一種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法
【專利摘要】一種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法，屬于土木工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固領(lǐng)域，包括待加固的鋼筋混凝土原框架和用于加固的新增預(yù)制鋼筋混凝土框架，二者由無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋連接裝配成整體；新增預(yù)制框架梁、新增預(yù)制框架柱節(jié)點(diǎn)處以及上下層新增預(yù)制框架柱接頭處的鋼筋綁扎后，通過(guò)澆筑混凝土形成整體；新增預(yù)制鋼筋混凝土框架與鋼筋混凝土原框架之間留有縫隙，通過(guò)砂漿封閉；新增預(yù)制框架梁、新增預(yù)制框架柱預(yù)留孔道，原框架梁、原框架柱與新增預(yù)制鋼筋混凝土框架對(duì)應(yīng)位置通過(guò)鉆孔形成孔道；無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)孔道并張拉，用錨具錨固。使用該方法加固的結(jié)構(gòu)抗震能力提高1～2倍。
【專利說(shuō)明】—種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法是把用于加固的新增預(yù)制鋼筋混凝土框架通過(guò)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋連接到待加固的鋼筋混凝土原框架上，形成整體，共同抵抗地震作用，屬于土木工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及底框結(jié)構(gòu)，由于其使用上的方便性和靈活性而被廣泛采用。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及底框結(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，存在嚴(yán)重的抗震能力不足的隱患。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的提高，我國(guó)相當(dāng)部分已建結(jié)構(gòu)不能滿足現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此對(duì)其進(jìn)行抗震加固具有重要的意義。
[0003]我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50367— 2006)、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》(JGJ116—2009沖，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固方法分為兩大類:一是直接加固梁、柱構(gòu)件的方法。如增大截面法、外包型鋼法、外粘鋼板法、外粘纖維復(fù)合材料法、繞絲法及鋼絲繩網(wǎng)片一聚合砂漿面層加固法等；二是改變結(jié)構(gòu)受力體系的間接加固法。如新增剪力墻及側(cè)向支撐法、增設(shè)支點(diǎn)法、增設(shè)拉結(jié)連系法、以及預(yù)應(yīng)力加固法等。現(xiàn)有方法存在以下三個(gè)弊端:加固工作大多需要在建筑物內(nèi)部完成，破壞了建筑物的內(nèi)部裝修，施工周期內(nèi)影響建筑物的正常使用；加固方法多為構(gòu)件層面，不能從結(jié)構(gòu)整體層面上考慮抗震加固；加固工作需要現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，施工速度慢，質(zhì)量難保證，對(duì)環(huán)境污染高。
[0004]裝配式混凝土結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，有利于建筑工業(yè)化的發(fā)展，提高生產(chǎn)效率節(jié)約能源，有利于提高和保證構(gòu)件質(zhì)量，減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，施工作業(yè)快，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。但是裝配式結(jié)構(gòu)的抗震性能取決于預(yù)制構(gòu)件的連接方式，因此需要更可靠的連接方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有加固技術(shù)的缺陷，提供一種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法。該方法從結(jié)構(gòu)整體層面考慮抗震加固。加固工作主要在建筑外部進(jìn)行，建筑物抗震能力的提高是通過(guò)增加的外貼框架來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用于加固的新增預(yù)制鋼筋混凝土框架通過(guò)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋裝配到已有建筑框架外側(cè)，既發(fā)揮了裝配式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，又解決了新舊框架之間裝配連接的問(wèn)題，可以廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固領(lǐng)域。
