一种自监测筋材结构的制作方法

1.本实用新型涉及工程结构监测的技术领域，尤其涉及一种具有自监测筋材结构。


背景技术：

2.长期的静态应力（应变）监测是用来评价结构长期性能和损伤识别的重要方法。目前，在监测钢筋应变的实际应用中，传统的监测手段是通过在钢筋的外部测其电阻，但是由于受外界因素（如噪音和环境）干扰影响大、测量稳定性低、应变片脱落等缺点，导致测出电阻不准确、数据缺失，不能准确反映结构自身的参数变化，很难达到有效监测的目的。
3.纤维复合材料（fiber reinforced polymer/plastic，简称frp）是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据纤维复合材料的不同，常见的纤维复合材料分为玻璃纤维复合材料(gfrp)，碳纤维复合材料(cfrp)以及芳纶纤维复合材料(afrp)。
4.纤维复合材料具有如下特点:(1)比强度高,比模量大；(2)材料性能具有可设计性；(3)抗腐蚀性和耐久性能好；(4)热膨胀系数与混凝土的相近。这些特点使得frp材料能满足现代结构向重载、轻质高强以及在恶劣条件下工作发展的需要,受外界因素（如噪音和环境）干扰影响小，同时也能满足现代建筑施工工业化发展的要求。
5.因此，本领域技术人员可以利用frp筋作为代替钢筋作为混凝土结构的受力筋，从而研究出一种自监测筋材结构。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足，提供了一种自监测筋材结构。
7.为了达到上述实用新型目的，本实用新型提供的技术方案如下：一种自监测筋材结构，包括frp筋、碳纤维丝以及温度补偿片，所述碳纤维丝和温度补偿片均设置于frp筋内部，所述碳纤维丝于frp筋中沿长度方向布置，所述碳纤维丝上等距布置有测量点，所述测量点以及温度补偿片分别适配地连接有电导线，所述电导线一端从frp筋内部引出，所述frp筋内部还设置有树脂填充物层。
8.进一步的，所述frp筋具体采用碳纤维筋。
9.进一步的，所述frp筋内还设置有一用于固定电导线的固定块。
10.基于上述技术方案，本实用新型的与现有技术相比具有如下技术优点：
11.本实用新型采用自监测筋材结构，利用frp筋、碳纤维丝、温度补偿片以及电导线，能够在筋材内部进行实时测量碳纤维丝电阻，并进行温度补偿，减少了受外界因素干扰的影响，测量稳定性好，大大提高了测量精度，从而能够准确地反映结构自身的参数变化，达到有效监测筋材应变的目的，可以广泛应用于各类土建工程结构的健康监测；在frp筋内部设置温度补偿片，能够进行温度补偿，防止碳纤维丝电阻随温度变化发生改变；利用固定块将电导线固定，防止电导线发生位移；
12.frp筋具有比强度高,比模量大的性能特点，并且抗腐蚀性和耐久性能好，能够在恶劣工作条件下使用；
13.碳纤维丝通过碳纤维复合材料(cfrp)制成，碳纤维复合材料作为一种新型传感材料，具有高强度、耐腐蚀、高导电率等性能，不但比传统的金属电阻应变式传感器更具有长期的稳定性，而且与传统电阻应变式传感器的金属传感材料相比，碳纤维丝具有灵敏度高、适应性好、耐久性强的特点。
附图说明
14.图1为本实用新型自监测筋材结构的横剖面示意图。
15.图2为本实用新型自监测筋材结构的纵剖面示意图。
16.图中：1.frp筋，2.碳纤维丝，3.温度补偿片，4.测量点，5.电导线，6.树脂填充物层，7.固定块。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的解释说明。
18.如图1
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图2所示，一种自监测筋材结构，包括frp筋1、碳纤维丝2以及温度补偿片3，所述碳纤维丝2和温度补偿片3均设置于frp筋1内部，所述碳纤维丝2于frp筋1中沿长度方向布置，所述碳纤维丝2上等距布置有测量点4，所述测量点4以及温度补偿片3分别适配地连接有电导线5，所述电导线5一端从frp筋1内部引出，所述frp筋1内部还设置有树脂填充物层6。
19.所述frp筋1内还设置有一用于固定电导线5的固定块7。
20.所述frp筋1具体可以采用碳纤维筋或者玻璃纤维筋或者。固定块7上设置有多个用于电导线5贯穿的限位孔。
21.上述内容为本实用新型的示例及说明，但不意味着本实用新型可取得的优点受此限制，凡是本实用新型实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本申请的保护范围内。


技术特征：
1.一种自监测筋材结构，其特征在于：包括frp筋（1）、碳纤维丝（2）以及温度补偿片（3），所述碳纤维丝（2）和温度补偿片（3）均设置于frp筋（1）内部，所述碳纤维丝（2）于frp筋（1）中沿长度方向布置，所述碳纤维丝（2）上等距布置有测量点（4），所述测量点（4）以及温度补偿片（3）分别适配地连接有电导线（5），所述电导线（5）一端从frp筋（1）内部引出，所述frp筋（1）内部还设置有树脂填充物层（6）。2.根据权利要求1所述的自监测筋材结构，其特征在于：所述frp筋（1）具体采用碳纤维筋。3.根据权利要求1所述的自监测筋材结构，其特征在于：所述frp筋（1）内还设置有一用于固定电导线（5）的固定块（7）。

技术总结
本实用新型公开了一种自监测筋材结构，包括FRP筋（1）、碳纤维丝（2）以及温度补偿片（3），碳纤维丝和温度补偿片均设于FRP筋内部，碳纤维丝于FRP筋中沿长度方向布置，碳纤维丝上等距布置有测量点（4），测量点以及温度补偿片分别适配地连接有电导线（5），电导线一端从FRP筋内部引出，FRP筋内部还设有树脂填充物层（6）。本实用新型能够在筋材内部进行实时测量碳纤维丝电阻，并进行温度补偿，测量区域位于筋材内部，减少了受外界因素干扰的影响，大大提高了测量精度，从而能够准确地反映结构自身的参数变化，达到有效监测筋材应变的目的，可以广泛应用于各类工程结构的健康监测。泛应用于各类工程结构的健康监测。泛应用于各类工程结构的健康监测。


技术研发人员：鞠林群 陈蓓 姜海龙 邰宏年 李爱佳
受保护的技术使用者：中城建第十三工程局有限公司
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021/9/9