外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)的方法
【專利摘要】一種外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)的方法，屬于混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域。在原鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)外側(cè)外貼鋼骨混凝土框架。新增鋼骨混凝土梁、柱為整澆一體式進(jìn)行預(yù)制。新增鋼骨混凝土梁、柱通過后張法錨固預(yù)應(yīng)力筋的方式分別與原鋼筋混凝土梁、柱相連接。新增鋼骨混凝土梁、柱中的鋼骨通過螺栓和角鋼連接在一起。新增鋼骨混凝土框架與原鋼筋混凝土框架之間留有5～10mm寬的縫隙，通過砂漿進(jìn)行封閉；新增鋼骨混凝土梁與新增鋼骨混凝土柱及梁柱中的鋼骨要留設(shè)孔道以便穿入預(yù)應(yīng)力筋：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋通過錨具錨固?？梢杂行У奶岣呓Y(jié)構(gòu)的承載力、剛度、延性等。施工過程中做到不入戶，不搬遷，達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的效果，對加固效果非常有利。
【專利說明】外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域，特別涉及一種外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)以及底框結(jié)構(gòu)，由于其空間布置的靈活性，在多高層建筑中一直被廣泛采用。底框結(jié)構(gòu)由于使用功能不同導(dǎo)致結(jié)構(gòu)布置上不同，容易形成剛度不均、上剛下柔的結(jié)構(gòu)體系?？赡艽嬖趪?yán)重的抗震能力不足，在地震中發(fā)生傾斜或者倒塌，對結(jié)構(gòu)修復(fù)以及救災(zāi)造成很大的阻礙以及經(jīng)濟(jì)花費(fèi)。
[0003]我國《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50367 - 2006)，提出了多種加固方法。例如加大截面法、外粘鋼加固法、外貼纖維布加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法等。但是，現(xiàn)行規(guī)范中提出的這些方法仍然存在一些問題。這些加固方法可以不同程度的提高結(jié)構(gòu)的承載能力以及剛度，但是對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不能同時(shí)解決新舊混凝土共同工作問題以及應(yīng)力應(yīng)變滯后問題。并且對于外粘鋼加固法、外貼纖維布加固法，還存在不防火，不適用于混凝土強(qiáng)度較低的情況等缺點(diǎn)。對于加大截面法其增加了結(jié)構(gòu)高度，影響凈空。對于體外預(yù)應(yīng)力加固法，還存在施工復(fù)雜成本較高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有加固技術(shù)的缺陷，提供一種外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)的方法。由于鋼骨混凝土梁、柱有較高的承載能力和延性，因此有效提高加固結(jié)構(gòu)的承載能力、剛度、延性、耗能能力等。既有結(jié)構(gòu)與外貼鋼骨混凝土框架通過預(yù)應(yīng)力筋連接，或既有結(jié)構(gòu)與外貼鋼骨混凝土框架通過植筋錨固的方式連接，使得結(jié)構(gòu)成為整體，不僅增大結(jié)構(gòu)的抗震性能，減小結(jié)構(gòu)的損傷，還能解決新舊混凝土缺乏連結(jié)不能形成整體，以及應(yīng)力應(yīng)變滯后的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)的方法，其基本方法是:在原鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)外側(cè)外貼鋼骨混凝土框架，外貼鋼骨混凝土框架包括新增鋼骨混凝土梁、新增鋼骨混凝土柱。所述新增鋼骨混凝土梁與新增鋼骨混凝土柱為整澆一體式進(jìn)行預(yù)制。所述新增鋼骨混凝土梁、新增鋼骨混凝土柱通過后張法錨固預(yù)應(yīng)力筋的方式分別與原鋼筋混凝土梁、原鋼筋混凝土柱相連接；所述新增鋼骨混凝土梁和柱中的鋼骨通過螺栓和角鋼連接在一起。所述新增鋼骨混凝土框架與原鋼筋混凝土框架之間留有5?10_寬的縫隙，通過砂漿進(jìn)行封閉；所述新增鋼骨混凝土梁與新增鋼骨混凝土柱及梁柱中的鋼骨要留設(shè)孔道以便穿入預(yù)應(yīng)力筋；所述無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋通過錨具錨固。