[0006]1、一種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法，由待加固的鋼筋混凝土原框架I和用于加固的新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9組成，二者由無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7連接裝配成整體，其特征在于，所述新增預(yù)制框架梁10、新增預(yù)制框架柱11節(jié)點(diǎn)處以及上下層新增預(yù)制框架柱11接頭處的鋼筋綁扎后，通過(guò)澆筑混凝土形成整體新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9。所述新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9與鋼筋混凝土原框架I之間留有8?IOmm寬的縫隙4，通過(guò)砂漿5封閉；所述新增預(yù)制框架梁10、新增預(yù)制框架柱11預(yù)留孔道6以便穿入無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7，在原框架梁2、原框架柱3截面與新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9相對(duì)應(yīng)的位置通過(guò)鉆孔形成孔道6 ;所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7穿過(guò)孔道6并張拉，用錨具8錨固。
[0007]所述新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9的混凝土及鋼筋強(qiáng)度等級(jí)高于鋼筋混凝土原框架1，但不宜超過(guò)兩個(gè)等級(jí)。所述新增預(yù)制框架梁10的寬度為原框架梁2寬度的1/3?2/3，高度與原框架梁2相同。所述新增預(yù)制框架柱11的寬度與新增預(yù)制框架梁10寬度相同，高度與原框架柱3相同。
[0008]所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋孔道6沿原框架柱3、新增預(yù)制框架柱11高度方向，原框架梁2、新增預(yù)制框架梁10跨度方向每隔500?IOOOmm布置平行的兩排，位置應(yīng)避開原框架梁2、新增預(yù)制框架梁10端塑性鉸區(qū)以及梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)，同時(shí)應(yīng)避開原框架柱3、新增預(yù)制框架柱11、原框架梁2、新增預(yù)制框架梁10內(nèi)部縱向鋼筋及箍筋。所述孔道6的內(nèi)徑應(yīng)比無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7的直徑大6?15mm。
[0009]所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7預(yù)應(yīng)力大小的設(shè)計(jì)原則是，最終設(shè)計(jì)的有效預(yù)壓力值不宜過(guò)高，以滿足新老框架接觸面上的的摩擦抗剪力及裂縫寬度為度，且預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力要處于屈服極限以內(nèi)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，待加固的鋼筋混凝土原框架I與新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9借助于張拉無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7，在新舊框架接觸面處產(chǎn)生壓力和足夠的摩擦力，將二者裝配成一個(gè)整體。這種摩擦力足夠保證新舊框架之間不會(huì)發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，保證二者牢固地連接在一起，既發(fā)揮了裝配式結(jié)構(gòu)減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，施工作業(yè)快，降低對(duì)環(huán)境負(fù)面影響等優(yōu)點(diǎn)，又解決了新舊框架之間裝配連接的問(wèn)題。新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9選用高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋，抗震性能好，通過(guò)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7和待加固的鋼筋混凝土原框架I裝配在一起，保證新舊混凝土共同工作，共同承擔(dān)地震作用，加固后結(jié)構(gòu)抗震能力提高I?2倍，起到良好加固效果的同時(shí)又對(duì)原有建筑使用功能影響較小，可以廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1給出了一榀兩層一跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固示意圖。
[0012]圖2給出了圖1中的加固后整體梁A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3給出了圖1中的加固后整體柱B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:I是原框架，2是原框架梁，3是原框架柱，4是縫隙，5是砂漿，6是孔道，7是無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，8是錨具，9是新增預(yù)制鋼筋混凝土框架，10是新增預(yù)制框架梁，11是新增預(yù)制框架柱。
【具體實(shí)施方式】
[0015]第一步:根據(jù)待加固鋼筋混凝土原框架1、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2010)、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011—2010)確定新增預(yù)制框架梁10、新增預(yù)制框架柱11的截面尺寸、配筋量、混凝土強(qiáng)度等級(jí)以及無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋孔道6位置。孔道6沿原框架柱3、新增預(yù)制框架柱11高度方向，原框架梁2、新增預(yù)制框架梁10跨度方向每隔500?IOOOmm布置平行的兩排，位置應(yīng)避開原框架梁2、新增預(yù)制框架梁10端塑性鉸區(qū)以及梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)，同時(shí)應(yīng)避開原框架柱3、新增預(yù)制框架柱11、原框架梁2、新增預(yù)制框架梁10內(nèi)部縱向鋼筋及箍筋?？椎?的內(nèi)徑應(yīng)比無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7的直徑大6?15_。
