專利名稱：一種鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程中的混凝土加固工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及加固方法。
背景技術(shù)：
節(jié)點(diǎn)在框架中起著傳遞和分配內(nèi)力，保證結(jié)構(gòu)整體性的作用，節(jié)點(diǎn)是否安全可靠是框架結(jié)構(gòu)承載能力好壞的關(guān)鍵。目前存在不少鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)在設(shè)計(jì)及構(gòu)造上都有缺陷，節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍較少，從而大大降低了框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此，如何有效加固節(jié)點(diǎn)以提高其抗震性能的問題已日益突出。同時(shí)隨著混凝土結(jié)構(gòu)向復(fù)雜、大跨度方向發(fā)展，左、右梁截面高度不等的非規(guī)則節(jié)點(diǎn)廣泛出現(xiàn)。該類節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)在于節(jié)點(diǎn)核心處兩側(cè)梁截面變化較大，其受力特征不同于混凝土框架常規(guī)節(jié)點(diǎn)，該類節(jié)點(diǎn)的承載力和變形性能與常規(guī)節(jié)點(diǎn)相比均有所下降。加固這類非規(guī)則節(jié)點(diǎn)勢在必行。目前芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料即AFRP具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、抗磁性等優(yōu)良特性，適用于這類節(jié)點(diǎn)的加固。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種抗震性能好、可行的加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及加固方法。其技術(shù)方案為一種加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)和加固用的AFRP材料及角鋼，鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)和在梁1、柱2端及節(jié)點(diǎn)區(qū)粘貼2 3層 AFRP復(fù)合材料，并且在節(jié)點(diǎn)的四個(gè)角上布置角鋼3，AFRP復(fù)合材料通過環(huán)氧樹脂4粘貼于混凝土表面。進(jìn)一步優(yōu)選，所述AFRP復(fù)合材料采用封閉纏繞方式粘貼的橫向環(huán)形AFRP7和縱向環(huán)形AFRP8。本發(fā)明也可以采用以下方式實(shí)現(xiàn)，所述AFRP復(fù)合材料采用U型方式粘貼的U型箍 5。進(jìn)一步優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂4包括涂刷底層樹脂，找平處理樹脂和浸漬樹脂。一種鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)加固方法，包括以下步驟A.對節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土及緊鄰核心區(qū)的梁柱構(gòu)件進(jìn)行表面處理，消除表面劣化混凝土，除去表面雜質(zhì)，直至完全露出堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)層，并且用修復(fù)材料將表面修復(fù)完整，對裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理，四角粘貼AFRP復(fù)合材料處打磨成圓弧狀；B.涂刷環(huán)氧樹脂4，依次涂刷底層樹脂、找平樹脂及浸漬樹脂；C.粘貼AFRP復(fù)合材料及表面防護(hù)，粘貼三層，在最后一層AFRP粘貼后在其表明均勻涂抹浸漬樹脂，此后立即粘貼防護(hù)材料。首先將橫向AFRP條6貼于左右梁上，然后將U型箍(5)貼于梁高相差處，其次將橫向環(huán)形AFRP7和縱向環(huán)形AFRP8貼于混凝土柱和梁上；D.先將角鋼3粘貼于異型節(jié)點(diǎn)的四角上，然后用膨脹螺栓將角鋼3與梁1、柱2連接。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述AFRP復(fù)合材料具體粘貼尺寸為1倍的梁、柱截面高度。對于鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)而言，地震作用下，鄰近核心區(qū)的梁端往往會(huì)出現(xiàn)塑性鉸區(qū)以耗散能量，此塑性鉸區(qū)域一般為鄰近核心區(qū)的1倍梁截面高度范圍內(nèi)。即塑性鉸區(qū)長度為hb。因此，本加固方法中AFRP材料的粘貼范圍均為1倍的梁、柱截面高度，即hbl、hto、hc。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要通過在核心區(qū)表面粘貼AFRP材料加固鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)。相比現(xiàn)有技術(shù)中的各種加固方法更加節(jié)省成本，而且施工簡單，省時(shí)省力。 同時(shí)采用這樣的加固方法，第一，解決異型節(jié)點(diǎn)左、右梁高相差處施工較難處理的問題；第二，通過AFRP和角鋼的約束提高異型節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪承載力；第三，采用AFRP復(fù)合材料， 相對于其他粘貼材料輕質(zhì)、高強(qiáng)，便于施工。AFRP采用封閉纏繞和U型箍配合使用，可以提高對混凝土的約束力。本發(fā)明的有益效果是，可以通過這種方法，應(yīng)用AFRP材料加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪強(qiáng)度、延性、剛度及耗能能力等。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)沿1-1剖面圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1、圖2，圖中h。表示鋼筋混凝土框架柱截面高度；hbl，hbr分別表示左梁、 右梁的截面高度。