一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種加固方法，具體的說是涉及一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 大量工業(yè)與民用建筑的鋼筋混凝土柱由于設(shè)計(jì)、施工的缺陷或長期使用過程中的 老化、損傷和災(zāi)害等因素，造成相當(dāng)部分的柱承載力不足等影響安全和使用功能的問題，迫 切需要進(jìn)行加固。比如民用建筑中由于房屋結(jié)構(gòu)加層改造，工業(yè)廠房中的機(jī)器增設(shè)及橋梁 結(jié)構(gòu)中的超載現(xiàn)象，使得原有結(jié)構(gòu)的承載力不足，迫切需要通過加固的方法來大幅提高鋼 筋混凝土柱的承載力。
[0003] 目前在對(duì)鋼筋混凝土偏壓柱的實(shí)際加固中，應(yīng)用較為廣泛的是增大截面、外包角 鋼、粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以及體外預(yù)應(yīng)力等加固方法，雖然這幾種方法都可提高鋼筋混 凝土偏壓柱的承載力，但其缺點(diǎn)也較為明顯：
[0004] 增大截面加固對(duì)原結(jié)構(gòu)截面增大一般較大，對(duì)結(jié)構(gòu)自重影響較大，且現(xiàn)場需要支 模，濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護(hù)期長，占用建筑空間較多，同時(shí)對(duì)在用結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境也有較大 的影響，利用這種傳統(tǒng)方法加固有時(shí)得不償失。外包角鋼可以顯著提高構(gòu)件的承載力，角鋼 骨架對(duì)混凝土也有一定的約束，但制作角鋼骨架時(shí)需要焊接綴板綴條，施工復(fù)雜，組件相對(duì) 較多且對(duì)混凝土柱的延性提高有限。而粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固雖能顯著提高混凝土柱 的延性，但由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料本身的原因，粘貼層數(shù)達(dá)到一定的數(shù)量后，對(duì)柱的承載力 提高有限。體外預(yù)應(yīng)力加固法在加固施工時(shí)需要張拉設(shè)備和錨具，施工技術(shù)要求高以及錨 固處理有一定的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有加固方法存在的缺陷，提供一種能顯著提高加固偏壓 柱承載力和延性的快速加固方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的增大截面加固對(duì)原結(jié)構(gòu)截面增 大一般較大，對(duì)結(jié)構(gòu)自重影響較大且現(xiàn)場需要支模、養(yǎng)護(hù)周期長，不能迅速投入使用的問 題;還解決了外包角鋼加固對(duì)柱的延性提高有限，施工組件較多的問題；同時(shí)解決了外粘纖 維增強(qiáng)復(fù)合材料加固后承載力提高有限的問題;并避免了體外預(yù)應(yīng)力加固法施工技術(shù)要求 高且錨固處理有一定難度的問題。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0008] 步驟一，制作與偏壓柱截面尺寸相匹配加固用的槽鋼，并在槽鋼兩側(cè)的翼緣上預(yù) 留螺栓孔；
[0009] 步驟二，所述偏壓柱橫截面高度方向的兩對(duì)邊混凝土表面為粘結(jié)錨固區(qū)，對(duì)偏壓 柱的粘結(jié)錨固區(qū)打磨清理平整；
[0010] 步驟三，將所述槽鋼安裝至設(shè)計(jì)位置，并根據(jù)槽鋼兩側(cè)的翼緣上預(yù)留的螺栓孔位 置，在所述偏壓柱的粘結(jié)錨固區(qū)表面開鉆螺栓孔，并清孔和擴(kuò)孔；
[0011]步驟四，在所述偏壓柱的粘結(jié)錨固區(qū)涂抹建筑結(jié)構(gòu)膠，并套上槽鋼；
[0012] 步驟五，向所述偏壓柱的粘結(jié)錨固區(qū)上的螺栓孔內(nèi)注膠，并植入對(duì)穿螺栓；
[0013] 步驟六，擰緊對(duì)穿螺栓兩頭的螺帽，將槽鋼和偏壓柱一起固定好。
[0014] 作為改進(jìn)，所述步驟一中，所述槽鋼采用冷彎或焊接的方法制作，槽鋼兩側(cè)的翼緣 1.235 寬厚比和腹板高厚比均滿足的要求，其中fy為槽鋼屈服強(qiáng)度，
[0015] 且滿足： 4 .
[0016] 焱和b+2mm < hw_2tf < b+4mm i
[0017] 其中b為偏壓柱橫截面寬度，h為偏壓柱橫截面高度，bf和tf分別為翼緣的寬度和厚 度，hjPU分別為腹板的高度和厚度。
[0018] 作為改進(jìn)，所述步驟二中，偏壓柱的粘結(jié)錨固區(qū)為沿著偏壓柱橫截面的高度方向 的兩對(duì)邊混凝土表面。
[0019] 作為改進(jìn)，所述步驟三中，偏壓柱的螺栓孔的孔深度為偏壓柱橫截面的寬度，螺栓 孔在偏壓柱混凝土內(nèi)的分布間距及直徑與槽鋼上相同。
[0020] 作為改進(jìn)，所述步驟四中，未鉆孔的腹板與未經(jīng)處理偏壓柱的混凝土面間留有一 定的距離呈箱型，且箱型的高度hi不大于。 J.
