锚板及锚具技术领域
本实用新型涉及建筑构件领域,具体而言,涉及一种锚板及锚
具。
背景技术
锚具是预应力混凝土中所用的永久性锚固装置,是在后张法结
构或构件中,为保持预应力钢绞线的拉力并将其传递到混凝土内部
的锚固工具,也称之为预应力锚具。
但是,预应力钢绞线锚具张拉端锚板常规设计为受力前上下面
平行,均为平面,因此常规的锚板在施加预应力后产生向下弯曲变
形。为了减小锚板受力后的挠度变形,目前通常采用增加锚板厚度
的方式解决,但是厚度的增加必然导致锚板的成本和加工难度也大
幅增加。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种锚板及锚具,以改善上述问题。
本实用新型是这样实现的:
本锚板包括锚板本体,锚板本体上设置有多个卡孔,多个卡孔
均呈圆柱形,锚板本体为弧形板,弧形板包括外凸面和内凹面,外
凸面的朝向与锚板受力方向相反。
作为优选的,锚板本体为合金钢材质。
采用合金钢的目的在于其具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、
耐低温、耐高温等诸多优良特性特点,可以有效延长本锚板的使用
性能和寿命。
作为优选的,锚板本体呈圆柱形且外壁上设置有加强环。
将锚板设置为圆柱形的目的在于方便加工,降低加工难度和成
本;设置加强环的目的在于提高本锚板的力学强度,本证本锚板的
正常使用。
本锚具包括锚板、夹片、锚垫板以及约束管,锚板包括锚板本
体,锚板本体上设置有多个卡孔,多个卡孔均呈圆柱形,锚板本体
为弧形板,弧形板包括外凸面和内凹面,外凸面的朝向与锚板受力
方向相反,夹片有多个且与多个卡孔一一匹配,锚垫板上设置集线
孔、安装孔以及灌浆孔,多个卡孔分别与集线孔连通,集线孔与约
束管的内腔连通,灌浆孔与集线孔连通。
作为优选的,多个夹片均呈圆台状且包括大头部和小头部,大
头部的直径大于卡孔直径,小头部的直径小于卡孔直径,每个夹片
上均设置有供钢绞线穿过的圆柱形的穿孔。
这样设置夹片结构的目的在于其具有结构简单,加工方便,可
以有效紧固钢绞线的特点。
作为优选的,穿孔的内壁设置有多个环形凸起,多个环形凸起
沿夹片的轴向间隔设置,环形凸起的截面呈长方形且远离小头端的
一侧设置有倒角。
设置多个环形凸起的目的在于增大夹片的内壁与钢绞线的接触
面积,从而增大两者之间的摩擦力,有效提高夹片对钢绞线的紧固
效果。
作为优选的,锚垫板上设置有定位凹槽,锚板的一侧设置有与
定位凹槽匹配的定位凸台。
设置定位凹槽和定位凸台的目的在于方便锚板和锚垫板装配时
快速准确的定位,同时可以提高整个锚具的结构稳定性。
作为优选的,锚垫板远离锚板的一侧设置有导向管,导向管的
内腔与集线孔连通。
设置导向管的目的在于为伸入集线孔的钢绞线进行导向,保证
其进入约束管内集中。
在本锚具的实际设计和制造过程中,约束管和导向管可以采用
各种结构和形式连接,只要连接起来稳定可靠即可。作为优选的,
约束管的一端套设于导向管的外壁上且通过卡箍夹紧固定。
采用卡箍连接的目的在于其结构简单,操作方便,可以轻松实
现两者的连接和拆卸。
作为优选的,锚具还包括螺旋筋,螺旋筋包裹住导向管和约束
管。
设置螺旋筋的目的在于提高锚后混凝土的抗压强度,防止锚下
混凝土在张拉应力的作用下发生局部破坏。
本实用新型的有益效果是:
本锚板及锚具采用弧形板结构,可以有效抵消锚板受力后的挠
度变形,大幅改善锚板的受力状况,增加材料的有效利用率,降低
产品成本和工程造价,弥补现有技术的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实
施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示
出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,
对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还
可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的锚板的结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的受力前锚具的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的受力后锚具的结构示意图。
附图标记汇总:
锚板100;卡孔110;外凸面120;
内凹面130;夹片200;锚垫板300;
集线孔310。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下
面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技
术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新
型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和
