專利名稱：多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)pc鋼棒加固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)PC鋼棒加固裝置，屬于鋼筋混凝土框架梁柱空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)加固領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在土木工程建設(shè)中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)以其優(yōu)越的抗震性能得到廣泛的使用。其中梁柱節(jié)點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)重要組成部分，起著傳遞和分配內(nèi)力以及保證結(jié)構(gòu)整體性的作用。在地震作用時(shí)，節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)內(nèi)受到的剪カ較大且極為復(fù)雜，是框架結(jié)構(gòu)中易損部位，而且節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的脆性剪切破壞，往往導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的倒塌，所以，在抗震設(shè)計(jì)中，采用“強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”設(shè)計(jì)原則。當(dāng)工程結(jié)構(gòu)遭受地震破壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工誤差、建筑物使用功能變更與加層、老舊建筑設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高、抗震規(guī)范條款變動(dòng)等因素都必須對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的抗震加固，以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的工程建設(shè)都經(jīng)歷了大規(guī)模建設(shè)、新建與加固并重以及維修加固三個(gè)階段。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)用于維修加固的投資比例都已經(jīng)超過(guò)了建設(shè)總投資的50%。而我國(guó)現(xiàn)有的近70億m2城鎮(zhèn)建筑中，已有50%已經(jīng)進(jìn)入老化階段需要維修加固的老舊建筑。因此，為了有效減輕地震災(zāi)害，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)既有建筑抗震加固方法的研究。在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固中，對(duì)于梁、柱的加固設(shè)計(jì)和施工都有相應(yīng)的規(guī)范可依，但是由于節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固和修復(fù)非常困難，目前，尚未成熟的加固方法和施工技術(shù)，更無(wú)成熟的規(guī)范可依。目前，國(guó)內(nèi)外已展開(kāi)的關(guān)于節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固技術(shù)主要有(I)增大截面法通過(guò)增加節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)截面面積，改善梁縱筋的錨固情況，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)傳カ機(jī)構(gòu)，從而提高斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。施工エ藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)；但現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)エ期長(zhǎng)，且需鑿穿樓板。宜用于平面和空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固。(2)外包鋼加固法在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)四周包裹型鋼進(jìn)行加固，鋼板通過(guò)直接承受剪力，同時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)形成約束作用，在不增大截面尺寸的同時(shí)，可以大幅度地提高核芯區(qū)抗剪承載カ，干法施工簡(jiǎn)單，價(jià)格低，現(xiàn)場(chǎng)エ期短；濕法施工簡(jiǎn)單，價(jià)格低，現(xiàn)場(chǎng)エ期長(zhǎng)。但要求型鋼表面溫度應(yīng)低于60°C，且現(xiàn)場(chǎng)焊接，需做好防腐處理。宜于平面和空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固。(3)粘貼鋼板加固法在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)，利用結(jié)構(gòu)膠將鋼板粘貼在核芯區(qū)的表面，鋼板可以直接承受剪力，同時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)形成約束作用，提高核芯區(qū)的抗剪承載カ和截面剛度。