[0021 ]作為改進(jìn)，所述步驟五中，對(duì)穿螺栓的螺桿均帶有螺紋。
[0022] 本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明采用外套槽鋼箱型擴(kuò)大截面加固偏壓柱，無需澆筑混 凝土，在大幅度提高偏壓柱承載力的同時(shí)減少了濕作業(yè)，縮短工期，可用于快速處理突發(fā)災(zāi) 害對(duì)偏壓柱造成破壞以及需在短期內(nèi)大幅提高承載力的偏壓柱加固；同時(shí)槽鋼與偏壓柱的 原混凝土表面除了涂刷建筑結(jié)構(gòu)膠連接以外，還通過植入對(duì)穿的螺栓來錨固，大大增加了 后加槽鋼和偏壓柱的原混凝土之間的整體性能和粘結(jié)的可靠性能;又由于在槽鋼腹板與偏 壓柱之間預(yù)留空間增大偏壓柱截面高度，通過限制后加槽鋼翼緣寬厚比和腹板高厚比來滿 足偏壓柱截面局部穩(wěn)定的要求，在大幅提高偏壓柱承載力的同時(shí)增加了抗側(cè)剛度；同時(shí)對(duì) 于抗震設(shè)計(jì)的框架柱，采用外套槽鋼箱型擴(kuò)大截面加固時(shí)槽鋼翼緣的作用，除了提高縱筋 配筋率外，還相當(dāng)于增加了偏壓柱的箍筋配筋率，對(duì)原偏壓柱的混凝土約束增強(qiáng)，此時(shí)加固 柱的抗壓承載力和抗剪承載力均得到提高，同時(shí)耗能能力和抗震延性也隨之增加。可見本 方法在大幅度提高偏壓柱的承載力、抗側(cè)剛度和抗震延性的同時(shí)，能保證加固偏壓柱整體 性能好，可靠性能高，操作簡單，施工方便，工程成本較低，應(yīng)用前景廣闊。
[0023] 本發(fā)明加固組件少，施工步驟簡單，施工周期短，可迅速投入使用；大幅度提高柱 的承載力、抗側(cè)剛度和抗震延性;柱整體性能好，可靠性能高。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明偏壓柱加固平面示意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明偏壓柱加固后立面圖。
[0026] 圖中，1H"扁壓柱，槽鋼，3_對(duì)穿螺檢，4_螺帽，11-粘結(jié)錨固區(qū)，21-翼緣，22-腹板。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，一種快速加固鋼筋混 凝土偏壓柱的方法，圖中，1為原鋼筋混凝土的偏壓柱，11為偏壓柱的粘結(jié)錨固區(qū)，2為槽鋼， 21為槽鋼的翼緣，22為槽鋼的腹板，3為對(duì)穿螺栓，4為對(duì)穿螺栓的螺帽。
[0028] 實(shí)施例：
[0029] 一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，包括以下步驟：
[0030] 步驟一，制作與偏壓柱1截面尺寸相匹配加固用的槽鋼2,并在槽鋼2兩側(cè)的翼緣21 上預(yù)留螺栓孔；
[0031] 步驟二，所述偏壓柱1橫截面高度方向的兩對(duì)邊混凝土表面為粘結(jié)錨固區(qū)11，對(duì)偏 壓柱1的粘結(jié)錨固區(qū)11打磨清理平整；
[0032] 步驟三，將所述槽鋼2安裝至設(shè)計(jì)位置，并根據(jù)槽鋼2兩側(cè)的翼緣21上預(yù)留的螺栓 孔位置，在所述偏壓柱1的粘結(jié)錨固區(qū)11表面開鉆螺栓孔，并清孔和擴(kuò)孔；
[0033] 步驟四，在所述偏壓柱1的粘結(jié)錨固區(qū)11涂抹建筑結(jié)構(gòu)膠，并套上槽鋼2;
[0034] 步驟五，向所述偏壓柱1的粘結(jié)錨固區(qū)11上的螺栓孔內(nèi)注膠，并植入對(duì)穿螺栓3;
[0035] 步驟六，擰緊對(duì)穿螺栓3兩頭的螺帽4,將槽鋼2和偏壓柱1 一起固定好。
[0036] 所述槽鋼2采用冷彎或焊接的方法制作，槽鋼2兩側(cè)的翼緣21寬厚比和腹板22高厚
[235 比均滿足< 的要求，其中fy為槽鋼屈服強(qiáng)度，
[0037] 且滿足： 4
[0038] /? 5 S 和b+2mm < hw_2tf < b+4mm 3
[0039] 其中b為偏壓柱1橫截面寬度，h為偏壓柱1橫截面高度，bf和tf分別為翼緣21的寬度 和厚度，hjPU分別為腹板22的高度和厚度。
[0040] 偏壓柱1的粘結(jié)錨固區(qū)11為沿著偏壓柱1橫截面的高度方向的兩對(duì)邊混凝土表面。