示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设
计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述
并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用
新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术
人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属
于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、
“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位
置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品
使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型
和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的
方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的
限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而
不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规
定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,
例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可
以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中
间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通
技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体
含义。
参照图1-3,本锚板100包括锚板100本体,锚板100本体上
设置有多个卡孔110,多个卡孔110均呈圆柱形,锚板100本体为
弧形板,弧形板包括外凸面120和内凹面130,外凸面120的朝向
与锚板100受力方向相反。
其中,卡孔110的具体数量和位置排布根据实际需求确定;每
个卡孔110的两端均设置有倒圆角,以便钢绞线的穿入;弧形板是
在有限元分析的基础上,根据锚板100在受力后可能产生的挠度变
形及设计上希望控制的挠度值,在加工时直接成型的去,且弧形板
的外凸面120,也是内凹面130的朝向是与锚板100受力方向相反。
本锚板100的工作原理和过程是这样的:将锚板100安装于锚
垫板300上,且将多根钢绞线穿过锚板100,此时锚板100呈弧形
且外凸面120远离锚垫板300,内凹面130靠近锚垫板300;锚板
100在受力的过程中,由于应力的作用下,锚板100会发生形变,
具体表现为外凸面120向靠近内凹面130的变形,内凹面130向远
离外凸面120的方向变形,最终变为现有的锚板100的心态,即呈
平板状。
现有的锚板100大多采用增加厚度的方式来减弱或者避免锚板
100受力后的形变,这样必然会导致锚板100的材料成本和加工成
本和难度大大增加。针对上述情况,本技术方案提供的锚板100创
造性地采用弧形结构,可以有效抵消受力时产生的形变,从而有效
减弱甚至避免锚板100的挠度变形,这种就能取代单纯增加锚板100
厚度的方式,从而减小相同受力情况下锚板100的厚度,节省材料
和加工成本。
在锚板100的实际设计和制造过程中,锚板100本体可以采用
各种材质,只要其具有足够的强度的即可。本实施例中,锚板100
本体为合金钢材质。
其中,合金钢在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金
元素而构成的铁碳合金,上述合金元素包括硅、锰、铬、镍、钼、
钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。
采用合金钢的目的在于其具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、
耐低温、耐高温等诸多优良特性特点,可以有效延长本锚板100的
使用性能和寿命。
在本锚板100的实际设计和制造过程中,锚板100本体可以设
置为各种形状,只要其具有基本的锚固功能即可。本实施例中,锚
板100本体呈圆柱形且外壁上设置有加强环。
其中,锚板100本体车削成型,加工简单方便;加强环一体成
型于锚板100本体的外壁上;加强环有多个且沿锚板100的轴线方
向间隔设置。
将锚板100设置为圆柱形的目的在于方便加工,降低加工难度
和成本;设置加强环的目的在于提高本锚板100的力学强度,本证
本锚板100的正常使用。