施工簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)焊接，エ期長(zhǎng)。但要求型鋼表面溫度應(yīng)低于60°C，需做好防腐處理。宜于平面節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固。(4)粘貼碳纖維加固法用樹(shù)脂膠將碳纖維或玻璃纖維片材粘貼在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)受拉表面，通過(guò)直接受剪和約束核芯區(qū)混凝土，提高節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)抗剪承載カ和截面剛度。高強(qiáng)高效，耐腐蝕性及耐久性好，不增加構(gòu)件的自重及體積，適用面廣，便于施工，無(wú)需大型的施エ設(shè)備，施工速度快，因而エ效很高。宜于平面節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固?？傮w而言，以上幾種加固方法，多適應(yīng)于平面節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固設(shè)計(jì)，存在結(jié)構(gòu)卸荷較為困難且代價(jià)較高、二次受カ結(jié)構(gòu)應(yīng)變滯后、加固效果不佳、現(xiàn)場(chǎng)施工不便等諸多問(wèn)題。而且對(duì)于空間節(jié)點(diǎn)，由于四周直交梁的存在，給節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的封包加固帶來(lái)不便，因此，框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固問(wèn)題尚未得到很好的解決。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于針對(duì)上述框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)加固設(shè)計(jì)及施工中存在的問(wèn)題，提供一種加固方法及PC鋼棒加固裝置，可以明顯的提高節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的抗剪承載カ和抗震性能。根據(jù)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的受カ存在桁架模型和斜壓桿模型，此加固主要通過(guò)直接承受剪力和加強(qiáng)核芯區(qū)混凝土的約束作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下 ー種多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)PC鋼棒加固裝置，其特征在干包括節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)I、L型錨固扣件6、PC鋼棒7、螺母8和密封帽9，L型錨固扣件6的一肢開(kāi)有通孔，另ー肢開(kāi)有不通孔，不通孔設(shè)有內(nèi)螺紋；所述節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)I由柱2、梁3和樓板4相交形成的矩形區(qū)域，在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)四個(gè)角部進(jìn)行打磨處理；所述PC鋼棒7兩端設(shè)有外螺紋；所述的L型錨固扣件6在一肢上由預(yù)留的不通孔內(nèi)螺紋與PC鋼棒7的一端連接，另ー肢由穿過(guò)預(yù)留通孔的PC鋼棒另一端與螺母8連接；所述密封帽9是安裝在螺母8外面；由四個(gè)L型錨固扣件6和四個(gè)PC鋼棒7通過(guò)螺母8形成一圈約束所述節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)I的矩形PC鋼棒套箍10。進(jìn)一步,其特征在于所述PC鋼棒7直徑為IOmm 20mm。進(jìn)ー步，其特征在于所述螺母8，其高度為PC鋼棒7直徑的I. 5 2倍。進(jìn)ー步，其特征在于所述PC鋼棒套箍10為ー個(gè)或多個(gè)，為多個(gè)時(shí)相鄰PC鋼棒套植10間距為IOCtam 300mm。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I、加固效果好。從節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的桁架模型和斜壓桿模型出發(fā)，通過(guò)PC鋼棒和錨固扣件采用預(yù)應(yīng)カ連接形成環(huán)向PC鋼棒套箍，不僅可以直接承受核芯區(qū)的剪力，還有對(duì)核芯區(qū)提供良好的三向約束作用，可以大幅度提高節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的抗剪承載カ和截面剛度，使之具有較好的抗震性能。2、受カ更合理。PC鋼棒套箍能使節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)混凝土提前處于三向受壓狀態(tài)，達(dá)到良好的約束效果，PC鋼棒提前分擔(dān)原結(jié)構(gòu)第一次受カ產(chǎn)生的荷載，減輕了原結(jié)構(gòu)的應(yīng)カ應(yīng)變水平，使加固中普遍存在的應(yīng)カ滯后問(wèn)題得到緩解。