[0016]第二步:在原框架梁2、原框架柱3與新增預(yù)制框架梁10、新增預(yù)制框架柱11相對(duì)應(yīng)的位置鉆孔，并清理孔道6。將鋼筋混凝土原框架I表面混凝土鑿毛洗凈，新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9與鋼筋混凝土原框架I的接觸面采用未拋光的木板做成粗糙面以增加摩擦力。
[0017]第三步:吊裝就位預(yù)制好的新增預(yù)制框架梁10、新增預(yù)制框架柱11。將同一層的新增預(yù)制框架梁10、新增預(yù)制框架柱11節(jié)點(diǎn)處以及上下層新增預(yù)制框架柱11接頭處的鋼筋綁扎后，通過(guò)澆筑早強(qiáng)混凝土形成整體新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9。在預(yù)留孔道6中穿入無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7，穿入無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7后在新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9與鋼筋混凝土原框架I之間預(yù)留的縫隙4中灌注砂漿5，并對(duì)孔道6灌漿。新舊混凝土框架之間的縫隙4所用砂漿5宜用纖維砂漿或環(huán)氧砂漿，纖維宜用尼龍纖維，其長(zhǎng)度可取10?15_，摻量可按每立方砂漿1.5?2kg?？椎?用普通砂漿灌注即可。砂漿5設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度不低于原框架混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋7并用錨具8錨固。
[0018]第四步:重復(fù)步驟三，依次將各層新增預(yù)制鋼筋混凝土框架9與待加固的鋼筋混凝土原框架I相連，形成最終加固結(jié)構(gòu)。
[0019]以上所述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非對(duì)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】
1.一種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法，由待加固的鋼筋混凝土原框架(I)和用于加固的新增預(yù)制鋼筋混凝土框架(9)組成，二者由無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋(7)連接裝配成整體，其特征在于，所述新增預(yù)制框架梁(10)、新增預(yù)制框架柱(11)節(jié)點(diǎn)處以及上下層新增預(yù)制框架柱(11)接頭處的鋼筋綁扎后，通過(guò)澆筑混凝土形成整體新增預(yù)制鋼筋混凝土框架(9);所述新增預(yù)制鋼筋混凝土框架(9)與鋼筋混凝土原框架(I)之間留有8?IOmm寬的縫隙(4)，通過(guò)砂漿(5)封閉；所述新增預(yù)制框架梁(10)、新增預(yù)制框架柱(11)預(yù)留孔道(6)以便穿入無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋(7)，原框架梁(2)、原框架柱(3)與新增預(yù)制鋼筋混凝土框架(9 )相對(duì)應(yīng)的位置通過(guò)鉆孔形成孔道(6 );所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋(7 )穿過(guò)孔道(6 )并張拉，用錨具(8)錨固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述新增預(yù)制鋼筋混凝土框架(9)的混凝土及鋼筋強(qiáng)度等級(jí)高于鋼筋混凝土原框架(I )，但不宜超過(guò)兩個(gè)等級(jí)；所述新增預(yù)制框架梁(10)的寬度為原框架梁(2)寬度的1/3?2/3，高度與原框架梁(2)相同；所述新增預(yù)制框架柱(11)的寬度與新增預(yù)制框架梁(10)寬度相同，高度與原框架柱(3)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力裝配預(yù)制鋼筋混凝土框架加固已有結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋孔道(6)沿原框架柱(3)、新增預(yù)制框架柱(11)高度方向，原框架梁(2)、新增預(yù)制框架梁(10)跨度方向每隔500?IOOOmm布置平行的兩排，位置應(yīng)避開原框架梁(2)、新增預(yù)制框架梁(10)端塑性鉸區(qū)以及梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)，同時(shí)應(yīng)避開原框架柱(3)、新增預(yù)制框架柱(11)、原框架梁(2)、新增預(yù)制框架梁(10)內(nèi)部縱向鋼筋及箍筋；所述孔道(6)的內(nèi)徑應(yīng)比無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋(7)的直徑大6?15mm。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK103711330SQ201310745596
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】李振寶, 陳磊, 解詠平, 陳藝博, 馬華 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)