求高、钢材塑性及耐腐蚀性较低等不足，尤其对于曲线或折线形状的预应力结构施工这些不足尤为突出。因此，对于先张法或后张法以传统材料制作的预应力混凝土结构所采用的施工效果都难以同时达到适宜的预应力控制、施工工艺和设备简单、适应范围广等优点。目前，为了减少或避免传统材料制作的预应力混凝土构件在应用中的局限性，解决的方法之一就是寻找新材料，即为了缩小预应力混凝土构件在应用中的局限性，必须采用其它的材料或结构形式进行改进。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种自张式形状记忆合金筋预应力混凝土结构，能够提高预应力结构的抗裂度、刚度、耐久性和适用范围，达到对混凝土施加预应力的目的，施工工艺和设备简单、操作方便、效果安全可靠；所需施工技术人员专业水平较低，制造成本低。为了实现上述目的，本技术采用的一种自张式形状记忆合金筋预应力混凝土结构，包括混凝土和用于浇注成型的模板，还包括若干根形状记忆合金筋，所述若干根形状记忆合金筋沿着混凝土长度方向嵌入布置，其两端分别穿过并伸出模板，并与混凝土在模板内浇注成为一体。优选地，所述形状记忆合金筋为直线形状，所述模板为直线型结构。优选地，所述形状记忆合金筋的两端通过夹具固定在模板的两侧，用以防止其在混凝土浇筑过程中的变形。优选地，所述若干根形状记忆合金筋中相邻两根形状记忆合金筋的间距以及形状记忆合金筋与混凝土边缘之间的间距在3d-5d范围内，其中d为形状记忆合金筋的直径。优选地，所述形状记忆合金筋具有单程形状记忆效应，其尺寸按照混凝土结构要求通过热-机械加工工序比初始形状记忆合金筋伸长3%?10%。与现有技术相比，本技术通过在传统钢筋预应力混凝土的基础上吸取新型形状记忆合金材料的优点，把原预应力混凝土的预应力钢筋改为形状记忆合金筋，这样预应力筋就不必依靠台座或专业锚具来施加预应力，而是简单地可以通过对形状记忆合金筋进行加热升温即可达到对混凝土施加预应力的目的。同时，预应力的控制就转化为对记忆合金筋记忆效应的处理，而合金筋记忆效应的处理仅需根据工程的需要对记忆合金筋进行一定的热-机械加工工序即可，这样对现场浇筑或预制预应力混凝土施工来说，其施工工艺和设备简单、操作方便、效果安全可靠。此外，所需施工技术人员专业水平较低，于是记忆合金筋预应力混凝土结构不仅提高了预应力结构的抗裂度、刚度、耐久性和适用范围，而且还表现在其施工工艺简单可靠、投资和造价费用低等优点。【附图说明】图1为本专利技术的形状记忆合金筋预应力混凝土结构示意图；图2为图1横截面的示意图；图3为本专利技术模板的结构示意图；图4为图3横截面的示意图；图5为图1中施加预应力前的形状记忆合金筋混凝土结构；图6为图5横截面的示意图；图7为图5和图1中有、无记忆效应的形状记忆合金筋示意图；图8为图1中的形状记忆合金筋所施加的预应力试验数据；图9为图1整个结构施工过程的流程图。图中:1、初始记忆合金筋，2、混凝土，3、形状记忆合金筋，4、模板。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。如图1至图7所示，一种自张式形状记忆合金筋预应力混凝土结构，包括混凝土 2和用于浇注成型的模板4，还包括若干根形状记忆合金筋，所述若干根形状记忆合金筋沿着混凝土 2长度方向嵌入布置，其两端分别穿过并伸出模板4，并与混凝土 2在模板4内浇注成为一体。如图1和图2所示的一种形状记忆合金筋预应力混凝土结构示意图，其横截面是矩形截面，在混凝土 2的受拉一侧沿着其长度方向分布适当数量的形状记忆合金筋3，且形状记忆合金筋3向外伸出一定长度，为提高预应力的效果可将各个形状记忆合金筋3间的间距、形状记忆合金筋3与混凝土 2边缘之间间距在3d-5d范围内，其中d为记忆合金筋的直径。其中，形状记忆合金筋3向外伸出一定长度的原因有两个:一是方便把记忆合金筋固定在模板4两侧，如图3和图4所示，用以防止混凝土 2浇筑过程中导致记忆合金筋产生不利的变形；二是为了当混凝土 2的强度达到75%以上后，可对记忆合金筋加热升温，使混凝土 2产生预应力。优选地，为了防止形状记忆合金筋在混凝土浇筑过程中发生变形，可将所述形状记忆合金筋的两端通过夹具固定在模板4当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自张式形状记忆合金筋预应力混凝土结构，包括混凝土(2)和用于浇注成型的模板(4)，其特征在于，还包括若干根形状记忆合金筋，所述若干根形状记忆合金筋沿着混凝土(2)长度方向嵌入布置，其两端分别穿过并伸出模板(4)，并与混凝土(2)在模板(4)内浇注成为一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：智友海，史向平，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32