一种加固石梁结构受弯性能的结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种加固石梁结构受弯性能的结构，石梁的底部每隔一定距离设置孔洞；FRP片材通过环氧树脂粘结层层叠粘接在石梁底部表面组成组合梁；层叠的FRP片材组成一定厚度的FRP板带；孔洞位于FRP板带的两侧，机械锚固钢板沿着石梁底面的长度方向间隔设置，并且与FRP板带顶抵；机械锚固钢板的两端设有沿着厚度方向让位孔，膨胀螺栓通过让位孔与机械锚固钢板组成“凵”形的机械紧固件，机械紧固件通过孔洞与石梁固定连接。上述的加固石梁结构受弯性能的结构，能有效解决先有的石梁结构抗弯受拉区强度不足的问题，并避免使用过程中石梁受拉区过早出现裂缝的问题。

A structure for strengthening the flexural performance of stone beam structure

【技术实现步骤摘要】
一种加固石梁结构受弯性能的结构
本技术属于工程设计及建造施工
，尤其是涉及石结构桥梁和房屋建筑。
技术介绍
石材因其具有受压强度高、耐久性能优越、抗冻及隔声性好、美观大方以及来源广泛等优点，很早便被作为一种建筑材料应用于诸多建筑中，形成了一种独特的建筑风格，欧洲以古堡、教堂及神庙为代表，我国则多为石塔、石桥、石牌坊及石砌体房屋等。石结构建筑具有浓厚的建筑特色和悠久的历史，长期以来是人类文明的主要载体。在我国福建东南沿海一带，如今仍分布着大量的石结构民房，其中大部分房屋目前仍在使用。这些石结构房屋中普遍采用了石梁、石板，由于石材抗拉能力相对较差，且存在天然裂隙或节理，使得石材受弯构件的抗弯能力往往不足，使用过程中及地震下容易出现断裂。虽然福建省地方标准《石结构房屋抗震设计规范》(DBJ13-11-93)明文规定，严禁采用跨度大于1.2m的石梁作为承重结构，但实际村镇石结构房屋中，存在大量跨度大于1.2m的石梁构件。采用目前现有的FRP片材粘贴加固石梁技术时，结合界面容易发生表层撕裂剥离。而表层嵌入FRP片材或FRP筋加固石梁时，需要对现有结构开槽处理，会对现有结构造成损伤破坏。进一步研究可以方便而有效地改善石梁/板结构的受力性能的加固技术，并用于现有石结构房屋及石梁桥的加固改造具有重要意义。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种加固石梁结构受弯性能的结构，其结构简单，设计合理，施工简便，作用效果好，能有效解决先有的石梁结构抗弯受拉区强度不足的问题，并避免使用过程中石梁受拉区过早出现裂缝的问题。为了解决上述问题，本技术提出一种加固石梁结构受弯性能的结构，包括石梁、FRP片材、机械锚固钢板、膨胀螺栓、环氧树脂粘结层；所述石梁的底部每隔一定距离设置孔洞；所述FRP片材通过环氧树脂粘结层层叠粘接在石梁底部表面组成组合梁；层叠的FRP片材组成一定厚度的FRP板带；所述孔洞位于FRP板带的两侧，机械锚固钢板沿着石梁底面的长度方向间隔设置，并且与FRP板带顶抵；所述机械锚固钢板的两端设有沿着厚度方向让位孔，膨胀螺栓通过让位孔与机械锚固钢板组成“凵”形的机械紧固件，所述机械紧固件通过孔洞与石梁固定连接。在一较佳实施例中：所述石石梁的底部表面做界面粗糙处理一种复合粘接锚固FRP粘接方式加固石梁受弯性能的方法。相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：1.本技术提供一种加固石梁结构受弯性能的结构，既可对于正在施工中的石梁结构进行加固，也可以加固使用中的石梁结构，加固不需要模板，减少了大量的模板作业，且加固方式简洁不会产生过多废料。2.本技术通过在石梁-FRP片材的结合界面设置一层环氧树脂层，并通过机械锚固件有效的提高结合界面的粘结力使整个组合结构的受力整体性更好，同时由于FRP片材良好的抗拉强度，使得石梁结构的抗压性能得到充分的发挥。3.本技术通过将石梁和FRP片材进行粘接结合，并利用机械锚固件对FRP片材与石梁结合界面施加预压作用，抑制结合界面过早剥离，以避免运营过程中石梁受拉侧出现裂缝，减少结构的维护成本，从长远看能产生良好的经济效应。4.本技术与以往的FRP材料粘结加固结构的方式相比，加入了机械紧固件，并通过机械紧固件在FRP材料表面施加了压力，不仅在整个FRP材料工作的机理中加入了销栓作用，还使得FRP片材与石梁结构基底的粘结界面具有更高的粘结强度。5.本技术通过对石材底部的表面进行粗糙磨砂处理，加上良好的粘结和界面预压的作用使得两种材料的结合面具有更高的粘结强度。此外机械锚固件可以抑制粘结界面的剥离，可以提高了整个FRP材料性能的使用率。