專利名稱：用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種建筑物的加固方法，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，能夠提高鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度及在地震荷載作用下的延性性能。
背景技術(shù)：
在歷次發(fā)生的大地震中，大量房屋倒塌，部分框架結(jié)構(gòu)房屋遭到不同程度的破壞，節(jié)點(diǎn)的破壞是其中一個(gè)重要方面?？蚣芙Y(jié)構(gòu)最重要的部位是節(jié)點(diǎn)，在水平荷載作用下，框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的水平剪力約為柱節(jié)點(diǎn)的4至6倍。由于節(jié)點(diǎn)失效引起的混凝土框架結(jié)構(gòu)破壞屢有出現(xiàn)。節(jié)點(diǎn)包括框架梁與框架柱相交的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)以及鄰近核心區(qū)的梁端和柱端，是 混凝土框架的傳力樞紐，在結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著傳遞、分配內(nèi)力和保持結(jié)構(gòu)整體性的作用，受力相當(dāng)復(fù)雜。在地震作用下，節(jié)點(diǎn)是框架中最薄弱最容易受損的部位，節(jié)點(diǎn)的破壞會(huì)導(dǎo)致整個(gè)框架結(jié)構(gòu)失去承載力。纖維復(fù)合材料布(即纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，簡(jiǎn)稱FRP)加固混凝土結(jié)構(gòu)是近10年來在國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)和發(fā)展起來的一種新型加固技術(shù)。FRP具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、易施工、適應(yīng)性強(qiáng)以及與混凝土良好的協(xié)同工作等優(yōu)越的性能。但是由于混凝土框架節(jié)點(diǎn)受力的復(fù)雜性，迄今為止，關(guān)于使用FRP片材增強(qiáng)框架整體和節(jié)點(diǎn)加固的抗震性能研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。采用合理可行的FRP加固方式可有效改善鋼筋混凝土框架梁柱板節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度、剛度、延性和耗能能力，增強(qiáng)其抗震性能。本實(shí)用新型進(jìn)行了 FRP增強(qiáng)鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的抗震加固試驗(yàn)研究，在總結(jié)以往試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，提出了一套合理可行的FRP抗震加固鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的方式和步驟，可有效改善和提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，本實(shí)用新型的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，所述的鋼筋混凝土框架為梁和柱及板交叉的節(jié)點(diǎn)。所述的梁柱與柱板之間粘貼L形纖維復(fù)合材料布；所述的板底梁端粘貼U形纖維復(fù)合材料布和板頂粘貼橫向纖維復(fù)合材料布對(duì)L形纖維復(fù)合材料布進(jìn)行約束包裹；所述的柱端粘貼環(huán)向包裹的纖維復(fù)合材料布。本實(shí)用新型發(fā)明的目地還可以通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)所述梁和柱及板交叉的節(jié)點(diǎn)陽(yáng)角部位在粘貼前打磨成圓角，并填充聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿。所述的柱端環(huán)向包裹粘貼纖維復(fù)合材料布，其搭接長(zhǎng)度不少于150mm。所述纖維復(fù)合材料布為玻璃纖維布、芳綸纖維布或玻璃與芳綸纖維混合編織布。所述的纖維復(fù)合材料布為單層或多層。由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架具有以下有益效果試驗(yàn)結(jié)果表明，加固后節(jié)點(diǎn)的抗震性能明顯改善，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到并超過了我國(guó)現(xiàn)行抗震規(guī)范的要求，而且核心區(qū)構(gòu)件的屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度和破壞形式也都得到了改善，對(duì)工程中存在正交梁的梁板柱節(jié)點(diǎn)加固具有很重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

圖I為節(jié)點(diǎn)加固第一步L形粘貼示意圖；圖2為節(jié)點(diǎn)加固第二步U形包裹粘貼示意圖；圖3為節(jié)點(diǎn)加固第三步柱端環(huán)形包裹粘貼示意圖；圖4為節(jié)點(diǎn)梁板斷面粘貼加固示意圖。圖中L形粘貼I、U形粘貼2、板頂橫向粘貼3、環(huán)形包裹粘貼4、柱5、梁6、板7。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)描述參見圖I至圖4 :對(duì)鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗震加固就是想辦法提高節(jié)點(diǎn)的承載能力和延性，增加耗能能力，從而改善節(jié)點(diǎn)的抗震性能。延性是指節(jié)點(diǎn)梁6柱5組合體在保持一定承載力情況下的塑性變形能力，也即是塑性鉸的變形能力。在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)部難以利用箍筋實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土高效的約束，纖維復(fù)合材料(即纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，簡(jiǎn)稱FRP)的柔軟以及便于施工的特點(diǎn)使得可以在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)粘貼FRP布以增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的抗剪能力。