本發(fā)明屬于土木工程技術領域，具體涉及一種FRP結構內外變波紋楔形混合連接組裝件。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展，人們對環(huán)保問題的重視，金屬構件腐蝕所帶來的環(huán)境污染問題日益凸顯。而一種非金屬纖維增強材料(以下簡稱FRP)因其具有強度高而自重輕，且抗疲勞和耐腐蝕性能好等特點為解決金屬構件腐蝕等問題帶來了新思路，因為它的抗拉強度和耐腐蝕等優(yōu)勢是我們所不能忽視的。

現代工程中，管材廣泛應用于各種結構當中，如桁架結構，且取得了很好的使用效果。由于傳統(tǒng)的金屬管材存在的上述一些問題，而非金屬管材主要承力構件時的傳統(tǒng)連接方法存在節(jié)點強度較差等缺點。因此，研發(fā)一種能使FRP管替代金屬管材的連接裝置，從根本上解決金屬管材在使用過程中所存在的問題，實現非金屬管材在各種結構中作為承力構件使用，對推廣FRP管材在土木工程的運用有很重要的實際意義。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現有技術在FRP管材作為結構主要承力構件時連接節(jié)點易被破壞的問題，以使FRP管材能夠替代金屬管材應用于結構中作為主要承力構件，而提供一種FRP結構內外變波紋楔形混合連接組裝件。

本發(fā)明的目的是通過如下的技術方案來實現的：該FRP結構內外變波紋楔形混合連接組裝件，它包括一個圓柱形非金屬外套筒和一個與之配套的金屬內套筒；所述外套筒的內壁加工有連續(xù)的環(huán)形凹槽，且各相鄰環(huán)形凹槽的深度從一端至另一端逐漸變大，位于較深環(huán)形凹槽的外套筒的一端端部均勻預留有若干徑向螺孔；所述內套筒的外壁為連續(xù)的凸環(huán)，且各相鄰凸環(huán)的高度從一端至另一端逐漸變大，各凸環(huán)的形狀、大小和數量與外套筒內壁的各環(huán)形凹槽對應一致，并能形成咬合；位于較高凸環(huán)的內套筒的一端端部均勻預留有若干與外套筒端部相同的徑向螺孔，且該內套筒端部設有內螺紋，距離該端部一定距離開始的內套筒被軸向均勻切割成數片；外套筒的內壁各環(huán)形凹槽的兩端邊圓為等直徑圓，內套筒外壁各凸環(huán)的根底部圓為等直徑圓，內套筒的內壁圓為等直徑圓；內套筒套入外套筒之后通過其端部預留的徑向螺孔螺栓連接，內套筒與外套筒之間留有間隙，需連接的FRP非金屬管從內套筒與外套筒的非連接端即內套筒外壁凸環(huán)較淺的一端插入內套筒與外套筒之間的間隙，通過外力壓緊使切割成數片的內套筒撐開，擠壓FRP非金屬管在凹槽里發(fā)生變形，從而實現機械連接。

具體的，所述非金屬外套筒采用FRP材料制成。

具體的，所述內套筒被軸向均勻切割成6片。

本發(fā)明與現在技術相比，具有如下有益效果：

(1)連接節(jié)點處的外套筒為FRP材料制作，具有耐腐蝕及保護內套筒的作用。

(2)相對于傳統(tǒng)的膠接、螺栓連接或膠栓混合連接，本發(fā)明連接方案是在前期對FRP非金屬管接頭在工廠進行內外套筒的預緊安裝，再到施工現場通過一種桿件連接件(已有專利，后面再介紹)現場拼接，相比而言，該方法施工速度快，不會對管材本身造成局部損傷，故連接質量更有保障。

(3)根據結構承載力要求，在工廠進行預緊安裝時，可以同時在FRP非金屬管外壁與外套筒內壁接觸面增加膠層，由于內外套筒通過螺栓連接為一個整體，這樣涂加膠層進一步提高管材連接節(jié)點處的承載力，使之適用于更多的結構中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的外套筒的立體結構示意圖。

圖2是圖1的半剖視圖。

圖3是本發(fā)明實施例的內套筒的立體結構示意圖。

圖4是圖3的半剖視圖。

圖5是將本發(fā)明內、外套筒預裝于FRP非金屬管后的整體結構示意圖。

圖6是圖5的半剖視圖。

圖7是與本發(fā)明配合使用的桿件連接件的結構示意圖。

圖8是兩根FRP非金屬管通過本發(fā)明內、外套筒及圖7所示桿件連接件連接在一起后的整體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。

參見圖1、圖2，本發(fā)明實施例包括圓柱形非金屬外套筒1，外套筒1采用FRP材料制成，外套筒1主要由其材料本身的環(huán)向纖維絲受力；從圖2可見，外套筒1的內壁加工有連續(xù)的環(huán)形凹槽12，連接時主要起到環(huán)向約束作用，且各相鄰環(huán)形凹槽12的深度從左端至右端逐漸變大，位于較深環(huán)形凹槽12的外套筒1的右端端部均勻預留有六個徑向螺孔11。參見圖3、圖4，還包括與外套筒1配套的金屬內套筒2，內套筒2的外壁為連續(xù)的凸環(huán)21，且各相鄰凸環(huán)21的高度從左端至右端逐漸變大，各凸環(huán)21的形狀、大小和數量與外套筒1內壁的各環(huán)形凹槽12對應一致，并能形成咬合；位于較高凸環(huán)21的內套筒2的右端端部均勻預留有六干與外套筒1右端部相同的徑向螺孔22，且內套筒2右端部設有內螺紋23，從圖3可見，距離右端部一定距離開始的內套筒2被軸向均勻切割成六片。

參見圖1至4，外套筒1的內壁各環(huán)形凹槽12的兩端邊圓為等直徑圓，但各環(huán)形凹槽12的槽底頂點圓直徑不相等而形成一個楔形；內套筒2的外壁各凸環(huán)21的根底部圓為等直徑圓，內套筒2的內壁圓為等直徑圓，但各凸環(huán)21的頂點圓直徑不相等而形成一個楔形；這樣的結構能使外套筒1與內套筒2能相互咬合、緊密配合。內套筒2套入外套筒1之后可通過其端部預留的徑向螺孔11、22螺栓連接，內套筒2與外套筒1之間留有間隙；參見圖5、圖6，需連接的FRP非金屬管3從內套筒2與外套筒1的非連接端插入內套筒2與外套筒1之間的間隙(該間隙根據FRP非金屬管3的厚度決定)；安裝前可以先用外力握緊切割成片的內套筒2，從而把內套筒2插進內徑稍小于內套筒2外徑的非金屬管3內，安裝后并會形成預緊力，通過內、外套筒端部預留的螺孔，用螺栓連接為一個整體，從而達到如圖5、6所示的預組裝。參見圖7，是一種FRP桿件連接件的結構示意圖(專利號：ZL201520968843.0)，它包括不銹鋼管5和設于其外壁上的FRP扭轉著力部6，通過不銹鋼管5兩端的螺紋旋進內套筒2內，利用連接件的進入撐開被切割成數片的內套筒2，擠壓FRP非金屬管3在環(huán)形凹槽12里發(fā)生變形，從而達到使內套筒外表面的凸環(huán)21與外套筒內表面的環(huán)形凹槽12形成咬合，最終實現非金屬管之間的連接，如圖8所示。

通過以上連接裝置施工實例，我們即可以實現非金屬管作為主承力構件之間的連接，還可以通過這種方法實現非金屬管在結構中與節(jié)點之間的連接，從而實現非金屬管作為主承力構件在各結構形式的應用。