[0006]所述原鋼筋混凝土框架梁、柱的結(jié)合面要鑿毛洗凈。
[0007]所述原鋼筋混凝土框架梁、柱需要鉆孔，直徑應(yīng)比無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的直徑大6?15_，并且與新增鋼骨混凝土框架梁、柱的預(yù)留孔道直徑相同，位置也相同。
[0008]所述新增鋼骨混凝土框架與原鋼筋混凝土框架可以用植筋錨固的形式現(xiàn)澆在一起，植筋用的鋼筋與原框架通過植筋膠連接，與新增框架為現(xiàn)澆一體式，新增鋼骨混凝土框架中的植筋與鋼骨焊接。
[0009]所述新增鋼骨混凝土梁的寬度為原框架梁寬度的1/2?2/3，高度與原框架梁相同。所述新增鋼骨混凝土柱的寬度與新增鋼骨混凝土梁寬度相同，高度與原框架柱相同。
[0010]原鋼筋混凝土梁、原鋼筋混凝土柱、新增鋼骨混凝土梁、新增鋼骨混凝土柱均包含縱筋與箍筋。
[0011]本發(fā)明一種外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)的有益效果如下:
[0012]一種外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)，布置比較靈活，可多跨布置也可單跨布置。采用鋼骨混凝土框架有效提高結(jié)構(gòu)的承載能力、延性等，并且預(yù)應(yīng)力筋連接方式可以有效減小損傷，加大剛度。原混凝土框架結(jié)構(gòu)與新鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)通過預(yù)應(yīng)力筋錨固裝配一體式及植筋錨固現(xiàn)澆一體式的方式連接在一起，可以保證新框架與原框架之間的變形協(xié)調(diào)。并且新舊部分借助于預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力，在新舊框架接觸部分產(chǎn)生壓力和摩擦，將新舊部分緊密連接在一起，保證加固后結(jié)構(gòu)在地震作用下能夠正常發(fā)揮作用，提高了結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力，減少裂縫的開展，并且預(yù)應(yīng)力筋與混凝土一起工作，可以充分利用鋼筋與混凝土的材料性能。這種加固方法其承載能力與未加固結(jié)構(gòu)相比提高了 50%。相較于普通鋼筋混凝土加固結(jié)構(gòu)，這種方法能使得承載能力提高30%左右，并且殘余變形是普通現(xiàn)澆加固結(jié)構(gòu)的1/10，剛度加大30%左右。有很高的耐火性能，施工過程中做到不入戶、不搬遷，對原有建筑結(jié)構(gòu)使用功能影響較小，達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1給出了單跨單層單榀預(yù)制鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)加固圖；
[0014]圖2給出了圖1中的梁的A -A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3給出了圖1中的柱的B - B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4給出了單跨單層單榀現(xiàn)澆鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)加固圖；
[0017]圖5給出了圖4中的梁的A -A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6給出了圖4中的柱的B - B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7給出了圖1和圖4中梁柱鋼骨的節(jié)點(diǎn)連接示意圖。
[0020]圖8給出了用ABAQUS軟件進(jìn)行單推荷載作用下的荷載-位移曲線。
