專利名稱：柔性片狀材料繞桿自鎖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔性片狀材料的夾持和固定，特別是涉及一種柔性片狀材料繞桿自鎖 的方法，以實(shí)現(xiàn)各種纖維片材在建筑、橋梁等土木工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的錨固，其中柔性材料包 括在高溫等特定條件下易軟化、可塑形的材料，片狀材料可由多層疊合而成。
背景技術(shù)：
布、紙、膜等柔性片狀材料可用膠水等粘結(jié)劑粘貼在固體表面。柔性片狀材料在繞 過(guò)固體后若能會(huì)合，也可在相會(huì)部位(如片材端部)用粘結(jié)劑貼合在一起或用線(繩)縫 合在一起，此時(shí)拉扯柔性片狀材料主體，柔性片狀材料將緊靠在所繞過(guò)的固體上。如果粘貼 或縫合處由于某種原因(如老化脫膠、拉得很緊等)導(dǎo)致結(jié)合失效，柔性片狀材料可能從其 繞過(guò)的固體上脫落。但若無(wú)須粘貼或縫合，柔性片狀材料就能在受拉時(shí)被夾持在所繞過(guò)的 固體上，而且越拉越緊，這對(duì)固定柔性片狀材料而言，不僅將消除上述結(jié)合失效之虞，還可 為實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)方便。下面以結(jié)構(gòu)加固用纖維增強(qiáng)片材在建筑、橋梁等土木工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的錨固為例 進(jìn)一步說(shuō)明有關(guān)背景技術(shù)。由于種種原因，大量房屋、橋梁等土木工程結(jié)構(gòu)需要加固和修復(fù)。采用簡(jiǎn)便高效的 結(jié)構(gòu)加固技術(shù)當(dāng)然具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。因此，有關(guān)探索長(zhǎng)期為國(guó)際土木工程 界所重視。作為繼鋼材和混凝土后的第三代現(xiàn)代結(jié)構(gòu)材料，以高性能碳纖維布為代表的片狀 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱纖維片材)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、易操作等特點(diǎn)，且用于結(jié) 構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，基本不增加結(jié)構(gòu)的重量和尺寸，因而成為一種較為理想的加固材料，纖維片 材加固技術(shù)也迅速成為國(guó)際土木工程界的熱門研究和應(yīng)用領(lǐng)域。目前，該技術(shù)的主要應(yīng)用 形式是用膠粘劑把纖維片材外貼在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，這種粘結(jié)加固法存在易受力剝離、易受 熱軟化、怕老化脫膠和需耗時(shí)靜養(yǎng)等顯著缺陷，導(dǎo)致高性能纖維材料的加固效率低下，具體 表現(xiàn)為功效方面，材料強(qiáng)度利用率極低，對(duì)使用環(huán)境的適應(yīng)性差；時(shí)效方面，長(zhǎng)期使用的 可靠性差；工效方面，無(wú)法滿足快速加固的要求。在纖維片材端部采取機(jī)械錨固措施可望克服上述缺陷。中國(guó)實(shí)用新型授權(quán)專利 “高強(qiáng)度復(fù)合材料波形齒夾具錨”(公告號(hào)為CN2594357Y)公開了一種主要由上、下波形齒 板、加勁波形板和壓緊及鎖定裝置等組成的纖維片材專用錨具，有一定的技術(shù)先進(jìn)性，但在 體量大小、操作難易程度以及錨固效果等方面還不夠理想。波形齒夾具錨是依靠上、下2 塊或更多的波形齒板對(duì)纖維片材的夾緊實(shí)施錨固的，拉力太大或夾得不夠緊時(shí)錨固可能失 效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種柔性片狀材料繞桿自鎖的方法，該柔性片狀材料繞桿 自鎖方法構(gòu)思巧妙、效果可靠、易于實(shí)施。