[0041] 偏壓柱1的螺栓孔的孔深度為偏壓柱1橫截面的寬度，螺栓孔在偏壓柱1混凝土內(nèi) 的分布間距及直徑與槽鋼2上相同。對(duì)穿螺栓3的螺桿均帶有螺紋。
[0042]未鉆孔的腹板22與未經(jīng)處理偏壓柱1的混凝土面間留有一定的距離呈箱型，且箱 型的高度hi不大于·? 3
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，制作與偏壓柱（1)截面尺寸相匹配加固用的槽鋼(2)，并在槽鋼(2)兩側(cè)的翼緣 (21)上預(yù)留螺栓孔； 步驟二，所述偏壓柱（1)橫截面高度方向的兩對(duì)邊混凝土表面為粘結(jié)錨固區(qū)（11 )，對(duì)偏 壓柱(1)的粘結(jié)錨固區(qū)（11)打磨清理平整； 步驟三，將所述槽鋼(2)安裝至設(shè)計(jì)位置，并根據(jù)槽鋼(2)兩側(cè)的翼緣(21)上預(yù)留的螺 栓孔位置，在所述偏壓柱(1)的粘結(jié)錨固區(qū)（11)表面開鉆螺栓孔，并清孔和擴(kuò)孔； 步驟四，在所述偏壓柱（1)的粘結(jié)錨固區(qū)（11)涂抹建筑結(jié)構(gòu)膠，并套上槽鋼(2); 步驟五，向所述偏壓柱（1)的粘結(jié)錨固區(qū)（11)上的螺栓孔內(nèi)注膠，并植入對(duì)穿螺栓(3); 步驟六，擰緊對(duì)穿螺栓(3)兩頭的螺帽(4)，將槽鋼(2)和偏壓柱（1) 一起固定好。2. 如權(quán)利要求1所述一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，其特征在于:所述步驟一 中，所述槽鋼(2)采用冷彎或焊接的方法制作，槽鋼(2)兩側(cè)的翼緣(21)寬厚比和腹板(22) 高厚比均滿足<40^的要求，其中fy為槽鋼屈服強(qiáng)度， 且滿足：其中b為偏壓柱（1)橫截面寬度，h為偏壓柱（1)橫截面高度，bf和tf分別為翼緣(21)的寬 度和厚度，hjPU分別為腹板(22)的高度和厚度。3. 如權(quán)利要求1所述一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，其特征在于:所述步驟二 中，偏壓柱（1)的粘結(jié)錨固區(qū)（11)為沿著偏壓柱（1)橫截面的高度方向的兩對(duì)邊混凝土表 面。4. 如權(quán)利要求1所述一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，其特征在于:所述步驟三 中，偏壓柱（1)的螺栓孔的孔深度為偏壓柱（1)橫截面的寬度，螺栓孔在偏壓柱（1)混凝土內(nèi) 的分布間距及直徑與槽鋼(2)上相同。5. 如權(quán)利要求1所述一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，其特征在于:所述步驟四 中，未鉆孔的腹板(22)與未經(jīng)處理偏壓柱（1)的混凝土面間留有一定的距離呈箱型，且箱型 的高度hi不大于。： 36. 如權(quán)利要求1所述一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，其特征在于:所述步驟五 中，對(duì)穿螺栓(3)的螺桿均帶有螺紋。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速加固鋼筋混凝土偏壓柱的方法，制作與偏壓柱截面尺寸相匹配加固用的槽鋼，并在槽鋼兩側(cè)的翼緣上預(yù)留螺栓孔；偏壓柱橫截面高度方向的兩對(duì)邊混凝土表面為粘結(jié)錨固區(qū)，對(duì)粘結(jié)錨固區(qū)打磨清理平整；將槽鋼安裝至設(shè)計(jì)位置，并根據(jù)槽鋼兩側(cè)的翼緣上預(yù)留的螺栓孔位置，在偏壓柱的粘結(jié)錨固區(qū)表面開鉆螺栓孔，并清孔和擴(kuò)孔；在偏壓柱的粘結(jié)錨固區(qū)涂抹建筑結(jié)構(gòu)膠，并套上槽鋼；向偏壓柱的粘結(jié)錨固區(qū)上的螺栓孔內(nèi)注膠，并植入對(duì)穿螺栓；擰緊對(duì)穿螺栓兩頭的螺帽，將槽鋼和偏壓柱一起固定好；本發(fā)明加固組件少，施工步驟簡單，施工周期短，可迅速投入使用；大幅度提高柱的承載力、抗側(cè)剛度和抗震延性；柱整體性能好，可靠性能高。
【IPC分類】E04G23/02
【公開號(hào)】CN105715069
【申請?zhí)枴緾N201610163694
【發(fā)明人】李杉, 盧亦焱, 胡玲, 沈炫
【申請人】武漢大學(xué)