[0021]I原鋼筋混凝土框架梁，2新增預(yù)制鋼筋混凝土框架梁，3原鋼筋混凝土框架柱，4新增預(yù)制鋼筋混凝土框架柱，5、10、6、11分別為原鋼筋混凝土框架梁、柱的縱筋及箍筋、新增預(yù)制鋼筋混凝土框架梁、柱縱筋及箍筋，7梁、柱預(yù)應(yīng)力筋的孔道，8預(yù)應(yīng)力筋，9錨具，12新舊框架之間的預(yù)留縫隙，13新增梁中的鋼骨，14植筋膠，15植筋錨固用的鋼筋，16新增柱中鋼骨，17連接梁柱鋼骨的螺栓，18連接梁柱鋼骨的角鋼。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0023]參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6，一種外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)的方法，在原鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)外側(cè)外貼鋼骨混凝土框架，外貼鋼骨混凝土框架包括新增鋼骨混凝土梁2、新增鋼骨混凝土柱4。所述新增鋼骨混凝土梁2與新增鋼骨混凝土柱4為整澆一體式進(jìn)行預(yù)制。所述新增鋼骨混凝土梁2、新增鋼骨混凝土柱4通過后張法錨固預(yù)應(yīng)力筋8的方式分別與原鋼筋混凝土梁1、原鋼筋混凝土柱3相連接；所述新增鋼骨混凝土梁2中的鋼骨13和柱4中的鋼骨16通過螺栓17和角鋼18連接在一起。所述新增鋼骨混凝土梁2或柱4與原鋼筋混凝土框架梁I或柱3之間留有5?10_寬的縫隙12，通過砂漿進(jìn)行封閉；所述新增鋼骨混凝土梁2與新增鋼骨混凝土柱4及梁中的鋼骨13和柱中的鋼骨16要留設(shè)孔道7以便穿入預(yù)應(yīng)力筋8所述預(yù)應(yīng)力筋8通過錨具9錨固
[0024]所述原鋼筋混凝土框架梁1、柱3的結(jié)合面要鑿毛洗凈。
[0025]所述原鋼筋混凝土框架梁1、柱3需要鉆孔7，直徑應(yīng)比預(yù)應(yīng)力筋8的直徑大6?15_，并且與新增鋼骨混凝土梁2、柱4的預(yù)留孔道7直徑相同，位置也相同。
[0026]所述新增鋼骨混凝土框架與原鋼筋混凝土框架也可以用植筋錨固的形式現(xiàn)澆在一起，植筋用的鋼筋15與原框架通過植筋膠14連接，與新增框架為現(xiàn)澆一體式，新增鋼骨混凝土框架中的植筋15與鋼骨13、16焊接。
[0027]所述新增鋼骨混凝土梁2的寬度為原框架梁I寬度的1/2?2/3，高度與原框架梁I相同。所述新增鋼骨混凝土柱4的寬度與新增鋼骨混凝土梁2寬度相同，高度與原框架柱3相同。原鋼筋混凝土框架梁1、原鋼筋混凝土框架柱3、新增鋼骨混凝土框架梁2、新增鋼骨混凝土框架柱4均包含縱筋5、6與箍筋10、11。實(shí)施例1
[0028]新增鋼骨混凝土框架為預(yù)制整澆框架與原框架結(jié)構(gòu)通過預(yù)應(yīng)力筋連接的具體施工方法:
[0029]本實(shí)施例中，以梁為例，原框架梁尺寸為150mmX300mm，采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為HRB335，外貼預(yù)制梁尺寸為100mmX300mm，采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為HRB400，預(yù)應(yīng)力筋采用1X7的直徑為12.7，強(qiáng)度為fptk=1860N/mm2，fpy=1320N/mm2，鋼骨采用Q345鋼，梁中H型鋼尺寸為150X60X8X6。根據(jù)模型的分析結(jié)果顯不如圖4,與未加固的相比承載能力提聞將近50%。
[0030]a.設(shè)計(jì)、制作
[0031]根據(jù)原鋼筋混凝土框架梁1、柱3截面尺寸，設(shè)計(jì)新增鋼骨混凝土梁2、柱4截面。將設(shè)計(jì)結(jié)果提交預(yù)制單位，制作新增鋼骨混凝土框架。選擇預(yù)應(yīng)力鋼筋8的直徑，并根據(jù)連接處的摩擦抗剪能力以及使預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力始終保持在屈服極限以內(nèi)的原則，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)加應(yīng)力。將原鋼筋混凝土框架梁表面混凝土鑿毛洗凈。
[0032]b.錨固
