一种双波形齿FRP板预应力连接节点及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种双波形齿FRP板预应力连接节点及施工方法，两块FRP板的端部设置有两块通长的波形齿板，两块波形齿板分别位于FRP板的上下两面，与FRP板上下表面接触处设置有波形齿，对两块FRP板端部波形齿板施加预压力，波形齿板在压力作用下使得FRP板发生变形，变形后的FRP板与上下波形齿板紧密贴合，保持预压力不变，安装紧固系统。随后撤去外力后，FRP板和波形齿板中建立了预应力，形成双波形齿FRP板预应力连接节点。本发明专利技术的连接节点强度和节点效率高、施工方便、可靠，利用该连接方法可以进行FRP型材的单向接长、多向连接，也可以对波形齿板进行外接设计处理，以适应螺栓连接、焊接等操作。焊接等操作。焊接等操作。

【技术实现步骤摘要】
一种双波形齿FRP板预应力连接节点及施工方法


[0001]本专利技术属于土建交通领域，涉及一种双波形齿FRP板预应力连接节点及施工方法。

技术介绍

[0002]FRP具有重量轻、比强度高、耐久性能优越、自恢复性能好、可设计性强、隔热、无磁性、热胀系数小和全寿命期综合成本低等优点，在国内外受到广泛青睐。
[0003]FRP板是由连续纤维与树脂基体按一定比例混合并经过一定成型工艺形成的，并被广泛应用于房屋建筑结构以及桥梁结构中。但在过去相当长的一段时间内，在通用型建筑中，应用复合材料作为主要受力构件的结构尚不多见，在工程建设中所占比重还比较小。究其原因，一方面，复合材料结构建筑的直接成本较高；另一方面也是最关键的复合材料结构受到节点连接技术性因素的制约，缺乏高性能复合材料节点也影响了复合材料结构在土建交通领域的应用。
[0004]因此，需要一种新的FRP板连接节点以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术针对现有技术中FRP板连接节点的瓶颈，提供一种连接效率高、承载力大的双波形齿FRP板预应力连接节点及施工方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种双波形齿FRP板预应力连接节点，包括待连接的FRP板一和FRP板二；
[0008]所述FRP板一和FRP板二的连接端部设置有两块通长的波形齿板，波形齿板包括波形齿板一和波形齿板二，分别位于FRP板一和FRP板二的上下两面；
[0009]所述波形齿板与FRP板一、FRP板二的接触处设置有波形齿，所述波形齿板一和波形齿板二的波齿的形状、大小和数量均相同，并能形成咬合，所述波形齿板一和波形齿板二沿长度方向两侧面设置有若干内螺纹孔，各个内螺纹孔的大小、孔间距和到波形齿板边的垂直距离均相同；
[0010]所述波形齿板一和波形齿板二为预压力板，波形齿板一和波形齿板二在压力的作用下使得FRP板一和FRP板二发生变形，变形后的FRP板一和FRP板二与两块波形齿板紧密贴合；保持预压力不变，在波形齿板一和波形齿板二上安装紧固系统，所述紧固系统由若干钢条和高强螺栓组成，每片所述钢条上均设置有两个螺栓孔，且与两块所述波形齿板沿长度方向两侧面的所述内螺纹孔一一对应，任意相邻两块所述钢条的夹角为45
°
，后撤去外力后，所述FRP板一、FRP板二和两块所述波形齿板中建立了预应力，形成双波形齿FRP板预应力连接节点。
[0011]更进一步的，所述波形齿板一和波形齿板二两侧紧固系统的钢条数量不少于19个。
[0012]更进一步的，为保证所述紧固系统在节点中建立预应力的效率，降低预应力损失，钢条上的螺栓孔直径比高强螺栓直径大0.03mm。
[0013]更进一步的，两块所述波形齿板沿宽度方向板边与所述FRP板一、FRP板二接触处设置倒角，防止应力集中造成所述FRP板损坏。
[0014]更进一步的，所述波形齿板材质可选用钢材或铝合金等有塑性变形特征的材料。
[0015]上述一种双波形齿FRP板预应力连接节点的施工方法，包括如下步骤：
[0016]1)、将波形齿板一和波形齿板二分别放置在FRP板一和FRP板二的上下两面，两块波形齿板带波齿面均朝向FRP板一和FRP板二；
[0017]2)、施加均布压力，待波形齿板带波齿面平直段与FRP板一、FRP板二紧密贴合后，停止施加压力，并保持压力恒定；
[0018]3)、安装紧固系统，所述紧固系统由若干钢条和高强螺栓组成，将上述紧固系统中所述高强螺栓嵌入上述波形齿板一和波形齿板二沿长度方向两侧面设置的若干对应的内螺纹孔中；
[0019]4)、撤去外力，在所述FRP板一、FRP板二和两块所述波形齿板中建立了预应力，形成双波形齿FRP板预应力连接节点。
[0020]有益效果：