改善新加部分與原結(jié)構(gòu)的共同工作條件，大大改善核芯區(qū)的受カ性能。3、預(yù)應(yīng)カ施加方便。通過(guò)PC鋼棒可以方便的施加定量的預(yù)應(yīng)力，可以根據(jù)各種抗震性能所需不同的抗剪承載カ和截面剛度提供不同的約束作用。密封帽能夠較好的提供防腐防水性能，給后續(xù)再施加預(yù)應(yīng)カ和修復(fù)工作提供便利。4、施工簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)。具有無(wú)需增加支撐，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)焊接，無(wú)需重型機(jī)械，無(wú)需卸載，施工方便快捷，エ期較短，成本較低等特點(diǎn)。宜在各種平面和空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的加固中使用。通過(guò)對(duì)采用本實(shí)用新型裝置加固的鋼筋混凝土框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的構(gòu)件進(jìn)行研究表明，節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的抗裂性，抗剪承載カ都有明顯提高，延性可以滿足框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能要求。本實(shí)用新型作為空間節(jié)點(diǎn)的一種有效的加固裝置，在既有結(jié)構(gòu)的抗震加固中，將有很好的前景。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。

圖I為本實(shí)用新型在框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)應(yīng)用示意圖；圖2為圖I中A-A剖面圖；圖3 (a)為本實(shí)用新型的PC鋼棒套箍(10)組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 (b)為本實(shí)用新型的L型錨固扣件(6)正面投影圖；圖3 (C)為本實(shí)用新型的L型錨固扣件(6)側(cè)面投影圖；圖3 Cd)為本實(shí)用新型的L型錨固扣件(6)水平投影圖；圖3 (e)為本實(shí)用新型的L型錨固扣件(6)三視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明I、節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)，2、柱，3、梁，4、樓板，5、梁成孔，6、L型錨固扣件，7、PC鋼棒，8、螺母，9、密封帽，10、PC鋼棒套箍。
具體實(shí)施方式
ー種多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)PC鋼棒加固裝置，其特征在干包括節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)
I、L型錨固扣件6、PC鋼棒7、螺母8和密封帽9，L型錨固扣件6的一肢開(kāi)有通孔，另ー肢開(kāi)有不通孔，不通孔設(shè)有內(nèi)螺紋；所述節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)I由柱2、梁3和樓板4相交形成的矩形區(qū)域，在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)四個(gè)角部進(jìn)行打磨處理；所述PC鋼棒7兩端設(shè)有外螺紋；所述的L型錨固扣件6在一肢上由預(yù)留的不通孔內(nèi)螺紋與PC鋼棒7的一端連接，另ー肢由穿過(guò)預(yù)留通孔的PC鋼棒另一端與螺母8連接；所述密封帽9是安裝在螺母8外面；由四個(gè)L型錨固扣件6和四個(gè)PC鋼棒7通過(guò)螺母8形成一圈約束所述節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)I的矩形PC鋼棒套箍10。所述PC鋼棒套箍10為ー個(gè)或多個(gè)，為多個(gè)時(shí)相鄰PC鋼棒套箍10間距為IOOmm 300mmoI、基本要求I. I、被加固的框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)混凝土的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25。I. 2, PC鋼棒宜采用直徑為IOmm 20mm，螺母的高度應(yīng)螺栓直徑的I. 5 2倍。I. 3、長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)超過(guò)60°C，相対濕度不應(yīng)大于70%且無(wú)化學(xué)腐蝕和