[0033]將新增鋼骨混凝土框架與原框架對齊放置，穿入無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋8，根據(jù)設(shè)計(jì)應(yīng)力對預(yù)應(yīng)力筋8進(jìn)行張拉，通過錨具9錨固。在新增鋼骨混凝土框架與原框架的預(yù)留縫隙12處灌入砂漿，待砂漿在孔洞7中充滿后停止灌漿。砂漿干硬后，完成外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)。
[0034]實(shí)施例2
[0035]新增鋼骨混凝土框架與原框架通過植筋錨固連接的具體施工方法:
[0036]a.設(shè)計(jì)、制作
[0037]根據(jù)原鋼筋混凝土框架截面尺寸，設(shè)計(jì)新增鋼筋混凝土框架截面。選擇植筋膠14的種類及錨固鋼筋15的直徑、植筋深度、植筋間距、鉆孔孔徑。在原鋼筋混凝土框架根據(jù)植筋參數(shù)在截面上打孔，植入植筋膠14，插入錨固鋼筋15。待植筋膠14完全干硬，進(jìn)入下一
步工作。
[0038]c.鋼筋綁扎
[0039]進(jìn)行新增鋼骨混凝土框架的鋼筋綁扎，5、10、6、11分別為原鋼筋混凝土框架梁縱筋及箍筋、新增鋼筋混凝土框架梁縱筋及箍筋。將梁中鋼骨13及柱中鋼骨16通過螺栓17及角鋼18焊接在一起，并與植筋用的錨固鋼筋15進(jìn)行焊接。
[0040]d.澆筑
[0041]對待澆鑄新增鋼骨混凝土框架進(jìn)行模板安裝，待混凝土養(yǎng)護(hù)28天后拆卸模板。完成外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)。
[0042]以上所述實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非對本發(fā)明作任何其他形式的限制，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)所作的任何修改或同等變化，仍屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于:在原鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)外側(cè)外貼鋼骨混凝土框架，外貼鋼骨混凝土框架包括新增鋼骨混凝土梁、新增鋼骨混凝土柱；所述新增鋼骨混凝土梁與新增鋼骨混凝土柱為整澆一體式進(jìn)行預(yù)制；所述新增鋼骨混凝土梁、新增鋼骨混凝土柱通過后張法錨固預(yù)應(yīng)力筋的方式分別與原鋼筋混凝土梁、原鋼筋混凝土柱相連接；所述新增鋼骨混凝土梁和柱中的鋼骨通過螺栓和角鋼連接在一起；所述新增鋼骨混凝土框架與原鋼筋混凝土框架之間留有5?IOmm寬的縫隙，通過砂漿進(jìn)行封閉；所述新增鋼骨混凝土梁與新增鋼骨混凝土柱及梁柱中的鋼骨要留設(shè)孔道以便穿入預(yù)應(yīng)力筋；所述預(yù)應(yīng)力筋通過錨具錨固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述原鋼筋混凝土框架梁的結(jié)合面要鑿毛洗凈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外貼鋼骨混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述原鋼筋混凝土框架梁、柱需要鉆孔，直徑應(yīng)比無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的直徑大6?15mm，并且與新增鋼骨混凝土框架梁、柱的預(yù)留孔道直徑相同，位置也相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外貼鋼骨鋼筋混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述新增鋼骨混凝土框架與原鋼筋混凝土框架也可以用植筋錨固的形式現(xiàn)澆在一起，植筋用的鋼筋與原框架通過植筋膠連接，與新增框架為現(xiàn)澆一體式，新增鋼骨混凝土框架中的植筋與鋼骨焊接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外貼鋼骨鋼筋混凝土框架法加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述新增鋼骨混凝土梁的寬度為原框架梁寬度的1/2?2/3，高度與原框架梁相同。所述新增鋼骨混凝土柱的寬度與新增鋼骨混凝土梁寬度相同，高度與原框架柱相同。
【文檔編號(hào)】E04G23/02GK103711329SQ201310745468
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】馬華, 付靜, 解詠平, 張婷婷, 李振寶 申請人:北京工業(yè)大學(xué)