受弯构件及制作方法、建筑物裂缝修复系统及使用方法技术方案

本发明专利技术适用于钢筋混凝土技术领域，提供了一种受弯构件及制作方法、建筑物裂缝修复系统及使用方法。建筑物裂缝修复系统包括受弯构件以及激励系统，激励系统包括计算机、程控电源以及电阻检测系统，电阻检测系统包括放大器以及模数转换器。受弯构件包括混凝土与其内部的钢筋以及形状记忆合金构件。受弯构件中预留有第一、第二预留电线，第一预留电线接入程控电源以及放大器，第二预留电线接入计算机。振动发生后，形状记忆合金构件发生超弹性变形吸收振动能量，并将其转变成热能耗散，使振动得到控制。在建筑物开裂时，对形状记忆合金构件进行电加热处理，形状记忆合金升温收缩可对裂缝进行自修复作用，实现了建筑结构的安全性以及实用性的优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢筋混凝土
，提供了一种受弯构件及制作方法、建筑物裂缝修复系统及使用方法。
技术介绍
混凝土结构在现代建筑领域之中应用广泛为了进一步满足建筑结构的安全性、适用性、耐久性，人们对钢筋混凝土的性能有了更高的要求。如今建筑构件受振动影响产生裂缝并逐渐失效这一现象开始逐渐受到重视，特别是在一些受振动影响较大的建筑环境中，如地震高发区的建筑、高架地铁站、高铁站等更容易出现上述现象。对于钢筋混凝土结构，裂缝是建筑物破坏的最主要的现象。在钢筋混凝土结构中，尤其是梁、板构件，常常发生不同程度和类型的裂缝，严重影响了建筑物安全性以及实用性。裂缝的危害主要有以下几点：(1)在建筑物的使用过程中，会因荷载应力、结构变形应力以及年温差应力的影响，使混凝土构件的裂缝加大、加深，以致影响其承载能力；(2)混凝土构件的开裂导致受力钢筋暴露并逐渐锈蚀，这不仅降低了钢筋的受力截面积，而且钢筋一旦锈蚀会比原体积膨胀2.5～3倍，从而造成严重的破坏；(3)随着时间的延续，构件内的钢筋再锈蚀，就会逐渐扩展延伸，混凝土的开裂、剥落势必愈加严重，尤其在环境潮湿或有腐蚀性气体的条件下，这种结构破坏会更快、更加严重，甚至会酿成结构倾塌事故。因此，如何杜绝或者缓解建筑物出现裂缝这一现象，成为了众多工程师们关注的焦点。随着材料技术的发展，形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy,SMA)逐渐为人们所了解，其形状记忆效应、超弹性性能的特点更是受到了人们的高度青睐。形状记忆合金(SMA)是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金，常用于研究混凝土材料中的有Ti-Ni合金、Cu-Zn合金等。超(伪)弹性：指的是SMA(奥氏体状态)在较大外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的应变，且在卸载后能自动恢复的能力。与普通金属相比，SMA在弹性范围内的应变量可以达到8％以上。形状记忆效应：SMA在相对高温的情况下为奥氏体状态，将其冷却到相对低温时，SMA中的奥氏体发生相变，转变为马氏体，如果在此时对SMA施加外力并留下较大的塑性变形，然后再将其加热至原来的高温状态时，马氏体就会转变回奥氏体，同时SMA会自动恢复到高温时的形状。SMA的可恢复的应变量可达8％左右。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种受弯构件及制作方法、建筑物裂缝修复系统及使用方法，旨在解决现有技术中的钢筋混凝土结构常常发生不同程度和类型的裂缝，严重影响了建筑物安全性以及实用性的问题。本专利技术是这样实现的，一种受弯构件，包括混凝土以及嵌置于所述混凝土内部的钢筋，所述受弯构件还包括形状记忆合金构件，所述形状记忆合金构件嵌置于所述混凝土内，并且，所述形状记忆合金构件预留有用于接入外界电源的区域，所述区域伸出混凝土的外表面或者通过与其电连接的导体伸出所述混凝土的外表面。进一步地，所述受弯构件还包括热电偶传感器，所述热电偶传感器通过铁丝和胶带绑定在所述形状记忆合金构件上。进一步地，所述受弯构件还包括第一预留电线以及第二预留电线，所述第一预留电线的一端与形状记忆合金构件电连接，其另一端伸出所述混凝土；所述第二预留电线的一端与热电偶传感器电连接，其另一端伸出所述混凝土。进一步地，所述混凝土的长度方向、宽度方向以及高度方向均布置有多根所述的钢筋，并且，沿所述混凝土长度方向、宽度方向以及高度方向的钢筋相互连接构成立体框架，所述形状记忆合金构件与所述立体框架连接。进一步地，所述形状记忆合金构件沿所述混凝土的长度方向延伸，并且贯穿所述混凝土长度方向的两端。进一步地，所述形状记忆合金构件整体呈丝状、绞线状、棒状、片状或者板块状。本专利技术为解决上述技术问题，还再提供了所述受弯构件的制作方法，包括以下的步骤：S11、计算出正常负荷情况下整体构件所需的普通钢筋和形状记忆合金构件的数量；S12、架设受弯构件的模板，绑普通钢筋，并布置形状记忆合金构件；S13、将热电偶传感器用胶带和铁丝绑定在形状记忆合金构件上；S14、预留第一预留电线以及第二预留电线，并将第一预留电线的一端与形状记忆合金构件相连接，第二预留电线的一端与热电偶传感器相连接；S15、浇筑混凝土，并确保第一预留电线的另一端以及第二预留电线的另一端均伸出混凝土外部，并对混凝土进行养护；S16、待混凝土养护到期后，拆去模板，即完成受弯构件的制作。