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種柔性片狀材料繞桿自鎖的方法，首先備好至少2根桿件，要求桿件之間保持 平行且留有空隙，柔性片材端部繞過(guò)主桿后折回，與柔性片材的本部疊合并點(diǎn)靠或直靠在 其余的1根或多根桿件上，形成1個(gè)繞結(jié)，然后疊合柔性片材繞靠在1根或多根桿件上，要 求柔性片材端部的全部或部分以端部近桿的方式繞靠，使各平行桿件的位置保持相對(duì)固 定，此時(shí)拉扯柔性片材本部，柔性片材在平行桿件中將被越拉越緊，也就是通過(guò)繞桿拉緊實(shí) 現(xiàn)柔性片材的自鎖。柔性片材形成繞結(jié)后的疊合片材以柔性片材端部近桿的方式繞靠另1根桿件后， 疊合片材或剩下的柔性片材的本部再回靠到主桿，此時(shí)柔性片材在該2根平行的桿件外圍 形成1個(gè)帶繞結(jié)的環(huán)包。形成繞結(jié)后，疊合的柔性片材或剩下的柔性片材本部對(duì)桿件的繞靠是由片材與桿 件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的，具體如下方式1 柔性片材本部保持不動(dòng)，連帶繞結(jié)整體轉(zhuǎn)動(dòng)平行的桿件；方式2 平行的桿件保持不動(dòng)，把持疊合的柔性片材繞靠平行的桿件；方式3 把持柔性片材端部，先從外圍環(huán)繞平行的桿件，接著向內(nèi)繞過(guò)1根或多根 桿件，再穿過(guò)2桿之間空隙，然后繞另1根或多根桿件向外，最后拉扯柔性片材端部完成柔 性片材對(duì)桿件的繞靠。主桿可為一根桿件，也可為多根桿件。柔性片材可為一層，也可由多層柔性片材疊合而成。柔性片狀材料可為紙、膜、布、皮或纖維增強(qiáng)片材。有益效果本發(fā)明無(wú)須對(duì)柔性片材實(shí)施粘結(jié)或縫合，卻能簡(jiǎn)捷高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)受拉柔性片材的 牢固夾持。用于夾持宣傳標(biāo)語(yǔ)、隔離圍護(hù)用條幅、簾布等無(wú)需大力拉扯的柔性片材時(shí)，相比 粘結(jié)或縫合，省去了膠、線等輔助材料及勞作，在有些情況下可以利用既有的平行桿件；用 于將結(jié)構(gòu)加固用纖維增強(qiáng)片材錨固在建筑、橋梁等土木工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件上時(shí)，雖然需要采用 平行桿式錨固設(shè)施，但卻能夠克服常規(guī)的粘貼加固法存在的易受力剝離、易受熱軟化、怕老 化脫膠和需耗時(shí)靜養(yǎng)等顯著缺陷，從而大幅度提高高價(jià)高性能纖維片材的利用效率和適用 范圍，取得節(jié)約高價(jià)材料、加快工程進(jìn)度、降低總體造價(jià)的優(yōu)良綜合效益?？偠灾景l(fā)明 具有方法巧妙、操作簡(jiǎn)便、效果可靠、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為柔性片狀材料平行桿式錨固裝置的平行桿件與并聯(lián)件相配合的一個(gè)實(shí)例；圖2為柔性片狀材料繞2根桿件自鎖的第一個(gè)步驟示意圖片材繞過(guò)第一桿件折 回后，疊合點(diǎn)靠于第二桿件，形成繞結(jié)；圖3為柔性片狀材料繞2根桿件自鎖的第二個(gè)步驟示意圖疊合片材繼續(xù)繞靠于 第二桿件，本圖中疊合片材最終回靠于第一桿件形成了 1個(gè)帶繞結(jié)的環(huán)包；圖4為柔性片狀材料繞2根桿件形成1個(gè)帶繞結(jié)的環(huán)包后繼續(xù)在環(huán)包的外圍繞靠 的示例；圖5為柔性片狀材料繞4根桿件自鎖的示例1 繞右邊2根桿件形成1個(gè)帶繞結(jié)的環(huán)包后，繼續(xù)在環(huán)包與其余2根桿件的共同外圍繞靠；圖6為柔性片狀材料繞4根桿件自鎖的示例2 繞左邊第一根桿件形成繞結(jié)后，疊 合片材先后繞靠于右邊三根桿件(其中對(duì)右數(shù)第二根桿件的繞靠是以片材本部近桿的方 式)，然后剩下的片材本部繼續(xù)在4根桿件的外圍繞靠；圖7為柔性片狀材料繞4根桿件自鎖的示例3 繞右邊第一根桿件形成繞結(jié)后，疊 合片材先后點(diǎn)靠于右邊第2根桿件、直靠于右邊第3根桿件，然后點(diǎn)靠并繞靠于最左邊的桿 件，接著又直靠于右邊第3根桿件、點(diǎn)靠于右邊第2根桿件，剩下的片材本部最終回靠于桿 1，形成1個(gè)帶繞結(jié)的環(huán)包；圖8為柔性片狀材料繞不在一個(gè)平面的3根桿件形成1個(gè)帶繞結(jié)的環(huán)包的示例；標(biāo)號(hào)說(shuō)明1_第一桿件，2-第二桿件，3-柔性片狀材料的端部，4-柔性片狀材料本部。