附图说明图1为本技术优选实施例中复合粘接锚固FRP加固石梁结构概图；图2为本技术优选实施例中复合粘接锚固FRP加固石梁结构立面图；图3为本技术优选实施例中机械锚固件的示意图。具体实施方式以下结合附图及实施方式对本技术专利作进一步详细说明。请参见图1至图3所示，一种加固石梁结构受弯性能的结构，包括石梁1，FRP片材2，膨胀螺栓3，机械锚固板4，环氧树脂粘结层5，石梁1的底部6与FRP片材2粘结，机械锚固板4的两端沿着厚度方向设有让位孔7。如图3所示，石梁1的底部6沿着长度方向上钻有若干孔洞，且FRP片材2粘接在石梁1的底部6后，FRP片材2的两端与石梁1的边缘留有一段距离，以便于支座处施工和避免石梁边缘开裂。孔洞的间距结合受弯石梁结构的跨度及所受荷载大小合理选取，这样既能做到不对石梁1截面造成过度破坏，又能提供给FRP片材2外表层足够的压力以保证足够的粘接的强度，并有效抑制石梁1与FRP片材2的粘结界面过早发生剥离。如图1所示，石梁1与FRP片材2之间由环氧树脂粘结层5来粘结来形成组合结构。在粘接之前对于石梁1的底部6要进行粗糙处理，本技术中使用电动粗糙机来对石梁1的底部6进行粗糙处理以增加粘接强度。待粗糙处理完毕后，在粗糙处理区域进行环氧树脂的涂抹，之后再进行第一层FRP片材2的粘结，待环氧树脂硬化后，在第一层FRP片材2的外表面进行上述相同的处理以粘结第二层FRP片材2，以此类推直至所需FRP片材2全部粘结完毕。机械锚固钢板4与膨胀螺栓3预先在工厂预制好，运往施工现场后，现行拼装成“凵”机械锚固件。待FRP片材2全部粘结完毕以及环氧树脂硬化后，进行机械锚固件的拼装。膨胀螺栓3与石梁1上所开的孔洞进行一螺栓一孔的严密拼装，在拼装完成后，对同一机械锚固钢板两端的膨胀螺栓同时施加相同的扭矩固定于石梁1中的基质，以保证整个机械锚固钢板4的平整。整个机械锚固件连接件的拼装过程中不能出现膨胀螺栓3的松动与脱落。运营过程中，石梁1受拉侧所受的拉力通过环氧树脂层5的粘接作用传递给FRP片材2，并通过机械锚固件提高界面的粘结强度及抑制结合界面的剥离。以此来降低石梁1基底所承受的拉应力，并提高FRP片材2的利用率。本技术中，FRP片材2通过环氧树脂和机械锚固件固定在石梁受1拉侧外表面，FRP片材2两侧的石梁1上钻有膨胀螺栓的孔洞，两机械紧固件的间距不应过密以免造成对既有石梁结构造成不必要的损伤及增加不必要的加固施工工作量，也不应过疏而造成机械锚固作用的不明足。机械锚固件的间距可以结合实际结构跨度及所需承受的荷载合理选取。膨胀螺栓打入所钻孔洞之后，拧紧螺母并通过扭矩扳手控制所施加扭矩数值，对螺栓施加预紧力，以此来使结合界面处于预压状态，并加强界面粘结强度及预制界面过早发生剥离。本技术中，所加固的石梁2可以是正在施工建造的结构，也可以是对于现有结构中的石梁2结构进行加固。所需加固的石梁均存在受拉区，FRP片材布置在受拉侧的基底上，对石梁进行钻孔时应避免石梁开裂从而影响机械紧固件的固定效果和整梁的承载力。环氧树脂5的涂抹，应在常温下进行。浆体的涂抹时间应连续进行以避免先浇部分的硬化收缩。以上仅为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加固石梁结构受弯性能的结构，其特征在于：包括石梁、FRP片材、机械锚固钢板、膨胀螺栓、环氧树脂粘结层；/n所述石梁的底部每隔一定距离设置孔洞；所述FRP片材通过环氧树脂粘结层层叠粘接在石梁底部表面组成组合梁；层叠的FRP片材组成一定厚度的FRP板带；/n所述孔洞位于FRP板带的两侧，机械锚固钢板沿着石梁底面的长度方向间隔设置，并且与FRP板带顶抵；所述机械锚固钢板的两端设有沿着厚度方向让位孔，膨胀螺栓通过让位孔与机械锚固钢板组成“凵”形的机械紧固件，所述机械紧固件通过孔洞与石梁固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种加固石梁结构受弯性能的结构，其特征在于：包括石梁、FRP片材、机械锚固钢板、膨胀螺栓、环氧树脂粘结层；
所述石梁的底部每隔一定距离设置孔洞；所述FRP片材通过环氧树脂粘结层层叠粘接在石梁底部表面组成组合梁；层叠的FRP片材组成一定厚度的FRP板带；
所述孔洞位于FRP板带的两侧，机械锚固钢板沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭仲鑫，林建平，尹盈，吴志波，冯帆，原伟涛，吴友生，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：福建;35