[0021]1、本专利技术通过在波形齿板与FRP板之间建立预应力，极大的提高了节点承载力，充分发挥了FRP的抗拉强度；与传统FRP板胶接节点和螺栓节点相比，双波形齿FRP板预应力节点的节点承载力和节点效率均有显著提高。
[0022]2、本专利技术紧固系统中相邻钢条沿
±
45
°
布置的优势在于：充分利用了三角形受力的稳定性，使得所述钢条的设计截面可以尽量小；设计厚度可以尽量薄；与在波形齿板表面设置大直径钢螺栓的紧固方式相比更节省材料，实现了连接节点设计的轻量化，并减小了节点中的预应力损失。
[0023]3、本专利技术的连接节点强度和节点效率高、施工方便、可靠，利用该连接方法可以进行FRP型材的单向接长、多向连接，也可以对波形齿板进行外接设计处理，以适应螺栓连接、焊接等操作。因此，可以将该节点运用到包含复合材料的桁架、网架和格构柱等结构中。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1中FRP板和波形齿板连接示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例1中预应力示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例1中安装紧固系统示意图；
[0027]图4为图3的俯视图；
[0028]图5为图4的1
‑
1剖面图；
[0029]图6为本专利技术双波形齿FRP板预应力连接方法的施工方法流程图；
[0030]图7为本专利技术实施例2中FRP板、钢板和波形齿板连接示意图；
[0031]图8为本专利技术实施例2中预应力示意图；
[0032]图9为本专利技术实施例2中安装紧固系统示意图；
[0033]图10为图9的俯视图；
[0034]图11为图10的1
‑
1剖面图。
具体实施方式
[0035]下面结合本专利技术附图和具体实施方式对整个专利技术的技术方案进行详细的叙述。
[0036]实施例1
[0037]请参阅图1
‑
5所示，本专利技术的双波形齿FRP板预应力连接节点，其中，FRP板一3、FRP板二4的端部设置有两块通长的波形齿板一1和波形齿板二2，波形齿板一1、波形齿板二2分别位于FRP板一3、FRP板二4的上下两面，波形齿板一1、波形齿板二2与FRP板一3、FRP板二4接触处设置有波形齿，波形齿板一1、波形齿板二2的各波齿的形状、大小和数量均相同，并能形成咬合，波形齿板一1、波形齿板二2沿长度方向两侧面设置有若干内螺纹孔。波形齿板一1、波形齿板二2沿宽度方向板边设置有半径不小于3mm的倒角。FRP(FiberReinforcedPolymer，简称FRP)，为纤维增强复合材料，是由连续纤维和树脂基体按一定的比例混合并经过一定的工艺复合形成的高新能材料。内螺纹孔是指通过专用开孔工具在波形齿板上设置的深度不小于为15mm，且数目不小于3个的内螺纹孔。
[0038]对两块FRP板一3、FRP板二4端部波形齿板一1、波形齿板二2施加预压力，波形齿板一1、波形齿板二2在压力作用下使得两块FRP板一3、FRP板二4发生变形，变形后的两块FRP板一3、FRP板二4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双波形齿FRP板预应力连接节点，其特征在于：包括待连接的FRP板一和FRP板二；所述FRP板一和FRP板二的连接端部设置有两块通长的波形齿板，波形齿板包括波形齿板一和波形齿板二，分别位于FRP板一和FRP板二的上下两面；所述波形齿板与FRP板一、FRP板二的接触处设置有波形齿，所述波形齿板一和波形齿板二的波齿的形状、大小和数量均相同，并能形成咬合，所述波形齿板一和波形齿板二沿长度方向两侧面设置有若干内螺纹孔，各个内螺纹孔的大小、孔间距和到波形齿板边的垂直距离均相同；所述波形齿板一和波形齿板二为预压力板，波形齿板一和波形齿板二在压力的作用下使得FRP板一和FRP板二发生变形，变形后的FRP板一、FRP板二与两块波形齿板紧密贴合；保持预压力不变，在波形齿板一和波形齿板二上安装紧固系统，所述紧固系统由若干钢条和高强螺栓组成，每片所述钢条上均设置有两个螺栓孔，且与两块所述波形齿板沿长度方向两侧面的所述内螺纹孔一一对应，任意相邻两块所述钢条的夹角为45
°
，后撤去外力后，所述FRP板一、FRP板二和两块所述波形齿板中建立了预应力，形成双波形齿FRP板预应力连接节点。2.根据权利要求1所述的一种双波形齿FRP板预应力连接节点，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹瑒，李奔奔，李鹏举，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：