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案及工作過(guò)程作進(jìn)一步的說(shuō)明，但 本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本發(fā)明的總體構(gòu)思是采用1組平行桿件通過(guò)特定的繞法來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性片狀材料在 平行桿件中的自鎖。事先備好1組桿件，要求桿件之間保持平行且留有空隙，可利用生活設(shè)施、生產(chǎn)裝 備中既有的平行桿件(如護(hù)窗)，也可采用為滿足特定需要而專門設(shè)計(jì)的帶有平行桿件的 裝置(如柔性片狀材料平行桿式錨固裝置)。平行桿件的數(shù)量通常2根即可，也可2根以 上。桿件截面外包線不一定為圓形，但最好無(wú)棱角。各桿形狀、粗細(xì)可不相同。柔性片狀材 料通常為沿長(zhǎng)度方向等寬的形狀，如條帶、條幅，特殊情況下也可不等寬。實(shí)施例1如圖1-3，圖1是柔性片狀材料平行桿式錨固裝置一種實(shí)施例的示意圖，因?yàn)橹挥?2根桿件，且形似雙杠，不妨叫做雙杠錨或II形錨。下面以應(yīng)用雙杠錨為例，結(jié)合附圖2、3 說(shuō)明用該裝置對(duì)柔性片狀材料實(shí)施繞桿自鎖的方法。且把1層柔性片狀材料或在初始狀態(tài)下疊合在一起的多層柔性片狀材料統(tǒng)一稱 為1皮柔性片狀材料。將1皮柔性片狀材料繞過(guò)1根桿件后疊合，形成一個(gè)繞結(jié)(圖2，此 桿件稱為主桿)，一只手將疊合后的柔性片狀材料在片材端部附近捏在一起不動(dòng)，再用另一 只手將雙杠錨整體連帶繞結(jié)朝片材繞桿方向轉(zhuǎn)動(dòng)若干角度(圖3為轉(zhuǎn)動(dòng)180°后的情形，也 可不動(dòng)錨具但反向轉(zhuǎn)動(dòng)片材)，此時(shí)若固定錨具，并手拉柔性片狀材料，片材在平行桿件中 將被越拉越緊，也就是通過(guò)繞桿拉緊實(shí)現(xiàn)了自鎖，換言之，雙杠錨中的平行桿件因此實(shí)現(xiàn)了 對(duì)片材端部的夾持，或稱為機(jī)械繞結(jié)。對(duì)柔性片狀材料另一端可以反方向同樣處理。把持片材兩端的雙杠錨用力對(duì)拉， 片材即在平行桿件中自鎖。若采取某種方式把雙杠錨固定在外部物體上(如在雙杠錨的孔 洞中穿過(guò)插件植入外部物體相應(yīng)位置預(yù)先鉆好的孔中)，也就把片材錨固在該外部物體上 了。顯然，其過(guò)程方便快速，其效果牢固可靠。利用護(hù)窗等生活設(shè)施、生產(chǎn)裝備中既有的平行桿件時(shí)，柔性片狀材料繞過(guò)主桿形 成繞結(jié)后(圖2，此桿件稱為主桿)，因平行桿件不便活動(dòng)，首先可把持疊合的柔性片材繞靠平行的桿件完成柔性片材在其中一端的自鎖錨固；而對(duì)于另外一端，把持柔性片材端部，先 從外圍環(huán)繞2根平行的桿件，接著向內(nèi)繞過(guò)1根或多根桿件，再穿過(guò)2桿之間空隙，然后繞 另1根或多根桿件向外，最后拉扯柔性片材端部完成柔性片材對(duì)桿件的繞靠。實(shí)施例2 實(shí)施例1中，柔性片狀材料在桿件上只繞一圈，實(shí)際上，柔性片狀材料也可以在桿 件上繞多圈，圖4為繞2圈的情形，同樣能獲得自鎖效果。實(shí)施例3 采用4根平行的桿件，柔性片狀材料在桿件上的纏繞方式如圖5所示， 同樣能獲得自鎖效果。實(shí)施例4 也采用4根平行的桿件，柔性片狀材料在桿件上的纏繞方式如圖6所 示，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，柔性片狀材料的纏繞方式不同，同樣能獲得自鎖效果。實(shí)施例5 :4根桿件中有一根桿件的橫截面為非圓形，如圖7中的跑道型，這種跑道 型橫截面的桿件與柔性片狀材料的接觸方式為直靠(面接觸，側(cè)面投影為直線)，而右數(shù)第 二根圓柱形桿件與疊合柔性片狀材料的接觸方式為點(diǎn)靠(線接觸，側(cè)面投影為一點(diǎn))。實(shí)施例6 如圖8，三根桿件不在同一個(gè)平面上，通過(guò)柔性片狀材料在這種平行桿 件上的繞靠，也同樣能起到自鎖的效果。以上文字?jǐn)⑹鲋?，端部近桿是指片材端部比片材本部更貼近桿件表面，本部近桿 是指片材本部比片材端部更貼近桿件表面。以上實(shí)施例中，主桿為1根，但特殊情況下亦可多根；柔性片狀材料的纏繞圈數(shù)不