本锚具包括锚板100、夹片200、锚垫板300以及约束管,锚板
100包括锚板100本体,锚板100本体上设置有多个卡孔110,多个
卡孔110均呈圆柱形,锚板100本体为弧形板,弧形板包括外凸面
120和内凹面130,外凸面120的朝向与锚板100受力方向相反,夹
片200有多个且与多个卡孔110一一匹配,锚垫板300上设置集线
孔310、安装孔以及灌浆孔,多个卡孔110分别与集线孔310连通,
集线孔310与约束管的内腔连通,灌浆孔与集线孔310连通。
其中,夹片200和锚垫板300的材质与锚板100相同,均为合
金钢材质;锚垫板300呈正方形,安装孔有四个且分别设置于锚垫
板300的四个角上,灌浆孔呈圆台状且设置于相邻的两个安装孔之
间,集线孔310正圆柱形且设置于锚垫板300的中心位置处;约束
管可以为硬管或者软管,硬管或者软管的内腔与集线孔310正对连
通。
本锚具的工作原理和过程是这样的:首先钢绞线依次经过夹片
200的穿孔和锚垫板300的集线孔310进入约束管,然后将本锚具
预埋于指定的混凝土层中,之后向灌浆孔灌入液态的水泥浆,水泥
浆穿过灌浆孔进入集线孔310再进入约束管,最终凝固,从而固定
整个锚具。
本实施例中,多个夹片200均呈圆台状且包括大头部和小头部,
大头部的直径大于卡孔110直径,小头部的直径小于卡孔110直径,
每个夹片200上均设置有与供钢绞线穿过的圆柱形的穿孔。
其中,夹片200的大头部设置有一圈环形槽,以便加工;夹片
200上设置有两条缺口,缺口呈直线型且从夹片200对应大头部的
一端延伸至夹片200的中部位置,缺口的设置使得夹片200具有一
定的弹性,可以进行一定量的收缩,当受到一定拉力时,夹片200
可以收缩,从而夹紧钢绞线,保证钢绞线的稳定性;穿孔与钢绞线
间隙配合,以便钢绞线的穿入。
这样设置夹片200结构的目的在于其具有结构简单,加工方便,
可以有效紧固钢绞线的特点。
本实施例中,穿孔的内壁设置有多个环形凸起,多个环形凸起
沿夹片200的轴向间隔设置,环形凸起的截面呈长方形且远离小头
端的一侧设置有倒角。
其中,环形凸起分别一体成型与穿孔的内壁;截面指的是穿孔
的轴向线和径向线所在的平面;倒角设置于环形凸起远离穿孔内壁
的部位;倒角可以为倒圆角或者倒斜角。
设置多个环形凸起的目的在于增大夹片200的内壁与钢绞线的
接触面积,从而增大两者之间的摩擦力,有效提高夹片200对钢绞
线的紧固效果。
本实施例中,锚垫板300上设置有定位凹槽,锚板100的一侧
设置有与定位凹槽匹配的定位凸台。
其中,定位凹槽呈圆柱形且与集线孔310连通,相应地,定位
凸台也呈圆柱形且与定位凹槽过盈配合,以提高锚板100和锚垫板
300之间配合的稳定性。
设置定位凹槽和定位凸台的目的在于方便锚板100和锚垫板
300装配时快速准确的定位,同时可以提高整个锚具的结构稳定性。
本实施例中,锚垫板300远离锚板100的一侧设置有导向管,
导向管的内腔与集线孔310连通。
其中,导向管呈圆管状且与锚垫板300一体成型;导向管的内
腔呈圆柱形且与集线孔310的直径相同,轴线重合;导向管的具体
长度和厚度等尺寸根据实际情况确定。
设置导向管的目的在于为伸入集线孔310的钢绞线进行导向,
保证其进入约束管内集中。
在本锚具的实际设计和制造过程中,约束管和导向管可以采用
各种结构和形式连接,只要连接起来稳定可靠即可。本实施例中,
约束管的一端套设于导向管的外壁上且通过卡箍夹紧固定。
其中,约束管为波纹管,波纹管指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩
方向连接成的管状弹性敏感元件,用户可以根据实际需要调节其长
度;约束管的端口略大于导向管的管口,以便约束管可以轻松套住
导向管;卡箍为现有技术,其可以压住约束管的外壁,使得约束管
的内壁紧贴于导向管的管口,从而实现约束管和导向管的可拆卸连
接。
采用卡箍连接的目的在于其结构简单,操作方便,可以轻松实
现两者的连接和拆卸。
本实施例中,锚具还包括螺旋筋,螺旋筋包裹住导向管和约束
管。
其中,螺旋筋的材质与锚板100相同,为合金钢材质;螺旋筋
通过一根笔直的金属条沿螺旋方向弯折成型;螺旋筋一端抵住锚垫
板300远离锚板100的一侧;螺旋筋的外径大于导向管且小于锚垫
板300的直径或者最大尺寸。
设置螺旋筋的目的在于提高锚后混凝土的抗压强度,防止锚下
混凝土在张拉应力的作用下发生局部破坏。
本锚板100及锚具采用弧形板结构,可以有效抵消锚板100受
力后的挠度变形,大幅改善锚板100的受力状况,增加材料的有效
利用率,降低产品成本和工程造价,弥补现有技术的缺陷。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用
新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和
变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同
替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。