聞濕聞溫。2、施工準(zhǔn)備2. I、學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)圖紙，編制詳細(xì)施工方案及加固細(xì)部大樣圖等。2. 2、PC鋼棒、L型錨固扣件，螺母，密封帽，丙酮等。2. 3、水鉆成孔設(shè)備或沖擊鉆，角磨機(jī)或砂輪機(jī)，扭矩扳手，鋼絲刷，毛刷，手套、鋼尺等。3、施工エ藝流程施工準(zhǔn)備一標(biāo)定位置一清理、修整原構(gòu)件一錨固扣件固定一PC鋼棒安裝一預(yù)應(yīng)力張拉一圍護(hù)。 4、操作要點(diǎn)4. I、梁端成孔在所需加固的梁端截面高度處，用水鉆或沖擊鉆成孔，并用壓縮空氣將孔內(nèi)表面浮灰清除干凈。4. 2、角部表面處理對(duì)要固定錨固扣件的節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)四個(gè)角部混凝土表面部位用砂輪打磨平整，直至完全漏出混凝土結(jié)構(gòu)新界面，并用壓縮空氣將表面浮灰清除干凈。4.3、L型錨固扣件固定將錨固扣件固定到節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)角部打磨部位，可由エ廠直接加工，且做好防腐處理。4. 4、PC鋼棒安裝將PC鋼棒穿過(guò)梁端的鉆孔與角部的錨固扣件通過(guò)螺栓連接。并通過(guò)預(yù)張拉調(diào)整PC鋼棒套箍的位置，保證安裝的精度。PC鋼棒采用直徑為IOmm 20mm，且做好防腐處理。PC鋼棒套箍可為一個(gè)或多個(gè)，為多個(gè)時(shí)間距S為IOOmm 300mm。4. 5、PC鋼棒預(yù)應(yīng)カ施加利用扭矩扳手對(duì)PC鋼棒施加一定的預(yù)應(yīng)カ。所施加張拉預(yù)應(yīng)カ為該P(yáng)C鋼棒抗拉強(qiáng)度的20% 70%。4. 6、表面防護(hù)由于PC鋼棒是經(jīng)過(guò)防腐處理的，對(duì)于處于一般環(huán)境中的節(jié)點(diǎn)加固裝置，是不需要做防腐工作的；但對(duì)于處在特殊環(huán)境(如高溫、高濕、腐蝕、放射性等)的混凝土構(gòu)件，應(yīng)采用特殊的防護(hù)措施。以上所述，僅為實(shí)用新型的其中一種實(shí)施例，也可以用于其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固中。對(duì)于PC鋼棒套箍可以在エ廠中批量生產(chǎn)后，直接應(yīng)用在實(shí)際結(jié)構(gòu)中。凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例做的任何修改、變更或等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)PC鋼棒加固裝置，其特征在于包括節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)(1)、L型錨固扣件(6)、PC鋼棒(7)、螺母(8)和密封帽(9)，L型錨固扣件(6)的一肢開(kāi)有通孔，另ー肢開(kāi)有不通孔，不通孔設(shè)有內(nèi)螺紋；所述節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)(I)由柱(2)、梁(3)和樓板(4)相交形成的矩形區(qū)域，在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)四個(gè)角部進(jìn)行打磨處理； 所述PC鋼棒(7)兩端設(shè)有外螺紋；所述的L型錨固扣件(6)在一肢上由預(yù)留的不通孔內(nèi)螺紋與PC鋼棒(7)的一端連接，另ー肢由穿過(guò)預(yù)留通孔的PC鋼棒另一端與螺母(8)連接；所述密封帽(9)安裝在螺母(8)外面；由四個(gè)L型錨固扣件(6)和四個(gè)PC鋼棒(7)通過(guò)螺母(8)形成一圈約束所述節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)(I)的矩形PC鋼棒套箍(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)PC鋼棒加固裝置，其特征在于所述PC鋼棒(7)直徑為IOmm 20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)PC鋼棒加固裝置，其特征在于所述螺母(8)，其高度為PC鋼棒(7)直徑的I. 5 2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)PC鋼棒加固裝置，其特征在于所述PC鋼棒套箍(10)為ー個(gè)或多個(gè)，為多個(gè)時(shí)相鄰PC鋼棒套箍(10)間距為IOOmm 300mm。
專利摘要一種多高層框架空間節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)PC鋼棒加固裝置，屬于土木工程加固施工領(lǐng)域。本裝置包括節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)、L型錨固扣件、PC鋼棒、螺母和密封帽，L型錨固扣件的一肢開(kāi)有通孔，另一肢開(kāi)有不通孔，不通孔設(shè)有內(nèi)螺紋；節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)由柱、梁和樓板相交形成的矩形區(qū)域，在節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)四個(gè)角部進(jìn)行打磨處理；PC鋼棒兩端設(shè)有外螺紋；L型錨固扣件在一肢上由預(yù)留的不通孔內(nèi)螺紋與PC鋼棒的一端連接，另一肢由穿過(guò)預(yù)留通孔的PC鋼棒另一端與螺母連接；密封帽是安裝在螺母外面；由四個(gè)L型錨固扣件和四個(gè)PC鋼棒通過(guò)螺母形成一圈約束節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的矩形PC鋼棒套箍。本裝置能直接承受剪力、提供三向約束作用、緩解應(yīng)力滯后、改善新老結(jié)構(gòu)的共同工作條件及核芯區(qū)的受力狀況。
文檔編號(hào)E04G23/02GK202509789SQ20112049721
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者李振寶, 王文靜, 郭二偉, 馬華 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)