一定為整數(shù)。應(yīng)用本發(fā)明的方法，可夾持結(jié)構(gòu)加固用纖維片材的端部，還可夾持宣傳標(biāo)語(yǔ)、隔離 圍護(hù)用條幅、簾布以及其它柔性片狀材料，必要時(shí)然后實(shí)施錨固，如結(jié)構(gòu)加固時(shí)將夾持纖維 片材的錨具固定在被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件上。以上只是本發(fā)明的部分實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)思，應(yīng)用人員還可對(duì)此做出 各種修改和變換，例如平行桿件的根數(shù)、節(jié)段、截面形狀和尺寸(不要求每根相同)，以及繞 法均可加以調(diào)整，以適應(yīng)受力大小和應(yīng)用條件等現(xiàn)場(chǎng)情況的變化。但類似的這種修改和變 換均屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
一種柔性片狀材料繞桿自鎖的方法，其特征在于，首先備好至少2根桿件，要求桿件之間保持平行且留有空隙，柔性片材端部繞過(guò)主桿后折回，與柔性片材的本部疊合并點(diǎn)靠或直靠在其余的1根或多根桿件上，形成1個(gè)繞結(jié)，然后疊合柔性片材繞靠在1根或多根桿件上，要求柔性片材端部的全部或部分以端部近桿的方式繞靠，使各平行桿件的位置保持相對(duì)固定，此時(shí)拉扯柔性片材本部，柔性片材在平行桿件中將被越拉越緊，也就是通過(guò)繞桿拉緊實(shí)現(xiàn)柔性片材的自鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性片狀材料繞桿自鎖方法，其特征在于，柔性片材形成繞 結(jié)后的疊合片材以柔性片材端部近桿的方式繞靠另1根桿件后，疊合片材或剩下的柔性片 材的本部再回靠到主桿，此時(shí)柔性片材在該2根平行的桿件外圍形成1個(gè)帶繞結(jié)的環(huán)包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性片狀材料繞桿自鎖方法，其特征在于，形成繞結(jié)后，疊合 的柔性片材或剩下的柔性片材本部對(duì)桿件的繞靠是由片材與桿件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的，具 體如下方式1 柔性片材本部保持不動(dòng)，連帶繞結(jié)整體轉(zhuǎn)動(dòng)平行的桿件；方式2 平行的桿件保持不動(dòng)，把持疊合的柔性片材繞靠平行的桿件；方式3:把持柔性片材端部，先從外圍環(huán)繞平行的桿件，接著向內(nèi)繞過(guò)1根或多根桿件， 再穿過(guò)2桿之間空隙，然后繞另1根或多根桿件向外，最后拉扯柔性片材端部完成柔性片材 對(duì)桿件的繞靠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性片狀材料繞桿自鎖方法，其特征在于，主桿為一根或多 根桿件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性片狀材料繞桿自鎖方法，其特征在于，柔性片材由多層 柔性片材疊合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的柔性片狀材料繞桿自鎖方法，其特征在于，柔性片 狀材料為紙、膜、皮、布或纖維增強(qiáng)片材。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柔性片狀材料繞桿自鎖的方法，其特征在于，首先備好至少2根桿件，要求桿件之間保持平行且留有空隙，柔性片材端部繞過(guò)主桿后折回，與柔性片材的本部疊合并點(diǎn)靠或直靠在其余的1根或多根桿件上，形成1個(gè)繞結(jié)，然后疊合柔性片材繞靠在1根或多根桿件上，要求柔性片材端部的全部或部分以端部近桿的方式繞靠，使各平行桿件的位置保持相對(duì)固定，此時(shí)拉扯柔性片材本部，柔性片材在平行桿件中將被越拉越緊，也就是通過(guò)繞桿拉緊實(shí)現(xiàn)柔性片材的自鎖。該柔性片狀材料繞桿自鎖方法易于實(shí)施、操作方便、效果可靠、成本低廉。
文檔編號(hào)E04G21/12GK101929494SQ20101026938
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者周奧利, 周朝陽(yáng), 周欣濤 申請(qǐng)人:中南大學(xué)