一種加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)和加固用的AFRP材料及角鋼，鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)和在梁1、柱2端及節(jié)點(diǎn)區(qū)粘貼2 3層 AFRP復(fù)合材料，并且在節(jié)點(diǎn)的四個(gè)角上布置角鋼3，AFRP復(fù)合材料通過環(huán)氧樹脂4粘貼于混凝土表面。進(jìn)一步優(yōu)選，所述AFRP復(fù)合材料采用封閉纏繞方式粘貼的橫向環(huán)形AFRP7和縱向環(huán)形AFRP8。本發(fā)明也可以采用以下方式實(shí)現(xiàn)，所述AFRP復(fù)合材料采用U型方式粘貼的U型箍 5。進(jìn)一步優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂4包括涂刷底層樹脂，找平處理樹脂和浸漬樹脂。一種鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)加固方法，包括以下步驟A.對節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土及緊鄰核心區(qū)的梁柱構(gòu)件進(jìn)行表面處理，消除表面劣化混凝土，除去表面雜質(zhì)，直至完全露出堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)層，并且用修復(fù)材料將表面修復(fù)完整，對裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理，四角粘貼AFRP復(fù)合材料處打磨成圓弧狀；B.涂刷環(huán)氧樹脂4，依次涂刷底層樹脂、找平樹脂及浸漬樹脂；C.粘貼AFRP復(fù)合材料及表面防護(hù)，粘貼2 3層，在最后一層AFRP粘貼后在其表明均勻涂抹浸漬樹脂，此后立即粘貼防護(hù)材料。橫向AFRP條6貼于左右梁上，然后將U型箍5貼于梁高相差處，其次將橫向環(huán)形AFRP7)和縱向環(huán)形AFRP8貼于混凝土柱和梁上；
D.先將角鋼3粘貼于異型節(jié)點(diǎn)的四角上，然后用膨脹螺栓將角鋼3與梁1、柱2連接。進(jìn)一步優(yōu)選，所述AFRP復(fù)合材料具體粘貼尺寸為1倍的梁、柱截面高度。對于鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)而言，地震作用下，鄰近核心區(qū)的梁端往往會(huì)出現(xiàn)塑性鉸區(qū)以耗散能量，此塑性鉸區(qū)域一般為鄰近核心區(qū)的1倍梁截面高度范圍內(nèi)。即塑性鉸區(qū)長度為hb。因此，本加固方法中AFRP材料的粘貼范圍均為1倍的梁、柱截面高度，即hbl、hto、hc。
權(quán)利要求
1.一種加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)和加固用的AFRP材料及角鋼，其特征在于，鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)和在梁(1)、柱(2)端及節(jié)點(diǎn)區(qū)粘貼2 3層AFRP復(fù)合材料，并且在節(jié)點(diǎn)的四個(gè)角上布置角鋼(3)，AFRP復(fù)合材料通過環(huán)氧樹脂(4)粘貼于混凝土表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 AFRP復(fù)合材料采用封閉纏繞方式粘貼的縱向AFRP環(huán)形箍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 AFRP復(fù)合材料采用U型方式粘貼的U型箍(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂(4)包括涂刷底層樹脂，找平處理樹脂和浸漬樹脂。
5.一種鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)加固方法，其特征在于，包括以下步驟A.對節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土及緊鄰核心區(qū)的梁柱構(gòu)件進(jìn)行表面處理，消除表面劣化混凝土，除去表面雜質(zhì)，直至完全露出堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)層，并且用修復(fù)材料將表面修復(fù)完整，對裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理，四角粘貼AFRP復(fù)合材料處打磨成圓弧狀；B.涂刷環(huán)氧樹脂G)，依次涂刷底層樹脂、找平樹脂及浸漬樹脂；C.粘貼AFRP復(fù)合材料及表面防護(hù)，粘貼三層，在最后一層AFRP粘貼后在其表明均勻涂抹浸漬樹脂，此后立即粘貼防護(hù)材料。首先將橫向AFRP條(6)貼于左右梁上，然后將U型箍(5)貼于梁高相差處，其次將橫向環(huán)形AFRP(7)和縱向環(huán)形AFRP(S)貼于混凝土柱和梁上；D.先將角鋼(3)粘貼于異型節(jié)點(diǎn)的四角上，然后用膨脹螺栓將角鋼(3)與梁(1)、柱 O)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)加固方法，其特征在于，所述 AFRP復(fù)合材料具體粘貼尺寸為所述AFRP復(fù)合材料具體粘貼尺寸為1倍的梁、柱截面高度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種加固鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)和加固用的AFRP材料及角鋼，鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)和在梁(1)、柱(2)端及節(jié)點(diǎn)區(qū)粘貼2～3層AFRP復(fù)合材料，并且在節(jié)點(diǎn)的四個(gè)角上布置角鋼(3)，AFRP復(fù)合材料通過環(huán)氧樹脂(4)粘貼于混凝土表面。本發(fā)明具有抗震性能好，節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于混凝土加固工程技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號E04B1/98GK102409764SQ20111023202
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者劉伯權(quán), 劉喜, 吳濤, 邢國華 申請人:長安大學(xué)