這種加固方法的特點(diǎn)是沿核心區(qū)對(duì)角方向粘貼單向纖維或用雙向編織的纖維布粘貼在核心區(qū)混凝土上(保持纖維方向沿核心區(qū)的對(duì)角方向)，高強(qiáng)度的纖維對(duì)核心區(qū)混凝土產(chǎn)生約束作用，阻止核心區(qū)混凝土沿主拉應(yīng)力方向的開裂和變形，從而提高了節(jié)點(diǎn)的抗剪能力和變形能力。采用L型粘貼I連續(xù)纖維布(纖維方向沿構(gòu)件軸線方向，下面稱為縱向纖維布)通過梁6柱5凹角、再用纖維箍在梁6柱5端進(jìn)行約束的方法對(duì)梁6柱5端部進(jìn)行加固。在這種加固方法中，縱向纖維布幫助縱筋受力，并且其拉力經(jīng)由橫向纖維箍傳到節(jié)點(diǎn)核心區(qū)外圍的梁6或柱5上，而不像縱筋那樣傳到節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土中，縱筋拉力的減小有利于斜壓桿受壓和減小縱筋與混凝土間的粘結(jié)退化。同時(shí)，拉區(qū)縱向纖維布的存在，增大了混凝土受壓區(qū)高度，從而增加了斜壓桿的寬度。因此，這種加固方法在提高梁柱端部截面受彎、受剪性能的同時(shí)，也提高了節(jié)點(diǎn)的抗剪能力。另外，梁6柱5端的纖維箍對(duì)混凝土也有一定的約束作用。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的構(gòu)思是(1)對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)進(jìn)行加固。對(duì)十字梁6柱5板7節(jié)點(diǎn)，梁6與柱、柱5與板7之間可直接采用L形進(jìn)行粘貼I加固，纖維繞過的柱6角要進(jìn)行倒角處理，可以人為后加填充聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿，便纖維平滑過渡，保證約束效果；(2)在梁6板7之間設(shè)U形箍進(jìn)行包裹粘貼2，可間隔進(jìn)行包裹；(3)進(jìn)行梁6柱5端抗剪約束和錨固處理。對(duì)于柱端，一般應(yīng)進(jìn)行整體環(huán)向包裹4約束力，纖維的搭接長(zhǎng)度不小于150_即可，這樣對(duì)柱5端抗彎纖維提供了有效的錨固，也是對(duì)柱5端混凝土的一種約束和加固。而梁6端因?yàn)闃前?的存在，不能直接進(jìn)行環(huán)向包裹，應(yīng)采用U形纖維條進(jìn)行抗剪加固2，同時(shí)也對(duì)梁6下部L形抗彎纖維的錨固1，對(duì)于梁6上部的抗彎纖維可采取橫向粘貼纖維3的方式進(jìn)行錨固。本例中的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)為十字型梁柱板節(jié)點(diǎn)，首先粘貼梁6柱5與柱5板7之間的L形纖維布1，其次在板7底梁6端粘貼U形纖維布2和板頂粘貼橫向纖維布3進(jìn)行約束包裹，最后對(duì)柱5端進(jìn)行環(huán)向包裹粘貼纖維布4，從而提高框架節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度、剛度和抗震延性。加固的具體操作步驟如下第一步對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨處理，加固區(qū)域清理平整；第二步陽(yáng)角部位打磨成圓角，陰角部位可填充聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿進(jìn)行平滑處理，確保纖維布能平滑過渡；第三步現(xiàn)場(chǎng)配制并涂刷底膠，底膠涂刷要均勻，不能有明顯的流痕，保證涂刷底膠后的管道表面平整光潔；第四步根據(jù)需要和設(shè)計(jì)尺寸，現(xiàn)場(chǎng)裁制纖維布材，并用滾筒將配制好的樹脂均勻涂刷在纖維布材表面；第五步底膠初凝后，然后將已經(jīng)涂刷好樹脂的纖維布粘貼梁6柱5板7加固區(qū)域表面；第六步如圖I，先粘貼梁6柱5與柱5板7之間的L形纖維布I，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，可粘貼一層，亦可粘貼多層；第七步如圖2，在板7底梁6端粘貼U形纖維布2和板7頂粘貼橫向纖維布3對(duì)L形纖維布I進(jìn)行約束包裹，可間隔進(jìn)行粘貼；第八步如圖3，在柱5端環(huán)向粘貼纖維布4，對(duì)L形纖維布I進(jìn)行約束包裹，纖維的搭接長(zhǎng)度不小于150_。第九步粘貼好的纖維布表面涂刷一層樹脂膠。
權(quán)利要求1.一種用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，所述的鋼筋混凝土框架為梁和柱及板交叉的節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述的梁與柱、柱與板之間粘貼L形纖維復(fù)合材料布；所述的板底梁端粘貼U形纖維復(fù)合材料布和板頂粘貼橫向纖維復(fù)合材料布對(duì)L形纖維復(fù)合材料布進(jìn)行約束包裹；所述的柱端粘貼環(huán)向包裹的纖維復(fù)合材料布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，其特征在于所述梁和柱及板交叉的節(jié)點(diǎn)陽(yáng)角部位打磨成圓角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，其特征在于所述的柱端環(huán)向包裹粘貼纖維復(fù)合材料布，其搭接長(zhǎng)度不少于150mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，其特征在于所述纖維復(fù)合材料布為玻璃纖維布、芳綸纖維布或玻璃與芳綸纖維混合編織布。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，其特征在于所述的纖維復(fù)合材料布為單層或多層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用纖維復(fù)合材料布加固的鋼筋混凝土框架，首先粘貼梁柱與柱板之間的L形纖維復(fù)合材料布，其次在板底梁端粘貼U形纖維復(fù)合材料布和板頂粘貼橫向纖維復(fù)合材料布進(jìn)行約束包裹，最后對(duì)柱端進(jìn)行環(huán)向包裹粘貼纖維復(fù)合材料布。纖維復(fù)合材料布具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、易施工、適應(yīng)性強(qiáng)以及與混凝土良好的協(xié)同工作等優(yōu)越的性能。本實(shí)用新型能有效改善鋼筋混凝土框架梁柱板節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度、剛度、延性和耗能能力，增強(qiáng)其抗震性能。
文檔編號(hào)E04G23/02GK202672769SQ201220283338
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月16日
發(fā)明者宋志遠(yuǎn), 邵文康 申請(qǐng)人:上海久堅(jiān)加固工程有限公司