本专利技术为解决上述技术问题，还再提供了一种建筑物裂缝修复系统，包括上述的受弯构件以及激励系统，所述激励系统包括计算机、程控电源以及电阻检测系统；所述电阻检测系统包括放大器以及模数转换器；所述计算机与程控电源以及模数转换器电连接；所述模数转换器与放大器电连接；所述第一预留电线伸出混凝土的一端接入所述程控电源以及放大器；所述第二预留电线伸出混凝土的一端接入所述计算机。本专利技术为解决上述技术问题，还再提供了一种建筑物裂缝修复系统的使用方法，包括以下的步骤：S21、将预制好的受弯构件安装到建筑物上；S22、计算机通过电阻检测系统实时监控形状记忆合金构件的电阻变化率；S23、当计算机监控到的形状记忆合金构件的电阻变化率达到预设的值时，即建筑物产生裂缝时，计算机激活并控制程控电源输出某一数值的直流电对形状记忆合金构件进行通电加热；S24、计算机和热电偶传感实时测量形状记忆合金构件的温度变化；S25、当形状记忆合金构件的温度达到预计的温度，即代表形状记忆合金构件已提供了足够的应力时，停止加热，当建筑物再次产生裂缝时，再次加热形状记忆合金构件，直到形状记忆合金构件已提供足够的应力为止。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：本专利技术的受弯构件中嵌置具有超弹性特征的形状记忆合金构件，振动发生后，所产生的荷载能使形状记忆合金构件发生具有高阻尼特性的超弹性形变，吸收大量的振动能量，并将其转变成热能或其他可以耗损的能量，从而使振动得到控制。另外，利用形状记忆合金构件的形状记忆效应，在混凝土浇筑完成之后，通过对混凝土中的形状记忆合金构件进行通电加热处理，使其发生形状记忆效应，可为受弯构件提供必要的预应力；并且，在建筑物开裂时，通过对形状记忆合金构件进行电热处理，可对裂缝进行自修复作用，实现了建筑结构的安全性以及实用性的优化。附图说明图1a是本专利技术实施例一提供的一种建筑物裂缝修复系统的结构示意图。图1b是图1a中的受弯构件的沿其宽度方向的剖视示意图。图1c是图1c中的受弯构件的沿其长度方向的剖视示意图。图2a是本专利技术实施例二提供的一种建筑物裂缝修复系统的结构示意图。图2b是图2a中的受弯构件的沿其宽度方向的剖视示意图。图2c是图2c中的受弯构件的沿其长度方向的剖视示意图。图3a是本专利技术实施例三提供的一种建筑物裂缝修复系统的结构示意图。图3b是图3a中的受弯构件的沿其宽度方向的剖视示意图。图3c是图3c中的受弯构件的沿其长度方向的剖视示意图。图4a是本专利技术实施例四提供的一种建筑物裂缝修复系统的结构示意图。图4b是图4a中的受弯构件的沿其宽度方向的剖视示意图。图4c是图4c中的受弯构件的沿其长度方向的剖视示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种受弯构件，包括混凝土以及嵌置于所述混凝土内部的钢筋，其特征在于，所述受弯构件还包括形状记忆合金构件，所述形状记忆合金构件嵌置于所述混凝土内，并且，所述形状记忆合金构件预留有用于接入外界电源的区域，所述区域伸出混凝土的外表面或者通过与其电连接的导体伸出所述混凝土的外表面。

【技术特征摘要】
1.一种受弯构件，包括混凝土以及嵌置于所述混凝土内部的钢筋，其特征在于，所述受弯构件还包括形状记忆合金构件，所述形状记忆合金构件嵌置于所述混凝土内，并且，所述形状记忆合金构件预留有用于接入外界电源的区域，所述区域伸出混凝土的外表面或者通过与其电连接的导体伸出所述混凝土的外表面。2.如权利要求1所述的受弯构件，其特征在于，所述受弯构件还包括热电偶传感器，所述热电偶传感器通过铁丝和胶带绑定在所述形状记忆合金构件上。3.如权利要求2所述的受弯构件，其特征在于，所述受弯构件还包括第一预留电线以及第二预留电线，所述第一预留电线的一端与形状记忆合金构件电连接，其另一端伸出所述混凝土；所述第二预留电线的一端与热电偶传感器电连接，其另一端伸出所述混凝土。4.如权利要求1所述的受弯构件，其特征在于，所述混凝土的长度方向、宽度方向以及高度方向均布置有多根所述的钢筋，并且，沿所述混凝土长度方向、宽度方向以及高度方向的钢筋相互连接构成立体框架，所述形状记忆合金构件与所述立体框架连接。5.如权利要求1所述的受弯构件，其特征在于，所述形状记忆合金构件沿所述混凝土的长度方向延伸，并且贯穿所述混凝土长度方向的两端。6.如权利要求1至5中任意一项所述的受弯构件，其特征在于，所述形状记忆合金构件整体呈丝状、绞线状、棒状、片状或者板块状。7.一种如权利要求3所述的受弯构件的制作方法，包括以下的步骤：S11、计算出正常负荷情况下整体构件所需的普通钢筋和形状记忆合金构件的数量；S12、架设受弯构件的模板，绑普通钢筋，并布置形状记忆合金构件...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海俊，王翔臻，梁沛坚，邢锋，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44